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喇叭原理及培训资料

对于扬声器原理

第一,我们来说说怎样认识一个扬声器,跟着电子技术的发展,扬声器在不停地改良,扬声器品种众多,若按扬声器换能原理来分类,则可为电磁式扬声器、励磁式扬声器、静电式扬声器，压电陶瓷式扬声器、电动式扬声器、

挂画式平面扬声器。

本书主要介绍电动式喇叭（耳机喇叭）。

第一章扬声器的种类

扬声器（喇叭）器件是一种电能与声变换器件，扬声器品种众多,若按扬声器换能原理来分类,

则可为电磁式扬声器、励磁式扬声器、静电式扬声器，压电陶瓷式扬声器、电动式扬声器、挂画式平

面扬声器。

一、电磁式扬声器

电磁式扬声器（舌簧式）主要由永远磁铁（马早蹄形）、衔铁（舌簧）、线圈、纸盘和盆架等构成。

电磁式扬声器的特色：

敏捷度高，构造简单，成本低。

但其阻抗高，频次特征差，较高和较低的

音频都有发不出来，失真大，振幅小，声压低，蒙受功率在1/4-1/2W之间。

这是一种老式扬声器，20世纪50年月乡村广播网曾大批使用，当今已渐渐被电动式纸盘扬声器所取用。

二、励磁式扬声器

励磁式扬声器与永磁电动式扬声器相像，主要差别在于磁体部分。

励磁式扬声器的大形线圈是整流系统中的扼流圈，它经过高电压大电流产生磁力，并与音频信号电流相互作用，推进音圈作活塞式振动，带动纸盘发出声音。

这类扬声器主要用于老式沟通电子管式收音机上。

收音机不工作时，扬声器没有磁力存在；只当收音机工作，电流经过励磁线圈产生磁力时，扬声器才能正常工作。

可见，这类扬声器的使用有着极大的限制性，当今渐渐被沟汰。

三、静电式扬声器

静电式中高频扬声器的工作原理极简单，它是以电容器原理制作而成，能够看做是一个能振动发

声的电容器。

按构造种类，静电扬声器可分单极式、推挽式和驻极式。

1、单极式

它用一块属板作固定极板，用导电资料制成轻且的动膜片作另一块电极（辐射极），两极板小，

振动膜片采纳金属箔或金属化涤纶薄制成。

2、推挽式

推挽式静扬声器是在单极式静电扬声器中增添地一电极而成。

它用两块固定的电极板，振动电极

片置于固定电极板之间。

3、驻极体式

驻极体式扬声器是将电容器的极板改用驻极体资料（如四氟乙烯、聚全氟乙烯等）制成的。

其构造则与上述的静电扬声器同样。

驻极体式静电扬声器最大的特色是不需要极化电压。

静电式扬声器频响特征平展，放音清楚，层次感极好，音质优美。

但因为需要极化电压，当前低电压的晶体管扩大器中要增设这一极化电压设施，能够说，得失相当。

所以，普及和发展静电式扬声器有必定难度。

四、压电陶瓷式扬声器

压电陶瓷扬声器又称晶体式扬声器。

它利用某些晶体式陶瓷资料的压电效应而制成。

当在陶瓷体

加上音频电压时，陶瓷片即向上或向下曲折，产生与音频信号电压相对峙的振动，利用振动，即可推进扬声器的纸盒作相应的振动，进而激励空气发出声音。

陶瓷扬声器构造简单，没有线圈及磁铁，耗费功率小，敏捷度高，高频特征好，重量轻，体积小，制造简单，成本低，价钱廉价。

但工作不够稳固，性能柔弱易破坏，音质较差。

因为振幅小频次高，

声量不如电动式纸盒扬声器大，所以往常只作高音单元使用。

假如与大纸盒粘合，则合用于乡村有线广播网；若造得轻盈小型，则适合双声道四喇叭收录机作高频单元。

在警告器中也常常用这类小高音扬声器，在家用音箱中有时也会实用到这类高音单元。

五、电动式扬声器

电动式（动圈式）扬声器宽泛应用于音响系统中，是人们最熟习的扬声器。

按频次特征及其构造，可分为纸盆式、号筒式和球顶式三种。

纸盆式又分为圆形、椭圆形及密封；高音号筒式有圆形、长方

形等多种；球顶式分硬球顶及软球顶，其形状有凹形和凸形之分。

（一）、电动式纸盆扬声器

1、电动式纸盆低音扬声器

当音频信号电流经过扬声器音圈时，音圈在磁隙中产生交变磁场。

这类交变磁场与永远磁铁的磁场的相互作用，迫使音圈振动，驱动与音圈粘贴在一同的纸盆在空气媒质中振动而发出声音，实现电信号复原的功能。

纸盆的机械振动其幅度跟输入音频电流大小成正比，且与输入的音屡次率有关。

2、双纸盆扬声器

双纸盆扬声器的构造及为简单，只需将一个特别的高音杯（喇叭口）型的小纸盆粘贴在大纸盆锥

体中央即可。

工作时，大纸盆产生振动，带动小纸盆发出优秀的高音。

3、同轴扬声器

同轴扬声器单元的输出声压较靠近，

能在很宽的频带范围内保持平直的频响特征。

因为两只扬声

器分别工作城较窄频带上，所以较简单在频次响的不均匀度。

利用这一特征，人们能够很简单在频次

范围内获取高、低频域较宽的指向性，扩展立体声听音地区，放音频次达到听众耳朵相位失真很小，

放音真切自然。

归纳地说，同轴扬声器单元重播音的特征靠近原始声音特征。

4、平板式扬声器

除磁路构造外，平板式扬声器主要将传统式锥形振动盆改为平板形振动板，周边仍用折环，可造

成圆形或方形。

5、汽车扬声器

汽车音响系统中的扬声器或扬声器系统与固定环境下使用的扬声器的要求有所不一样。

汽车内空间

有限，运转中不免震动，且日晒雨淋，基于这类状况，实质中间要求汽车扬声器的功率要大，失真要

小，且要有较宽的频响。

6、椭圆形与鸭舌形扬声器

椭圆形、鸭舌形纸盆所用的资料与圆锥形纸盆同样，其制造工艺相像。

从电声性能上说，在狭长

机体上可安装较大尺寸的椭圆形扬声器。

（二）、电动式纸盆高音扬声器

1、纸盆式高音扬声器

纸盆式高音单元主要与中小型音箱配套构成全频带放音系统，

一般不独自使用，纸盆高音单元一

般与低音单元合装于同一箱体催，当工作时，低音单元反面有强烈声波会对高音单元产生干预，所以

高音单元的反面采纳全关闭形式，以有效地除去这一不良影响。

2、纸盆式中音扬声器

要由一个扬声器有效地重放

20Hz-20kHz这样宽的频带不行能的。

为此，将全频带分红独立的

3

段，再用音箱将3个不一样的输出频段的单元合成全频域系统，

以获取各自的重放成效。

合用于收音机、

电视机及广播系统中。

（三）电动式球顶形高音扬声器

1、半球顶式高音扬声器

球顶形振膜与锥体形振膜扬声器的差别，在于其振膜形状不是锥体形，而是近是似半球顶，所以

又称球顶（半球顶）振膜高音扬声器。

这类扬声器可分为硬球顶和软球顶2种，可做成中高音扬声器，其高音频次为2500Hz-20kHz，中音频次为500-5000Hz。

2、蘑菇形铝带超高音扬声器

（四）、电动式号筒形高音扬声器

第二章扬声器构造

扬声器（喇叭）品种特别多，其构造也不尽同样，这里我们主要介绍耳机喇叭的构造和工作原理，

要获取高质量，主要取决于元件的质量以及构造上合理的配套和装置工艺。

耳机常用的规格有Ф10；

Ф13；Ф15;Ф16;Ф30,下按磁路构造、振动构造分述。

下边介绍一种常用Ф16带盖立体声喇叭。

喇叭构造（如右图）

1、塑胶盖子

8

7

2、振动膜（振动板）

3、线圈

4、空心钉（铆钉）

5、华司

6、钕铁硼磁体

7、约克（喇叭五金体）

8、PCB

一、磁路系统构造

磁路的种类

磁铁是喇叭（扬声器）的主要元件，其质量的好坏对喇叭的特征影响很大，当前宽泛采纳的磁体有以下几种。

1、铁氧体磁

铁氧体磁又称铁淦氧。

它以铁粉为主，与其余一种或多种金属氧化物，经研磨成粉末，混淆压模、烧结成钡铁氧体、锶铁氧体、锶钙铁氧体等，最后充磁而成。

2、合金磁

有镍钴磁、铝镍钴磁等多种。

镍磁是传统的磁种，这类合金磁的磁性强，剩磁磁性好，可重复充磁。

合金磁的造价高，但其磁性能较铁氧体强，可制成小体积，一般安装在小口径扬声器导磁夹板内部，往常称为内磁式扬声器。

3、钕铁硼磁体

这是美国西岸航空航天技术企业用于AURA系统的一种磁能特强的新磁种。

它的磁性强铁氧体10倍以上，用这类磁体做成的喇叭，能够大大提高喇叭蒙受功率及振幅度，其重量及体积也可相对地减

小。

但是，钕铁硼资料的价钱为惯例磁体的7-8倍。

别的，其抗腐化性差，简单氧化，且热稳固性差；矫顽力特强，精晓充磁机难以将其磁分子摆列充磁。

二、振动系统构造

（一）振动膜（振动板）

振动膜是喇叭电—力—声系统的终端。

音频信号输入扬声器后，在磁场的作用下，音圈沿轴上下运动，推进振动膜在空气中振动并发出声音向空间流传。

耳机常用振动膜构造以以下图示：

1、振动膜的形状

1-1、当前耳机喇叭行业振动膜的尺寸常有的有Ф12.6,Ф14.15、Ф15.4等；相对来讲直径越大，低音越丰富。

1-2、振动膜的厚度常有的有，6μm（微米）、9μm（微米）、12μm（微米），15μm（微米）；在耳

机喇叭中振动膜的厚度越簿低音就越丰富，比方相等直径的振动膜6μ与比9μ对比，6μ振动膜低音比9μ的丰富。

★不带铜环型★带铜环型

（二）线圈

音圈在振动系统起着极其重要的作用。

音圈处于磁隙中，当音频信号电流经过音圈时，与磁场产

生作用，音圈振动推进振动膜辐射声音，向空间流传。

因为音圈长久处于狭小的磁隙中，需蒙受大电

流，像活塞似地长时间运动，故会产生大批的热量。

同时若音圈稍偏离中心，，则极易碰擦丙侧，甚

至破坏音圈。

线圈的形状以以下图。

1、常有的耳机喇叭线圈直径有Ф6.0mm,Ф7.0mm,Ф7.3mm等,一般由设计工程计算而得。

2、线圈常有的阻抗有16Ω，32Ω，150Ω等。

3、线圈的漆包线的直径常有有Ф0.025mm;Ф0.035mm;Ф0.045mm;Ф0.05mm等。

4、线圈的材质有铜漆包线和铝线，在耳机喇叭常用的为漆包铜线。

5、线圈的大小。

线圈直径越大，用的铜线越粗，蒙受功率越大，散热越好。

线圈直径越小，则反之。

6、耳机喇叭蒙受功率一般在4-10mw,假如大于10mw（大电流）上下振动，振动膜会破坏。

第三章

电子学基础

电子学基本知识在任何扩音系统的实践与应用中都是必不行少的。

这个题目很大，但在扩声系统的主

题范围内是有限的，即只波及电子系统和负载之间的相互作用。

一、电力率和欧姆定律

在直流电路中，会常碰到以下电量参数和符号。

电量名称

单位

符号

功率

瓦特（W）

P

电流

安培（A）

I

电压

伏特（V）

U

电阻欧姆（Ω）R

电功率公式：

P=U*I

欧姆定律：

U=I*R

由这两个表达方式可有多种表达方式：

22

P=UI=IR=U/R

二、分贝

在电子技术和声学中，常常用到分贝的观点，从信号电平到放大器的增益，从声压级到声强级，

从电流、电压到电功率的计算。

在电声领域中使用更是宽泛，其原由是分贝值能直接反应听觉对声音

强弱的感觉，别的它还可以使系统的计算更加简易。

分贝的其本表达方式是把两个拥有功率含义量的比取对数，即lgA/B，得出的这个物理量称为“贝尔”

（Bel），在使用中，贝尔这个单位太大，运用不方便，所以起用了它的1/10作其本单位，这就是“分贝”（dB）,dB=10lgA/B。

第四章声学基础

声音是一种波，所以又喊声波，人耳能感觉到的声波频次范围经过大批试验，广泛以为是

20Hz-20kHz，频次超出20kHz的波称超声波，人耳不会感觉到。

频次低于20Hz的波人耳也感觉不到，

称其为次声波。

一、声音信号的特征

语言和音乐信号都是不规则的随机信号，由基频信号和各样诣波（泛音）成分构成。

要“原质原味”地重放这些随机音频信号，扩声音响系统一定拥有切合语言和音乐的均匀特征，此中最重要的三个特征是均匀频谱特征（频次响应特征）、均匀声压级和声音的动向范围。

1、人声信号

人声是一种典型的随机信号，它与人的生理特色、情绪和语言内容等要素有关。

1-1语言基音的频次范围为130-350Hz，包含

所有泛音（诣波）的频次范围为130-4000Hz，

以下图。

1-2演唱歌声的频次范围比较宽，可分为男低

音、男中音、男高音、女高音和女中高等

5个声

部。

他们的的基音频次范围从

80-1100Hz，包含

所有泛音（诣波）的频次范围可达

80-8000Hz。

5个声部的基音频次范围分别为：

82-294Hz；

110-392Hz；147-523Hz；196-698Hz和

262-1047Hz。

频次/Hz

1-3声压级

正常发言时语言的声功率为

1μW，

图：

汉语一般话的均匀频谱

高声发言时可增添到1mW。

正常发言时与发言人相距

1m时的均匀声压为65-69dB。

1-4动向范围

语言的动向范围（最高声压级与最小声压级之差值）为

30-40Db。

2、音乐信号

音乐信号的频次范围很宽。

它与乐器的种类有关。

在乐器中管风琴拥有最宽的基音范围，从

16-9000Hz。

其次是钢琴，它的基音频次范围为27.5-4136Hz。

民族乐器的基音范围为100-2000Hz。

打击乐器能产生更高频次的声音。

所有的乐器都包含有丰富的高次诣波（泛音）。

所以音乐的频次范

围可扩展到15000-20000Hz。

单个乐器的声功率在0.01-100mW的范围内。

大型交响乐队的声功率可达10W以上。

15-18件

乐器的乐队演出时，离声源10m处的均匀声压级

为95dB。

75件乐器的乐队演出时其均匀声压级为105dB。

乐器的信号动向范围与乐器的种类有关，木

管乐器约为50dB。

一般的乐队的动向范围为

40-60dB。

大型交响乐队的动向可达到100Db。

高

质量的音响系统（音乐重放）的频次响应（频次

特征）范围应不小于40-1600Hz。

信号动向范围

应不小50-55dB。

频次/kHz

图：

音乐节目的均匀频谱

1、15-18件乐器构成的乐队音乐频谱

2、25件乐器构成的乐队音乐频谱

第五章

听觉心理学和心理声学

扩声系统的音质成效最后还得由耳朵鉴识。

听觉感觉与生理声学和心理声学直接有关。

所以一定

对它们有所认识，并依据人耳的听觉特色，采纳相应技术举措，才能获取最正确的系统成效。

听觉生理学主假如研究声音响度与声压级关系的科学。

心理声学是研究耳朵和人脑联合对听觉激励的反响。

心理声学在认识音乐家对围绕他们的声音世

界的反响是重要的。

1、听觉心理学

140

痛阈

人耳恰好能听见声音时的声压级叫听感闻

阈，或简称闻阈。

闻阈与声音频次有关，

120

音乐域

在500Hz-1kHz之间。

2kHz邻近的声压级

100

靠近0Db，频次抵达5kHz以上时闻阈急剧

上涨，频次在20kHz邻近时峻峭上涨，如

80

图所示。

人耳听声音时所能蒙受的最高声

60

压级叫痛阈，超出此阈，人耳会痛苦难忍，

语言域

再大则会惹起耳膜破碎，造成永远性耳聋。

40

从图中可见，痛阈区在

2-8kHz范围内有所

降落，声压级为115dB时人耳已经产生痛苦

20

感，500Hz以下痛阈提高到125dB。

0

闻阈

20

50100

500

1000

10000

第六章音质评论

扩声音响系统的产品是声音，所以鉴识音响系统成效好坏的最主要的标准是声音的质量（简称音

质）。

音质的好与差往常可用音频测试仪器（如声级计、频谱仪和音频综合测试仪等）的定量测定来表达。

丈量的技术参数有：

频次响应特征、最高声压级和声场不均匀度、传声增益、失真度和混响时间等等。

这些技术参数的丈量称为客观察量，它的特色是精准、客观，能用数据来表示系统的特征。

可是，客观察试的结果还不可以完整表达主观听觉的结果，如声音的丰满度、轻柔度、层次感、光亮度、圆润度、均衡度等等，这些听觉结果到现在还没法用仪器来测定。

音质成效最后还得由人耳的听觉来确认。

人们希望能听到有“音乐味”的“原汁原味”单纯自然的声音，能表达出歌唱家和演奏家

的艺术感染力，而不是在背台词或变调的声音。

所以音质主观评论是比客观察量更加重要的一种评论

方法。

二者的关系能够这样来理解：

客观察量是音响成效评论的基础，主观评论是听觉感的最后结果，二者之间既有内在联系，又不可以相互代替一一对应，是一种互为增补的结果，缺一不行。

一、频次响应特征对音质的影响----—声波的音感剖析

音响系统中的低音、中音和高音各频次特征一定保持平（均衡），才能达到优秀的自然还音成效。

下我们来认识什么叫做低音，中低音、中高音、高音。

1、低音——150Hz以下的频次范围叫低音。

2、中低音——150-500Hz的频次范围叫中低音。

3、中高音——500-4000Hz的频次范围叫中高音。

4、高音——4000-12000Hz的频次范围叫高音。

kHz

各样频段的音感特色

频次范围/Hz

音感特色

频次范围/Hz

音感特色

30-60

烦闷

1000-2000

透亮

60-100

深重

2000-4000

尖利

100-200

丰满

4000-8000

洪亮

200-500

力度

8000-16000

纤细

500-1000

明亮

二、音质主观评论术语及其含义

1、声音丰满

频带宽、失真小、动向范围大，中、低频能量较大，混响声比率适合，听起来音域宽广、丰满舒坦。

2、声音轻柔

低频及中低频能量充分，声音厚实、废弛，混响声适合或稍大，失真小，瞬态响应好。

中频和高屡次响特征均匀，有必定的亮度，听起来音色丰满、轻柔不费劲。

3、声音圆润

频带较宽，音质单纯，失真极小，声级适合，有必定的力度和亮度，低音不浑，中音不硬，高音不毛，瞬态响应好，混响声比率适中，听觉感觉丰满、光亮、清楚、传神自然4、声音尖

是轻柔的反义词。

频次特征不均匀，缺乏低音。

中频和高频重量过多，特别是在3400Hz和6800Hz两个频段成分过高，听觉上感觉难听。

5、声音硬

低音缺乏，中高频偏多，高频诣波频次衰减过快，低频混响太短，有显然互调失真，瞬态响应差，阻尼小。

6、声音污浊

声音含糊不清，低频及中频混响太大及能量过大，直抵声比率小，主旋律不够突出，有互调失真，

光亮度和清楚度都差，层次不清。

7、声音发毛

高频及中频过多，失真过大，有刹时过载现象，阻尼差，声音毛粗不洁净。

8、声音发沙

频次特征高低不平，峰谷多，有附带的高次诣波并伴有瞬态失真，系统设施有过载或扬声器音圈碰圈就会出现这类声音。

9、声音发嗡

鼻音重，在100-250Hz频段内有振荡，150Hz提高过多时鼻音就会显然上涨，声音发嗡严重影响清楚度。

10、声音亮

又称光亮度。

整个音域范围内低音和中音适量，中高音能量充分，并有丰富的诣波，诣波的衰减过程较慢，失真小，混响比率适中，瞬态响应好。

亮度是提高清楚度和可懂度的先决条件，给人一种和蔼、活跃感，听起来不费劲，音色光亮突出。

11、声音清楚

频响宽而均匀，中高频能量充分，音色光亮，混响适合，失真小，瞬态响应好。

三、声音的客观察试

扩声系统（包含建筑声特征在内）可用声学仪器丈量的技术指标有最高声压级、声场不匀度、频响特征、传声增益、失真、噪声、和声音清楚度等，在耳机行业中常用频响特征来客观察试，

下边介绍Ф16喇叭的频响特征曲线图。

低音部份中低音部份中高音部份高音部份

1、从上图看此频响特征曲线扫描范围是

就是说一般测试以20Hz-20kHz为标准。

2、从图中看到在1kHz（正弦波）频次为

10Hz-40kHz，一般人耳能感觉到频响范围为

119dB。

20Hz-20kHz。

也

3、从上图看到低音部份，中低音部份、中高音部份、高音部份。

一个喇叭利害的客观察试主要从四部份看出，自然曲线越平展越好，理想直为直线，因为曲线是非线性的所以不行能是直线的。

四、音质主观评论

正确、全面地评论声系统的声音质量只用客观察量一种手段是不够的，还需用耳朵听的方法来最

终评论。

或许说需用两把尺子进行音质评论，其结果才是正确的、全面的。

客观察量是一把“硬尺子”，

反应声系统中声学的各样物理量；音质主观评论是一把“软尺子”，反应声音的音色、音调解音量的

综合听觉成效。

客观察量和主观评论之间既有必定的内在联系，但又不可以相互代替，是相辅相成互为增补的结果，缺一不行。

音质主观评论是一项相当复杂的过程，波及听觉生理学和评论人员的专业修养、播放节目源的选择以及收听场所的声学传输条件等等。

为能正确地做好音质主观评论工作，评论人员一定掌握以下有关知识：

1、各样声音的物理特征

2、心理学知识

3、声音信号的动向范围

4、频响特征对音质的影响

5、声压级大小对音质的影响

6、信号畸变对音质的影响

7、信号延缓、混响对音质的影响

8、音调、音色和音量对音质的影响

9、噪音对音质评论的影响

10、音质评论术语

11、综合评论

五、音量与音质关系

音量与音质的关系也很亲密。

音量小，声音无力、单薄。

动向范围显不出来。

音量合合时，声音自然、清楚、圆润、轻柔、丰满。

音量过大，声音丰满而不轻柔，有力而僵硬。

所以往常音质主观评论时采纳的声压往常为80-85dB（A）。

六、音质主观评论专用节目源（音源）

电声产品声音音质主观评论用节目源，本企业专用高质量的CD碟测试音源，该音源是针对喇叭

的音质主观评论。

七、音质主观评论方法

音质主观评论分为对音响主品和对固定安装系统两类进行评论。

对主品（如喇叭、专用音源/CD、MP3

等）的评论应把被评定的产品搁置在拥有必定条件的听音室内进行。

1、评论小构成员应拥有必定音乐修养和高保真听音经验的录音师、音乐家、电声工程师和演员等人

构成。

评定人员人数一般4-10人，年纪品位从18岁-60岁适合拉开，男、女例适中。

2、评论项目

1）、音乐节目：

评定选项为，清楚度、均衡度、丰满度、圆润度、光亮度、真切度、轻柔度、立体声成效和整体音质。

2）、语言节目：

清楚度、丰满度、圆润度、光亮度，均衡度。

3、评分方法

往常采纳方法有对照法和等级评分法。

（1）、对照法是把被测对象与一套标准产品用迅速刹时切换，进行对照判断。

这类方法的长处是判断结果是比较一致。

（2）、等级评分方法是评论人员经过自己的听觉和经验对音质成效进行等级评定。

这类方法的长处是不受标准产品性能的限制，但要评论人员拥有相当高的素质水平，不然评定结果的主观性太多而难以一致。

对于固定安装的系统只好采纳此法。

等级评分法一般采纳五个等级，如表1所示。

表2是音质