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江蘇邱成機電有限公司

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韓 等發(fā)達國家的機電一體化設(shè)備、高精度分析檢測儀器、環(huán)境與新能源工業(yè)設(shè)備及電動工具等工控自動化產(chǎn)品。 

一般來說，中頻揚聲器只要頻率響應(yīng)曲線平坦，有效頻響范圍大于它在系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)的放聲頻帶的寬度，阻抗與靈敏度和低頻單元一致即可。有時中音的功率容量不夠，也可選擇靈敏度較高，而阻抗高于低音單元的中音，從而減少中音單元的實際輸入功率。中音單元一般有錐盆和球頂兩種。只不過它的尺寸和承受功率都比高音單元大而適合于播放中音頻而已。中音單元的振膜以紙盆和絹膜等軟性物質(zhì)為主，偶爾也有少量的合金球頂振膜。

（3）高頻揚聲器

高音單元顧名思義是為了回放高頻聲音的揚聲器單元。其結(jié)構(gòu)形式主要有號解式、錐盆式、球頂式和鋁帶式等幾大類。

工作原理

電動式揚聲器又稱為動圈式揚聲器；它是應(yīng)用電動原理的電聲換能器件；它是運用最多、泛的揚聲器，究其原因主要有三條：

1．電動式揚聲器結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)容易，而且本身不需要大的空間，導(dǎo)致價格便宜，可以大量普及。

2．這類揚聲器可以做到性能優(yōu)良，在中頻段可以獲得均勻的頻率響應(yīng)。

3．這類揚聲器在不斷改進中，幾十年揚聲器發(fā)展史，就是揚聲器設(shè)計、工藝、材料不斷改進的歷史，也是性能與時俱進的歷史。

電動式揚聲器其形狀大多是錐形、球頂形；錐形揚聲器（cone speaker）的結(jié)構(gòu)。

錐形揚聲器的結(jié)構(gòu)可以分為三個部分：

1.振動系統(tǒng)包括振膜、音圈、定心支片、防塵罩等

2.磁路系統(tǒng)包括導(dǎo)磁上板、導(dǎo)磁柱、導(dǎo)磁下板、磁體等

3.輔助系統(tǒng)包括盆架、壓邊、接線架、相位塞條。

根據(jù)法拉第定律，當(dāng)載流導(dǎo)體通過磁場時，會受到一個電動力，其方向符合弗來明左手定則，力與電流、磁場方向互相垂直，受力大小與電流、導(dǎo)線長度、磁通密度成正比。當(dāng)音圈輸入交變音頻電流時，音圈受到一個交變推動力產(chǎn)生交變運動，帶動紙盆振動，反復(fù)推動空氣而發(fā)聲。

使電動式揚聲器的振膜發(fā)生振動的力，即為磁場對載流導(dǎo)體的作用力，這個效應(yīng)我們稱它為電動式換能器的力效應(yīng)，其大小由下式規(guī)定：

F=B L i

式中：B為磁隙中的磁感應(yīng)密度（強度），其單位為N/（A.m），又稱為特斯拉（T）

L為音圈導(dǎo)線的長度，單位：米

i為流經(jīng)音圈的電流，單位：安培

F為磁場對音圈的作用力，單位：牛頓

但是，在通電音圈受力運動的同時，由于會切割磁隙中的磁力線從而在音圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個效應(yīng)我們稱它為電動式換能器的電效應(yīng)，其感應(yīng)電動勢的大小為：

е=Вiν

式中：v為音圈的振動速度，其單位為：米/秒

е為音圈中感應(yīng)電動勢，單位為：伏特

電動式揚聲器力效應(yīng)與電效應(yīng)是同時存在、相伴而行的。

其它揚聲器工作原理：

<一>磁式揚聲器：亦稱“舌簧揚聲器"，在永磁體兩極之間有一可動鐵心的電磁鐵，當(dāng)電磁鐵的線圈中沒有電流時，可動鐵心受永磁體兩磁極相等級吸引力的吸引，在中央保持靜止；當(dāng)線圈中有電流流過時，可動鐵心被磁化，而成為一條形磁體。隨著電流方向的變化，條形磁體的極性也相應(yīng)變化，使可動鐵心繞支點作旋轉(zhuǎn)運動，可動鐵心的振動由懸臂傳到振膜（紙盆）推動空氣熱振動。

<二>靜電揚聲器：它是利用加到電容器極板上的靜電力而工作的揚聲器，就其結(jié)構(gòu)看，因正負(fù)極相向而成電容器狀，所以又稱為電容揚聲器。有兩塊厚而硬的材料作為固定極板，極板上有此可以透過聲音，中間一片極板則用薄而輕的材料作振膜（如鋁膜）。將振膜周圍固定、拉緊而與固定極保持相當(dāng)距離，即使在大振膜上，亦不致與固定極相碰。

在兩電極間原有一直流電壓（稱之為偏壓）。若在兩電極間加由放大器輸出的音頻電壓，與原來的輸出電壓相重疊，形成交變的脈動電壓，這個脈動電壓產(chǎn)生于兩極間隙吸引力的強弱變化，而振膜因此振動而發(fā)聲。

靜電揚聲器的優(yōu)點是整個振膜同相振動，振膜輕，失真小，可以重放的聲音，有很好的解析力、細(xì)節(jié)還原好、聲音逼真。它的缺點是效率低，需要高壓直流電源，容易吸塵，振膜加大失真亦會加大，不適合聽搖滾、重金屬音樂，價格相對貴一些。

<三>壓電揚聲器：利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)而工作的揚聲器稱為壓電揚聲器。電介質(zhì)（如石英、酒石酸鉀鈉等晶體）在壓力作用下發(fā)生極化使兩端表面間出現(xiàn)電勢差的現(xiàn)象，稱之為“壓電效應(yīng)"。它的逆效應(yīng)，即置于電場中的電介質(zhì)會發(fā)生彈性形變，稱為“逆壓電效應(yīng)"或“電致伸縮"。

壓電揚聲器同電動式揚聲器相比不需要磁路，和靜電揚聲器相比不需要偏壓，結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，缺點是失真大而且工作不穩(wěn)定。

<四>離子揚聲器：在一般的狀態(tài)下，空氣的分子量中性的、不帶電。但經(jīng)過高壓放電后就成為帶電的粒子，這種現(xiàn)象稱游離化。把游離化的空氣利用音頻電壓振動，則產(chǎn)生聲波，這就是離子揚聲器的原理。

為了離子化，就要加20MHz的高頻電壓，而在其上重疊音頻信號壓電。可見，離子揚聲器由高頻振蕩部分，音頻信號調(diào)制部分，放電腔及號筒組成。

放電腔采用將直徑8mm的石英棒在中心開孔，開成石英管，將一個電極插入其中，另一個電極所示，呈圓筒形套在石英管外面，由于采用無聲放電形式，只有中心的針頭電極有損耗，可以定期更換中心電極。離子揚聲器與其他揚聲器不同之處在于沒有振膜，所以瞬態(tài)特性和高頻特性都很好，但結(jié)構(gòu)太復(fù)雜。

<五>火焰揚聲器：當(dāng)空氣和煤氣燃燒的火焰通過電極，電極加有直流電壓和高頻信號，火焰受音頻信號調(diào)制而發(fā)聲。火焰幾乎無質(zhì)量，聲音動態(tài)較好。但它有致命的缺點：不安全，不方便。

<六>氣流調(diào)制揚聲器：又稱氣流揚聲器。它是利用壓縮空氣作能源，利用音頻電流調(diào)制氣流發(fā)聲的揚聲器。它由氣室、調(diào)制閥門、號筒和磁路組成。壓縮空氣氣流

由氣室經(jīng)過閥門里，受外加音頻信號調(diào)制，使氣流的波動按照外加音頻信號而變化，同時被調(diào)制的氣流經(jīng)號筒耦合，以提高系統(tǒng)的效率。它主要用做高強度噪聲環(huán)境試驗的聲源或遠(yuǎn)距離廣播等。

<七>磁致失真揚聲器。這是一種特殊的強磁體，它能在磁場作用下振動發(fā)聲。 [1] 

研發(fā)產(chǎn)品編輯 語音

靜電揚聲

一百多年前的1876年2月14日，Alexander Graham Bell提出了歷重要的一利“電話"。該項發(fā)明讓人類的聲音從此可以傳到比叫喊更遠(yuǎn)的地方。人類也從此懂得了聲與電的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并從此樂此不疲。

為了更好的回放記錄被記錄下的聲音，1910年，S. G. Brown將驅(qū)動力和振膜分離，發(fā)明了'armature'電樞耳機。

平衡耳機

而在1910年，Baldwin 又發(fā)明了'balanced armature'平衡電樞耳機。電樞式耳機是在一個U型的磁鐵的中間架設(shè)可移動鐵片(電樞)，當(dāng)電流流經(jīng)線圈時電樞會受磁化與磁鐵產(chǎn)生吸斥現(xiàn)象，并同時帶動振膜運動。這種設(shè)計成本低廉，雖然效果不佳，但在當(dāng)時也是劃時代的發(fā)明，該項技術(shù)多用在電話筒與小型耳機上。

在記錄聲音的科技方面，1917年，Wente 和Thuras設(shè)計了電容式麥克風(fēng)。

揚聲器

揚聲器

到了20世紀(jì)30年代中期，根據(jù)電容式麥克風(fēng)原理，靜電揚聲器面世。20世紀(jì)50年代初期，美國C. V. Bocciarelli 提出'constant charge'恒定電荷法則。P. Walker在同一時期獨立發(fā)展了相同理論，并將其應(yīng)用到著名的Quad靜電揚聲器設(shè)計中。

靜電揚式聲器基本原理是庫倫(Coulomb)定律，通常是以塑膠質(zhì)的膜片加上鋁等電感性材料真空汽化處理，兩個膜片面對面擺放，當(dāng)其中一片加上正電流高壓時另一片就會感應(yīng)出小電流，藉由彼此互相的吸引排斥作用推動空氣就能發(fā)出聲音。靜電單體由于質(zhì)量輕且振動分散小，所以靜電揚聲器工作于中高頻段，音質(zhì)冰涼空靈，富有特色，很容易得到冰涼空靈的高音。但是它的效率不高，聲壓輸出低，動態(tài)小，成本較為昂貴也是其弱項。

電動式

和Bell同一時期，不同的揚聲器類型被提出。作為一種業(yè)余興趣，Ernst W. Siemens (Siemens & Halske公司創(chuàng)始人)于1874年1月20日，申請了電動式揚聲器原型專，讓帶支撐系統(tǒng)的音圈處于磁場中，以便使振動系統(tǒng)保持軸向運動。當(dāng)時主要用于繼電器而不是揚聲器領(lǐng)域。1877年12月14日， Siemens申請了號筒利，在一個移動的音圈上面附著一個羊皮紙作為聲音輻射器，羊皮紙可以制成指數(shù)型錐體形狀，這是個留聲機時代的號筒實型。

1898年，Oliver Lodge申請了個實用電動式揚聲器利，將音圈放在內(nèi)外圓極板的磁隙中運動，和許多發(fā)明一樣，當(dāng)時這個偉大的發(fā)明太超前了。

個發(fā)明決定了2014年99%的現(xiàn)代動圈揚聲器的結(jié)構(gòu)。

又過了整整25年，20世紀(jì)20年代，無線電廣播出現(xiàn)。C. W. Rice 和E. W. Kellogg發(fā)表了劃時代的論文'新型非號筒式單元'，詳細(xì)介紹了直接輻射式揚聲器，利用這個理論設(shè)計的售價為250美元的Radiola 104音箱風(fēng)靡美國。

在過去的五十年間，電動式揚聲器的基本原理沒有變化，只是改進了設(shè)計細(xì)節(jié)及零件。頻響范圍動態(tài)范圍等方面較老產(chǎn)品有了長足的發(fā)展。電動式揚聲器以結(jié)構(gòu)簡單，音質(zhì)優(yōu)秀，成本低，動態(tài)大已經(jīng)成為2014年市場主流。

電動式揚聲器應(yīng)用泛，它又分為紙盆式、號筒式和球頂形三種。這里只介紹前兩種。

各種揚聲器

各種揚聲器

1、紙盆式揚聲器

紙盆式揚聲器又稱為動圈式揚聲器。

它由三部分組成：①振動系統(tǒng)，包括錐形紙盆、音圈和定心支片等；②磁路系統(tǒng)，包括永義磁鐵、導(dǎo)磁板和場心柱等；③輔助系統(tǒng)，包括盆架、接線板、壓邊和防塵蓋等。當(dāng)處于磁場中的音圈有音頻電流通過時，就產(chǎn)生隨音頻電流變化的磁場，這一磁場和磁鐵的磁場發(fā)生相互作用，使音圈沿著軸向振動，由于揚聲器結(jié)構(gòu)簡單、低音豐滿、音質(zhì)柔和、頻帶寬，但效率較低。

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