hello年夜家好,我是健康百科网网小航来为年夜家解答以上题目,扬声器立体剖解图(弄清晰扬声器喇叭与单体良多人还不知道,此刻让我们一路来看看吧!

若是将喇叭拆解以后,会看到有单体、音箱、分音器、端子等几个主要构成。扬声器、喇叭、单体这三个名词是进入音响世界时需要先弄清晰的。常人多半能领会甚么是音响喇叭(固然不是乐器喇叭),至于扬声器与单体究竟是甚么,则可能一知半解。

凡是扬声器就是指音响喇叭,由单体和箱体、防尘罩、分频器等配件构成一个音响喇叭;单体则是扬声器、喇叭中的一个主要零件,英文是 driver。有时辰我们会利用“喇叭单体”这个名词,来出格单指某一种音频单体所制造的喇叭,例如重低音单体,而实在也可称为重低音扬声器或重低音喇叭,这也致使实务上用语有时辰会将扬声器和单体混用,不外一般来讲,扬声器就是指喇叭。

喇叭扬声器与单体

扬声器一词译自英文(Loudspeaker),中文俗称为音响喇叭(Speaker),这是由于初期扬声器外型与演奏用喇叭之军号类似而来。扬声器是一种将电子讯号转换成声音的电子元件,可以由一个或多个构成音响组。例如我们常见的家用喇叭,常会面到由数种单体:中音单体(Mid-range driver,外形中等)、高音单体 (Tweeter,外形相对最小)、低音单体(Woofers,外形尺寸相对最年夜)等组合而成。

单体的运作道理

一个单体首要是由电磁铁(Magnitic)、线圈(Voice Coil)、振膜(Diaphragm,凡是是纸盆)所构成。当电流(从放年夜器出来的音频讯号)经由过程线圈发生电磁场,磁场的标的目的为右手法例。假定播放C调,其频率为256Hz,即每秒振动256次,则输出256Hz的交换电,每秒256次电流改变,发出C调频率。当电畅通过线圈,线圈即随著电流的频率振动,而和线圈相连的振膜固然也就跟著振动。鞭策四周的空气振动,由此发生声音。磁铁和音圈常被称为驱动器(Driver,与单体同名但实在分歧)。它是以永远磁铁发生强而有力的磁场,它环绕著音圈,而音圈又和振模的颈部毗连。当电畅通过音圈,音圈随电流频率移动,和音圈相连的振模也跟著移动。当喇叭在发音时,除振模在前后活动外,音圈也是在前后活动,二者完全同步。

单体的构成布局

人耳可以听到的声波的频率一般在20Hz~ 20KHz之间,所以一般的扬声器城市把设定在这个规模内。是以扬声器的能量转换进程根基上是由电能转换为磁能,再由磁能转换为机械能,再从机械能转换为声音。为了要重播20Hz~20KHz之音频,喇叭的振膜最好可以或许前后移动10到20公分;由于频率是20KHz时,若振动幅度是1.2公分,而重播20Hz时就要振动12公尺才行!这在现实上是不成能的,只如果振膜前后振动摆幅跨越2.5公分,在设计上就很是坚苦,振膜尺寸可能年夜到100吋!是以喇叭在制造时就依重播时的需要将之辨别为高音、中音及低音单体,也就是用来播放高音或是中音或重低音的单体喇叭。

单体的布局年夜概可以分成驱动Driver、振膜Dinghragm、吊挂系统Suspension、支持Support四年夜部门,这四个部分别离由分歧零件构成,在此简单申明:

驱动部门Driver

首要由中间磁极与外部磁极与音圈构成,外部磁极便是轭铁。依照磁铁安装体例分歧分为:

外磁式:让音圈包著磁铁,所以音圈尺寸要年夜于磁铁。外音圈尺寸晋升,与振膜接触面积也更年夜,动态也就更好。加年夜尺寸的音圈,还具有更高的散热效力。

内磁式:音圈做在磁铁内部,所以音圈尺寸较小很多。

中间磁极

中间磁极(Center Pole)是永远磁铁,首要是用来导磁和固定磁铁。

材料有铁、钴、镍、钐、铝…等。初期的喇叭都是利用ALNICO磁铁(阿尼可),是由铝、镍和钴组合而成,错误谬误是功率较小,频率规模也较窄,坚固并且很脆,加工不便利。另外因为镍和钴的产量不年夜,并且又多用于其他方面,故价钱越来越高,使得喇叭制造厂纷纭改用Ferrite铁淦氧磁铁。铁氧体磁机能相对较低,需要有必然的体积才能知足喇叭的驱动力,所以一般用在体积较年夜的音响喇叭上。铁氧体的长处在于价钱廉价,性价比高;错误谬误是体积较年夜,功率较小,频率规模较窄。钕铁硼的磁机能要远远优于铝镍钴和铁氧体,是今朝喇叭上利用最多的磁体,特别是高端喇叭。其长处是划一磁通量下其体积小,功率年夜,频率规模宽,今朝HiFi耳机根基上用此类磁体。其错误谬误是由于含有稀土元素,所以材料价钱较高。

外部磁极

外部磁极则包括导磁柱、前后导磁板。导磁柱与后导磁板二者看起来像是英文T,是以又俗称T铁(T-Yoke),也叫轭铁(Yoke),有些外形像U,则称为U-Yoke。前导磁板(Top Plate, Front Plate)又称华司(washer),其感化是导磁、毗连磁铁与盆架。

外部磁极、轭铁

音圈Voice Coil

驱动部分的另外一个最主要的部件就是音圈(Voice Coil),包括音圈(即线圈)与线轴(即环绕纠缠线圈的圆筒Bobbin)。音圈在喇叭发音时也是跟著前后移动,故线圈要很是的轻;但如果要承受较年夜功率则又要多绕几圈,是以在材质与绕法上呈现了多种样式。

分歧尺寸的音圈

振膜Dinghragm

振膜包括锥盆(音盆)与防尘盖构成。

锥盆 Cone

锥盆的感化首要是鞭策空气(发声)。盆体材质有:複合纸盆、PP盆、金属盆、蚕丝亚麻、树脂或其他纤维等等。低音单体百分之八十都是以纸盆做振膜,我们亦习称为Paper Cone。当喇叭发音时,纸盆会前后的活动(振动),其振动幅度和速度与电流的频率有关。若是是低频,振动幅度就年夜而速度慢;若是是高频,振膜就要急速的前后摆动,但幅度比力小。一般环境下,中高音单体在发音时,人眼是没法分辩振膜是不是在振动,但由手触摸便可感受出来。振膜并不是是滑腻的,凡是摸起来是皱皱的,或涂有会沾手的胶,有的单体还有一圈圈的纹路。凡是用来避免振膜在振动时造成扭曲,也能够增添振膜的气力。

单体遵照盆体材质分歧,有以下特点:

纸盆:纸盆的本钱较低,并且还可以和其它纤维夹杂起来建造成夹杂型振膜,它是利用最多的振膜材料。

陶瓷:重低音结果较好

羊毛:在纸浆中夹杂进羊毛建造而成,低音结果欠安。

聚丙烯:本钱较高。

金属:多用于高音球顶喇叭。

木质:声音暖和,较合适听人声或古典。

防尘盖 / 防尘罩Dust Cap

防尘盖,又称中间盖 ( Center Cap ) ,其感化是避免尘埃、杂物进入磁隙当中,可是在年夜口径的低音喇叭裡,它还有减弱高频响应的功用。材质有纸、布、铝、塑料或碳纤维织物等,常见外形为半球状。

吊挂系统 Suspension

包罗定心支片(俗称弹波,Damper)和悬边(又称为折环,Edge)

悬边 Edge

振膜的圆边与框架不是直接接触的,而是经过悬边与框架相连。悬边的式样和材料有良多种,对频率响应也有分歧的影响,它必需像是阻尼特征很好的弹簧。悬边首要用于支持锥盆的振动系统,并供给顺性恢复力和阻尼感化。期材质有纸质、塑料泡沫、布质、橡胶等等。

塑胶悬边

弹波 Damper,又称阻尼器

弹波首要是避免音圈在移近磁隙时和外极磁片及轭铁产生接触,同时当音圈静止时使它答复到本来位置,为振动系统的均衡供给支持感化和节制振动系统的顺性(和婉性)。弹波的材质则棉布、化纤、蚕丝、CONEX、聚脂类等。

弹波 供给支持感化和节制振动系统的顺性

支持系统:盆架 Frame

盆架是用来支持全部磁极系统和振动部分,它的要求是质地坚固而且不克不及发生谐振,其材料常以铝合金或不锈钢压铸而成。盆架的材质有钢铁、铝、锌、塑胶等材质。

单体的种类

每个扬声器(喇叭)中必有内含单体,单体是扬声器作动的最主要元件,而按照单体“发声体例”的分歧,有动圈式、电感式、静电式、平面式、丝带式、军号式等等,若遵照处置的音频,则有低音、超低音、中音、高音、超高音、同轴、全音域,还有被动辐射器的设计。单体的种类良多,最简单的一种设计就是一个单体负责所有音频规模,也就是“全音域”的设计,多见于超小型喇叭、蓝牙喇叭。

别的一种是“同轴式 Coaxial Driver”单体,利用两颗以上的单体分工负责全频段的声音,且两颗单体的启齿都在统一直线上,凡是是低音单体的轴心上再加上中音、高音单体,这类设计有分音器,实际上是一种二音路喇叭。

同轴式单体,低音单体中心加上了高音单体,常见于汽车音响

说到二音路(2-way),这是喇叭的一种设计,凡是品级、要求比力高的的喇叭遍及最少是“二音路”分音的设计。这类设计的喇叭前面有两组单体,别离是“高音单体”及“中低音单体”。常见大都书架势喇叭都是採用这类设计,部门落地型喇叭固然都是二路分音,不外就会配备两组或以上的中低音单体。而“三音路”分音、配备高、中、低音单体的设计在落地式喇叭上也很常见。

多音路设计运作进程,由扩年夜机驱动的电流讯号,会先颠末分音器,将高、中、低频消息分派到对应的高、中、低音单体上发声,然后“夹杂成”成我们听到的声音。

因为单体是构成喇叭最主要的焦点,是以单体的种别也凡是被用来作为喇叭、扬声器的种别,例如用高音单体设计制造的高音喇叭、高音扬声器。以下的先容则以扬声器来称号各类种别的喇叭。

遵照处置的音频分类

Tweeter 高音单体

高音单体(有些称高音单位,这是翻译的分歧),英文是Tweeter,该名称源于某些鸟类发出的高音(鸣啼声),高音单体系体例造的扬声器是高音扬声器,英文也是 Tweeter ,是以本文通称为高音扬声器。高音单体凡是是位于喇叭最上方位置,如许的摆位首要是由于高频音波的分散性较低,稍为偏离单体指向的方位就会衰减得利害,所以凡是城市设计程度接近于耳朵的位置。

高音单体凡是负责重现 2,000Hz 至 5,000Hz 以上,直到 20kHz 的高频音效。最好是平面,幅射角度最年夜。常见的是凸盆设计,幅射角度最年夜,少部门是凹盆,幅射角度小,但音色较纯,承受功率较年夜。研究显示,固然人耳的听力规模是 20Hz 至 20kHz,不外 20kHz以上的超高频通俗人实在仍可感触感染获得,可以扩年夜凝听者对音乐音场跟氛围感受,所以有部门高阶喇叭的高音单体可以重现 30kHz 乃至更高频率的音乐。

例如新音乐格局SACD(Super Audio CD),取样频率高达2822.4kHz,是一般CD 44.1KHz取样的64倍,且SACD频率规模更是高达100KHz以上;是以被以为改良了本来音乐CD音质给人冷硬的呆板印象,以更细腻、更多细节、更柔嫩的声音显现,在聆赏时除特别的输出装备,搭配出格的高阶高音单体更能将音乐的细腻处显现。高音单体大都採用球顶形(Dome)设计,由于高音单体要求是振动速度快,而振幅较低,振膜差别也很年夜。高音单体凡是口径较小,振动膜较韧。

和低、中音比拟,高音扬声器的机能要求除和中音单体不异外,还要求其重放频段上限要高、输入容量要年夜。经常使用的高音扬声器有纸盆形、平板形、球顶形、带状电容形等多种情势。

中音单体 Mid range

中音单体常落在200Hz ~ 4,000Hz频段,这个规模正好是人耳平常听到最多的频响规模,人声还原传神、音色乾淨有力、节拍性强。包罗年夜部门的乐器,例如钢琴、吉他等,另外,一般讲话人声也多半落在这个频段。相对地这个频段一旦呈现一点点的掉真,就很轻易被发觉到。作为中音扬声器,首要机能要求是声压频率特征曲线平展、掉真小、指向性好等。

低音单体 Woofer

低频对看片子跟游戏时,显得更加主要,由其是火车、爆炸等声光殊效,要感触感染到震动,就是依托重低音来显现。高级的设计中,乃至会自力一个超重低音来负责更低频率的声音部门,低音单体大都会负责 200Hz 至 80Hz 以下,直到 20Hz 乃至更低的频段。低音单体喇叭凡是尺寸较年夜,凡是愈年夜尺寸的单体,就愈有能力揭示更低频的频段,5 吋、6 吋都是常见的尺寸,乃至年夜到 10 吋以上都有。

低音单体还可能进一步分成超低音或重低音单体与中低音单体。超低音单体能处置15 Hz ~ 200Hz频段,人耳不容易听到,但身体味感触感染到,例如片子院中播放地动、爆炸之类的真实场景,就会搭配利用这类喇叭,让凝听者感触感染到震动、量感与衝击力。而中低音单体能处置30 Hz ~ 3000Hz,年夜部门直径在8吋以上,以12、15吋最为普及,可以在KTV、舞台等宽广场合。

而凡是扬声器会有低音反射孔,以增添低音单体的效力,低音反射孔比力常置于喇叭后方,不外也会有前置的设计,别的因低频较无标的目的性的关係,超低音喇叭的摆位凡是不太需要操心。一般环境下,低音扬声器的口径越年夜,重放时的低频音质越好,所承受的输入功率越年夜。

全频带扬声器

全频带扬声器是指可以或许同时笼盖低音、中音和高音各频段的扬声器,可以播放全部消息规模内的电讯号。其理论频率规模要求是从几十Hz至20kHz,但在现实上因为採用一隻扬声器是很坚苦的,因此年夜大都都做成双纸盆扬声器或同轴扬声器。双纸盆扬声器是在扬声器的年夜口径中心加上一个小口径的纸盆,用来重放高频声消息号,从而有益于频率特征回应上限值的晋升。同轴式扬声器是採用两个分歧口径的低音扬声器与高音扬声器安装在统一个中轴线上。

遵照运作体例分类

按其工作道理来分可分为电动式(也称动圈式 Dynamic)、电磁式( Electromagnet )、压电式(piezoelectric)、电极式(Electrostatic,又称静电式、电容式)和电浆体(Plasma)。以今朝常见的喇叭来看,百分之九十五都是採用动圈式(Moving Coil)单体,也称为电磁式喇叭。动圈式喇叭最早是在1887年由Cathoreus和Reading(美国人)和Ernest Verner(德国人)所发现,为锥形喇叭。

第一次世界年夜战竣事后,片子事业蓬勃成长鞭策扬声器的需求量年夜增。那时以美国的电子公司为主力,今朝在很多美国乡下小剧场裡此刻还看获得。以此刻的目光来看,这些汗青产物都只能列入PA系统(公共广播),还未能进入Hi-Fi之林。

在音质上也许静电式其实不比动圈式差,但较难设计,并且它还存在有低频不敷、火花放电、承受功率低等题目,故一向到此刻都没法成为天气。压电式和丝带式也没法对动圈式造成任何要挟,故在将来十数年内,动圈式喇叭仍是喇叭中的主流。

电动式扬声器 Dynamic

也称为动圈式,它的工作道理是让电畅通过线圈发生磁场,操纵电流与线圈发生出来的磁场和扬声器原本的磁场感化发生振动,它是最经常使用的扬声器。也是本文在一起头先容单体时讲解的单体形态。

电磁式扬声器 Electromagnet

也叫舌簧式扬声器,声源讯号电畅通过线圈后会把用软铁材料制成的舌簧磁化,磁化了的可振动舌簧与磁体彼此吸引或排拆,发生驱动力,使振膜振动而发音。

压电式扬声器 Piezoelectric

以一种会依电压变更而变形的物资,如陶磁(Ceremic)或晶体(Crystal)等,代换电动式扬声器的喇叭线圈,以鞭策振动体发生声音的扬声器。

电极式扬声器 Electrostatic

现实上就是电容式,在电容的南北极之间施加庞大的电压从而操纵静电场发生电场力,驱动振膜活动。固然早在20世纪30年月就发现出了电极式扬声器,但电极式扬声器本钱极高。

电浆体扬声器 Plasma

电弧击穿空气引发共振发声,是现有的扬声器中音质最好的。发声元件、放电电极体积小。发声部门是电极和电弧,放电电极是两个尖端。电弧击穿空气时有臭氧发生。早在1900年就有人提出电浆体扬声器的概念,尔后又有人测验考试过贸易化,但始终没年夜范围风行,关头在于还存在很多题目:例如:对低频回应很差、寿命短,功耗年夜、易受高压、电磁干扰。

按振膜外形

按振膜外形分歧,可以将单体分为锥形、平板、球顶、军号式等。

分歧外形的扬声器

锥形振膜

是今朝利用最普遍的喇叭。还可分为圆形、卵形等。圆形扬声的尺寸经由过程最年夜直径暗示,卵形的尺寸则用椭圆的是非轴暗示。锥形振膜扬声器中利用最广的就是锥形纸盆扬声器,它的振膜成圆锥状,是电动式扬声器中最通俗、利用最广的扬声器,特别是作为低音扬声器利用得最多。

平板

锥形喇叭的圆锥形振膜必定会发生气室,这个气室会造成共振使得效能变坏。而平板扬声器则可改良这类现象。平板扬声器也是一种电动式扬声器,它的振膜是平面的,以整体振动直接向外辐射声波。它的平面振膜是一块圆形峰巢板,板中心是用铝箔制成的峰巢芯,两面蒙上玻璃纤维。它的频率特征较为平展,几次宽并且掉真小,但额定功率较小。

球顶形

球顶形扬声器是电动式扬声器的一种,其工作道理与纸盆扬声器不异。球顶形扬声器的明显特点是瞬态回应好、掉真小、指向性高,但效力低些,它的振膜凡是由金属组成,常作为扬声器系统的中、高音单体利用。

军号

军号扬声器首要道理同锥形扬声器不异,振膜多是球顶形的,也能够是其它外形。军号扬声器的声音是经过号筒辐射到空间的间接辐射。号筒扬声器最年夜的长处是效力高、谐波掉真较小,并且标的目的性强,但其频带较窄,低频回应差。所以多作为扬声器系统中的中、高音单体利用。

结论

在起头进入专业音响之前,简单领会喇叭、扬声器和单体,就犹如把握一起头的纲要,接下来非论深切领会单一个喇叭甚至于单体的布局、功能;或是把握分歧喇叭的组合与聆赏都能提纲挈领。

本文就为年夜家讲授到这里,但愿对年夜家有所帮忙。

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