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[扬声器] 扬声器的分类

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音频应用

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发表于 2019-1-16 | |阅读模式
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本帖最后由 onewind 于 2019-1-16 21:32 编辑

扬声器的分类


1

按换能方式分为可逆换能器和不可逆换能器

01

能量可逆变换的可逆换能器,其中包括:电动式换能器;电磁式换能器;磁致失真换能器;静电式换能器;压电式换能器;电致失真换能器。



02

能量不能可逆转换的不可逆换能器,其中包括:阻抗式换能器;热线式换能器。


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这些换能器的中介有电磁能、静电能、电消散能三类。每一大类之中还可以分若干小类,每一种类别的扬声器都有本身的性能特点、不同外形、不同特性与用途。反过来我们要得到某种性能、某种特点、某种外形扬声器,也可以从分类得到启示,按图索骥找出所希望的扬声器。



2

按工作原理分类

01

电动式扬声器

在各种类型的扬声器中,运用最多,最广泛的是电动式扬声器,又称动圈式扬声器,它是应用电动原理的电声换能器件。 根据法拉第定律,当载流导体通过磁场时,会受到一个电动力,其方向符合弗来明左手定则,力与电流、磁场方向互相垂直,受力大小与电流、导线长度、磁通密度成正比。当音圈输入交变音频电流时,音圈受到一个交变推动力产生交变运动,带动纸盆振动,反复推动空气而发声。
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动圈式扬声器结构图


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动圈式扬声器外形图



目前使用最广泛的纸盆扬声器、号筒扬声器都属于电动式扬声器。我们重点描述的将是这种扬声器,深入讨论它的原理、性能、结构、特点、部件性能等。



02

电磁式扬声器

亦称“舌簧扬声器”。在永磁体两极之间有一可动铁心的电磁铁,当电磁铁的线圈中没有电流时,可动铁心受永磁体两磁极相等吸引力吸引,在中央保持静止;当线圈中有电流流过时,可动铁心被磁化,而成为一条形磁体。随着电流方向的变化,条形磁体的极性也相应变化,使可能铁心绕支点做旋转运动。可动铁心的振动由悬臂传到振膜推动空气振动。


“舌簧扬声器”结构图

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这种电磁式扬声器频带窄,失真大,音质欠佳,除了一些特殊场合,目前很少使用。



03

静电扬声器

静电扬声器是利用加到电容器即板上的静电力而工作的扬声器,就结构来看,因正负极相向而成电容器状,所以又称为“电容扬声器”。如下图所示,有两块厚而硬的材料作为固定极板,极板上有孔可以透过声音,中间一片极板则用薄而轻的材料作振膜。将振膜周围固定、拉紧而与固定极保持相当距离,即使在大振幅下,亦不致与固定极相碰。它的这一特点,使得静电扬声器不适合作低频扬声器。通常它的有效频率范围100Hz-20kHz,静电扬声器的结构并不复杂,并且具有振膜全体受同相位驱动力推动优点,所以在电动式扬声器之后,它就被称为高保真扬声器应用。近年来高分子化学的发展,可以用极薄的高分子薄膜作振膜。驻极体的研制成功,提出了不需要偏压的静电扬声器,即驻极体静电扬声器。


“电容扬声器”原理图


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静电场扬声器又分单端氏和推挽式。单端静电扬声器是用一个固定电极和一个振膜的方式,具体结构如下图所示.在聚酯薄膜上,蒸发一层铝,将它按要求的间隔(0.3mm左右)绷紧在弯曲的开孔金属板固定电极上,这时偏压约为200V~300V。


单端静电扬声器的结构图

a.构造  b.截面  c。间隔窄的固定极和振动板



静电扬声器的优点是整个振膜同相振动,振膜轻,失真小,可以重放极为清脆的声音,这是一种很独特的音色,有很好的解析力、细节清楚、声音逼真,有相当一批爱好者。它的缺点是效率低,需要高压直流电源,容易吸尘,振膜加大失真亦会加大,不适合听摇滚、重金属音乐、价格也相对贵一点。



04

压电扬声器

利用压电材料的逆压电效应而工作的扬声器称为压电扬声器。电介质在压力作用下发生极化使两端表面间出现电势差的现象,称之为“压电效应”。压电扬声器根据介质不同,分压电高聚物扬声器、压电晶体扬声器和压电陶瓷扬声器,下图为一种压电晶体扬声器。

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压电晶体扬声器结构图



压电扬声器同电动式扬声器相比不需要磁路,和静电扬声器相比不需要偏压,结构简单,价格便宜,但缺点也不小,失真大而且工作不稳定。



05

离子扬声器

在一般情况下,空气中的分子是中性的、不带电。但经过高压放电后就成为带电的粒子,这种现象称游离化。把游离化的空气利用音频电压振动,则产生声波,这就是离子扬声器的原理。

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离子扬声器构造图

a.方框图  b.放电腔的构造



离子扬声器与其他扬声器的不同之处在于没有振膜,所以瞬态特性和高频特性都很好,但是结构复杂限制了它的广泛应用。



06

气流调制扬声器

又称气流扬声器。它是利用压缩空气作能源,利用音频电流调制气流发声的扬声器。它的输出功率可达数千到上万声瓦。效率约为15%。这种扬声器由气室、调制阀门、号筒和磁路组成。

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气流扬声器结构图



07

火焰扬声器

在以前有人突发奇想,是否可调制火焰来发声,果然获得成功。当空气和煤气燃烧的火焰通过电极,电极加有直流电压和高频信号,火焰受音频信号调制而发声。火焰几乎无质量,声音动态极好。但他有致命的缺点,不安全,不方便,所以实际应用很少。

QQ截图20190116212352.jpg
火焰扬声器结构图



08

磁致失真扬声器

这是一种特殊的强磁体,他能在磁场作用下振动发声,如下图所示。

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磁致失真扬声器



3

按用途分类

01

高保真(Hi-Fi)扬声器

是一种失真小,能真正重放高音质的扬声器。虽然它使用频率很高,但实际上对它的认识却存在很大很大差异。



02

监听扬声器

用来评价节目音质量的高质量扬声器。其性能要求很高,应具有宽而平坦的频率响应,极低的谐波失真,良好的指向特性,大的功率承受能力,大的动态范围和高可靠性。



03

扩声类扬声器

扩声类扬声器是用来向较多人的人群、较宽的范围和较远的距离真实传送声音信息的扬声器,按具体应用市场可分为:剧场、音乐厅、大会堂用;礼堂、会议室、宴会厅用;工厂、机关、超市、车站广播用;紧急报警用。按扩声器内容可分为:音乐用;话音用;特殊信号用。扩声用扬声器根据不同的使用目的,对频率重放范围及指向性等指标各有不同要求。但有几点共同要求:清晰度好;能均匀扩声;不易啸叫;工作稳定;可靠性好。



04

乐器用扬声器

乐器用扬声器是配合电吉他、电子凤琴等乐器而用,是为了放大乐器声额外加的放大器和扬声器。要求乐器用扬声器能承受大功率,可靠性要好。



05

其他分类

收音机、录音机、电视机用扬声器。

报警用扬声器。

水下及船舶扬声器。特别突出防水及防烟雾功能。

汽车扬声器要求防尘、防震,能够在小空间获得良好的声性能。
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