喇叭等效電路

❶ 揚聲器原理

揚聲器原理
第一部分 一般原理

1．揚聲器的定義
1993年出版的《電聲辭典》指出：揚聲器是「能將電信號轉換成聲信號並輻射到空氣中去的電聲換能器「揚聲器」一詞是由「Speaker」、「Loudspeaker」而來。揚聲器俗稱喇叭。

2．揚聲器的分類
按工作原理分類，可分電動式、電磁式、靜電式、壓電式、離子式 等。
 按輻射方式分類，可分為直接輻射式揚聲器、號筒式揚聲器、耳機揚聲器。
 按用途分類分為：高保真（Hi-Fi）揚聲器、監聽揚聲器、 擴聲類揚聲器、 收音機、錄音機、電視機用揚聲器、警報用揚聲器、水下及船舶揚聲器、汽車揚聲器、還有家庭影院要求的揚聲器。

3．動圈式揚聲器工作原理
在各種類型的揚聲器中，運用最多、最廣泛的是電動式揚聲器，又稱動圈式揚聲器，它是應用電動原理的電聲換能器件。根據法拉第定律，當載流導體通過磁場時，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、導線長度、磁通密度成正比。當音圈輸入交變音頻電流時，音圈受到一個交變推動力產生交變運動，帶動紙盆振動，反復推動空氣而發音。目前使用最廣泛的紙盆揚聲器、號筒揚聲器都屬於電動式揚聲器。揚聲器尺寸標示方法圓形揚聲器的標稱尺寸通常用揚聲器盆架的最大直徑表示，如我們平時所說的8英寸揚聲器，它的盆架外徑為200MM；
橢圓形揚聲器的標稱尺則用橢圓的長短軸表示，如我們平時所說的4×6英寸揚聲器的盆架尺寸為100MM×160MM；習慣上常用英寸表示，兩者之間關系是1英寸約等於25.4MM。

4．揚聲器的結構
錐形揚聲器是目前應用最廣泛的電動式揚聲器 ，也是一種直接輻射式揚聲器，它通過一個呈圓錐形的錐盆直接向周圍空間輻射聲波。一隻完整的錐形揚聲器可分成以下三大部分：
振動系統由錐盆、折環、定位支片、防塵罩和音圈組成；
磁路系統由磁體、上導磁板、下導磁板、磁極心組成；

輔助系統則由盆架、壓條、引出線和接線端片等組成。

5．錐盆
錐盆是揚聲器的主要發聲部件，在一定程度上決定了揚聲器的有效頻率范圍和失真大小。根據錐盆截面形狀的不同，錐形揚聲器的錐盆可以分為直線形、拋物線形和指數形3種 ,不同的截面形狀曲線，其頻響曲線不一致，音質也會有所不同。指數形適合做中高頻或全頻帶揚聲器，拋物線形適合做低頻單元。

6．折環
6．1折環是指揚聲器錐盆（或振膜）的四周支持部分，它有以下幾點作用：
1、對揚聲器振動系統進行軸向定位。
2、折環和定心支片的順性，決定揚聲器的諧振頻率。
3、折環本身的阻尼性，使諧振和反射都減小。
4、折環還應有一定氣密性,不然會有反相聲波出現,造成聲短路。
6．2根據折環的作用，可歸納出對折環的要求：
1、能是振膜在振動軸向的順性大。
2、使振摸在橫向剛性強。
3、在盡可能大的振幅范圍內，使驅動力與位移成線性關系。
4、環無諧振和反相振動。
5、質量要盡量輕。
6、製造工藝不太困難。
目前揚聲器中使用的折環主要有紙折環、布折環、泡沫折環和橡膠折環4種。這幾種折環的內阻尼互不相同。折環的形狀對揚聲器的性能有很大的影響，常見的有波紋式和圓環式兩種。

7．定心支片
定心支片是振動系統中影響揚聲器品質的又一重要元件。定心支片和折環的勁度是決定揚聲器諧振頻率的因數之一，定心支片振動時振幅的線性程度也在一定程度上影響揚聲器的失真大小。
7．1定心支片的主要作用：
1、保持音圈在磁隙中的正確位置；
2、保證音圈在受力時,振動系統沿軸嚮往復運動；
3、和振動系統的音圈、振膜共同決定揚聲器的諧振頻率；
4、防止灰塵進入磁隙。

7．2定心支片的特性和對它的要求
1、柔軟度（順性）。它影響揚聲器的諧振頻率，取決於定心支片的形狀的材料的硬度。
2、最大位移量。它關繫到揚聲器的最大振幅，取決於定心支片外徑與內徑的距離和定心支片的形狀。
3、位移的線性。它體現了定心支片對驅動力的順從性，限定了振幅的范圍，超過此范圍，振幅增加減慢，呈飽和狀態，它取決於定心支片的材料和形狀。
4、位移的復原性。當定心支片受外力作用產生位移，在外力除去後，位移可能不恢復至零，類似於磁體的磁滯現象，它取決於定心支片的材料和形狀。
5、要兼顧可靠性、實用性、質量輕、耐濕性、難燃性、耐久性、耐折性、適當透氣性（減少定心支片振動時封閉空間的壓力）、密封性，並盡量減少異常諧振。

8．防塵罩
防塵罩是一種用紙質或聚酯塑料等材料製成的球頂狀防護罩，安裝在錐盆根部與音圈結合部，它的作用：
1、用來增加結合部的剛性，改善揚聲器的高頻特性；
2、防止金屬屑和灰塵進入磁氣隙。
目前使用防塵罩有凸形、凹形、平形、網形等。材質有布、氈、紙、PP、金屬等。

9．音圈
音圈是揚聲器的驅動元件，通常用銅漆包圓線在圓柱形骨架上繞制而成。整個音圈分兩層或四層繞制，目的是使線圈的引出線兩端均朝向錐盆一側，使引出線能牢固地焊接在錐盆上。為了防止揚聲器音圈在流過較大音頻電流時因過熱而損壞，目前許多揚聲器已採用鋁鎂合金骨架,KAPTON,TIL骨架。

10．磁體
磁體是一種硬磁性材料燒結而成的圓環，其作用是在揚聲器磁氣隙中產生具有一定磁感應密度的恆磁場。前幾年生產的揚聲器大多使用鍶或鋇鐵氧體磁體。鋁鎳鈷和釹鐵硼是一種新型的磁性材料，比傳統的鐵氧體磁體具有更高的磁能級，使用這些磁體用明顯提高揚聲器的性能指標，縮小揚聲器體積。但是價格較貴。

11．上、下夾板、極心
上、下夾板是一種用導磁性能良好的低碳鋼或純鐵製成的圓環形鐵板，極心是用同體材料製成的圓柱形鐵心，極心和下夾板通常直接鉚合在一起。它們的作用是給磁體所產生的磁場提供一個磁迴路，並在上夾板和極心之間形成一個均勻的磁氣隙。

12．盆架
盆架的作用是將錐形揚聲器的振動系統和磁路系統組合成一個牢固的整體。錐形揚聲器的盆架大多是薄鋼板沖製成有斜壁的環狀體。一些大功率Hi—Fi用揚聲器為了進一步減小因盆架振動而引起的失真，其盆架則用鋁合金澆鑄或冷擠成型。低頻揚聲器為了能很好地重放低音，諧振頻率一般都設計得較低，揚聲器工作時錐盆的振動幅度較大。因此，低頻揚聲器盆架的斜壁上通常都開有4個或6個花檔沖孔，作用是避免錐盆振動時被封閉在錐盆和盆架之間的空氣給振動系統增加一個額外負載。為了增加盆架的機械強度，盆架上一般都設有特殊的皺折和凸筋。中頻和高頻揚聲器由於諧振頻率較高，錐盆的振動幅度較小，錐盆和盆架之間的空間已能滿足要求，盆架上不設有上述通孔，密封的後腔更能有效地防止錐盆後側發出的聲波與其他揚聲器發出的聲波相互干擾。

13．額定阻抗
揚聲器的額定阻抗是一個純電阻的阻值。在確定信號源的有效電功率時，用它來代替揚聲器，此值由產品標准規定；在與放大器等匹配、測量阻尼系數時此值皆有用途。
在額定頻率范圍內，阻抗模值的最低值不應小於額定阻抗的80%。國家標准GB/T9397-1996《直接輻射式電動揚聲器通用規范》中規定，額定阻抗優選值系列為4Ω、8Ω、16Ω、25Ω、50Ω、100Ω，或由產品標准規定。實際上揚聲器生產廠都生產系列阻抗的揚聲器供用戶選擇。揚聲器的阻抗完整地說是標稱阻抗，是揚聲器輸入端的阻抗，對於紙盆揚聲器來說，是在阻抗曲線上低頻共振頻率以上的第一個阻抗最小值，通常是阻抗曲線上沒有顯著峰值的1KHZ的阻抗。阻抗與放大器的輸出阻抗有密切的關系，這就是我們後面要提到的阻尼系數。有了阻抗值可以按下式計算揚聲器的輸入功率為P=U2/Z

式中 Z——揚聲器的阻抗（Ω）；U——音圈兩端的電壓（V）。
阻抗的允許偏差通常為±15%

第二部分 阻抗曲線

阻抗曲線是指揚聲器的阻抗模值隨頻率變化的曲線。揚聲器的阻抗曲線如圖3-1所示，它在最低共振頻率附近急劇上升，在高頻部分隨音圈電感增加而加大。
在圖3-1中，縱軸表示阻抗（Ω），橫軸代表頻率（Hz），通常採用對數刻度。曲線的峰是由紙盆、音圈、定心支片等振動系統共振造成的。而此曲線中部最小值相當於揚聲器的額定阻抗，通常比直流阻抗大10%～30%。可以根據揚聲器直流阻抗估算揚聲器阻抗，揚聲器的阻抗實際上由三部分組成，如圖3-2所示a線表示揚聲器音圈的直流阻抗，不隨頻率變化（嚴格地講會隨溫度變化）；b線表示電感部分，根據電感特性其感抗隨頻率上升而增加，和音圈的繞法、匝數有關；c線表示反電動勢部分，當音圈振動時會產生一個反電動勢，反電動熱產生的電流與輸入電流方向相反，事實上相當於減少輸入電流，換句話說即阻抗增高。在共振頻率時振動最大，等於電阻值增大。阻抗曲線是了解揚聲器性能的一個窗口。

1．共振頻率
由圖3-1的阻抗曲線可見，在低頻段某一頻率其阻抗值最大，此時的頻率稱之為揚聲器的共振頻率，記為FO，即在阻抗曲線上揚聲器阻抗模值隨頻率上升的第一個主峰對應的頻率。揚聲器是一個振動系統，共振頻率與揚聲器的質量和順性有關，即振動系統的質量愈大，紙盆折環、定心動片愈柔軟，則順性愈大，共振頻率愈低，反之共振頻率愈高。寫成公式為fO=1/2πSQRT(1/m*c)式中 m0——振動系統的質量；c0——振動系統的順性。
我們常常希望降低揚聲器的共振頻率，但是有一定限度。增加振動系統質量固然可以降低共振頻率，但質量增加會使揚聲器輸出聲壓降低；增加振動系統的順性在一定范圍可以降低共振頻率，但是順性增大會使振動系統振幅增加及振動系統強度減弱，兩者都導致失真加大，因此共振頻率有一個適當值。一般情況下揚聲器口徑愈大其共振頻率愈低。共振頻率是揚聲器重放的起點，也是低頻重放的下限。在共振頻率以下，揚聲器的輸出聲壓隨頻率的平方而下降。
揚聲器的共振頻率會隨溫度、濕度的變化而變化，這種變化在全紙盆揚聲器時代比較明顯。由於空氣里濕度過大，振膜吸潮使質量增加，折環柔軟，使共振頻率下降，下降幅度近10%。溫度上升也有使共振頻率降低的趨勢。有人覺得在細雨朦朧之中聽音樂別有一番情趣，除了心情、環境因素以外，揚聲器共振頻率的微妙變化也是一種契機。
近年來揚聲器振膜材料和工藝的改進，如聚丙烯、碳纖維、金屬等振膜的採用，各種復合折環的出現，振膜防潮劑、濕強度劑的改進，都促使揚聲器的共振頻率趨於穩定。 揚聲器的共振頻率隨輸入功率的大小和工作時間的長短也會有些變化。根據我們的實驗，共振頻率會在加入功率一段時間略有下降，然後趨向穩定。有人買來音箱喜歡先加功率工作一段時間（稱之為煲機，我們既不反對也不提倡），其作用是使揚聲器共振頻率穩定。

2．功率
揚聲器的功率是選擇、使用揚聲器的重要指標之一。功率用瓦（W）、伏安（V•A）來表示，揚聲器使用的是視在功率，故用V•A更合適。本來功率有準確的定義，國際國內都有可依據的標准。由於利益驅動某些國內外廠家，功率標注相當混亂。既騙了顧客，又向自己招牌潑污水。在這里我們根據權威的IEC268-5（1989）、GB/T9396-1996，對各個功率定義予以說明。

（1）額定雜訊功率（功率承受能力）。在額定頻率范圍內饋給揚聲器以規定的模擬節目信號，而不產生熱和機械損壞的相應電功率。其定義為 U/R，U是額定雜訊電壓，R是額定雜訊電阻。
這時額定頻率范圍是指「由製造廠規定的揚聲器頻率范圍」；額定雜訊電壓指「在額定頻率范圍內饋給揚聲器以規定的模擬節目信號，而不產生熱和機械損壞的信號電壓」。模擬節目信號是指更接近實際使用情況下的信號，是由粉紅雜訊信號通過一專用濾波器得到的。在揚聲器設計定型和生產定型時，要求揚聲器在額定雜訊功率輸入狀況下工作100h，這是一個嚴格的、負責的要求。通過這個100h的試驗，足可保證揚聲器在正常狀況下安全無誤地工作。在大量生產中可用1.2倍雜訊功率試驗48h。
（2）長期最大功率。與長期最大電壓相對應的電功率，其定義為U2/R，式中U為長期最大輸入電壓，R是額定阻抗。這里長期最大電壓指揚聲器能承受持續時間為1min、間隔為2min、重復10次的模擬節目信號，而不產生永久性損壞的最大信號電壓。這人長期最大功率意味著揚聲器長時間承受功率的上限。
（3）短期最大功率。與短期最大輸入電壓對應的電功率。其定義為U2/R，U為短期最大輸入電壓，R是額定阻抗。短期最大輸入電壓指揚聲器能承受持續時間為1s、間隔為60s、重復60次的模擬節目信號而不產生永久性損壞的最大的信號電壓。它意味著揚聲器短期能承受功率的上限。

在一些資料中「瞬時功率」、「音樂功率」、「峰值功率」的含義為短期最大功率，這些功率值大於額定雜訊功率。揚聲器功率問題之所以重要，首先關繫到它的壽命、可靠性；還關繫到重放聲音的質量。揚聲器額定雜訊功率之所以受到限定，主要是輸入功率加大會引起音圈溫度的提高和失真的加大。
電動式揚聲器的效率是很低的，通常只有千分之幾，大部分能量轉化為熱能。這種熱能一部份向空間逸散，一部分使音圈溫度升高。音圈溫度升度會導致粘合劑的軟化和音圈的膨脹變形。一般情況下輸入功率愈大，溫度上升愈高；輸入功率愈大，溫度上升愈快。揚聲器的口徑愈大，相應輸入功率也大。
另外揚聲器在振動時有一個最大線性范圍，超過這個范圍失真就會加大。揚聲器振動還有一個機械允許范圍，超過這個范圍揚聲器會產生機械損傷甚至是不可挽回的損傷。從這個意義講，額定功率指標的重要性是第一位的。

3．特性靈敏度
揚聲器作為電聲換能器我們自然關心它的效率，對於揚聲器來說用聲壓級、特性靈敏度來表示比較方便，這里介紹下面幾個概念。
（1）指定頻帶內的特性靈敏度。在自由場條件下的指定頻帶內，輸入到揚聲器功率相當於1W的粉紅雜訊信號，在參考軸上距離參考點1m的聲壓。所謂自由場指的是沒有聲反射的空間。在空間中，點聲源所輻射的聲壓p與測試距離r的關系應滿足p與r成反比，通常利用消聲室來測量。
（2）指定頻帶內的特性靈敏度級。即以對數表示的特性靈敏度。特性靈敏度與基準聲壓比值的對數值乘以20，用dB表示。基準聲壓為2×10-5Pa。
（3）這里提到的粉紅雜訊是一種雜訊信號，指用正比於頻率的頻帶寬測量時，其頻譜連續並且均勻的雜訊。也就是說，它是在寬廣的頻帶內等比例帶寬能量相同的雜訊。
這里提到參考軸，是將平行於揚聲器的某定義平面稱參考面，通過揚聲器軸與參考面相垂直的線稱為參考軸，參考軸與參考面的交點稱為參考點。
（4）經常遇到的是，當揚聲器輸入功率不是1W，而是其他功率值時，這時的輸出聲壓級可以按公式計算為 SPLmax=Lp+10lgW0
式中 Lp——特性靈敏度級；W0——此時輸入功率。

除了不同輸入功率的輸出聲壓級不同以外，不同距離的收聽聲壓級也不同。輸出聲壓級的降低與距離平方成比例，揚聲器的特性靈敏度級過小，在使用時會消耗更多功率。但也不是靈敏度愈高愈好，過高容易失真加大。這里講到的特性靈敏度級定義是根據IEC268-5和GB/T9396-1996標准而定，與日本標准有所不同。
根據日本標准JISC553，表示靈敏的指標稱為輸出聲壓級，系指在規定的頻帶或頻率內，供給揚聲器1W的功率，在參考軸上距參考點1m處聲壓級的平均值，通常是4點頻率的平均值，即200Hz、250Hz、300Hz、400Hz，輸入為正弦信號。

4．自由場和半空間自由場下的響應
通常見到的揚聲器頻率響應曲線，有一個不言而喻的先決條件，它是在自由場或半空間自由場條件下測得的。因為只有在自由場條件下才能測得單純是揚聲器的頻響曲線。因此對於揚聲器頻率響應比較完整的規定是「在自由場或半空間自由場條件下，在相對於參考軸和參考點的指定位置，以規定的恆定電壓測得的作為頻率函數的聲壓級，所用的恆定電壓為正弦信號，或為頻率雜訊信號」。所謂自由場通常指消聲室，可以免除房間影響。將揚聲器放在一個大平面上，對天空輻射，這是一個半空間自由場。對很多巨型的音箱，這也不失為一個好方法。要求恆定電壓的目的在於表明測量是在穩定條件下進行的。
所謂頻帶雜訊指的是：
（1） 把粉紅雜訊信號饋給揚聲器，用1/3oct（1/3倍頻程）濾波器分析傳聲器的輸出信號。
（2） 用相對帶寬為1/3oct的粉紅雜訊信號。在這種條件下我們便可得到揚聲器的頻率響應曲線，如下圖所示。這條曲線是傳聲器正對揚聲器參考軸中心測得的。有時為了檢查揚聲器的指向性，特別要測試揚聲器的偏軸特性，例如300、600的頻率特性。

5．有效頻率范圍
有了頻率響應曲線就可以決定有效頻率范圍，這不是隨意指定的。其方法是「在用正弦信號測得的頻率響應曲線上，在靈敏度最大的區域內取一個倍頻程帶寬，在其中按1/3oct 取4點計算其聲壓級的算術平均值，下降10dB劃一條平行於橫坐標的直線，它與頻率響應曲線高低兩端的交點（即F2和F1）所對應的頻率范圍，即為有效頻率范圍（對電動式揚聲器，通常用F1作為有效頻率范圍的下限頻率）。但對於谷值的頻帶寬度小於1/9oct的部分不計算在內，這樣我們就有一個共同的標准。至於市場上有些音箱不論箱體大小，不管質量高低一律標稱20KHZ～20KHZ，是不對的。

6．極性標志
6.1.特性解釋：揚聲器輸入端的極性標志是指在揚聲器輸入端饋入信號時,揚聲器膜片產生運行的方向與輸入端所加信號極性之間關系的標志.
6.2.測量方法：按規定饋給揚聲器以瞬時直流電壓,引起膜片向揚聲器前方運行時,與電壓正極相連接的輸入端為揚 聲器正極,用紅色或符號「+」表示。

7．純音檢聽
7.1.特性解釋：在額定頻率范圍內，饋給揚聲器以規定電壓的正弦信號，檢查揚聲器的裝配質量。
7.2.測量方法：揚聲器單元檢聽饋給揚聲器正弦信號的電功率為二分之一額定雜訊功率，一般在0.3M處檢聽，在此距離內應無反射物。揚聲器單元不另加聲負載。
7.3.揚聲器系統檢聽：饋給揚聲器系統的正弦信號電壓及檢聽距離由產品標准規定。檢聽時由系統的下限頻率開始向高頻掃頻，有衰減器置於頻率響應的平直位置或產品標准規定的位置。

8．額定雜訊功率
8.1.特性解釋
與額定雜訊電壓對應的電功率，其定義為U /R，式中Un是額定雜訊電壓，R是額定阻抗。
8.2.測量方法
1)量裝置包括下列儀器
——粉紅雜訊發生器；
——合適的計權網路，以得到符合GB6278規定的雜訊信號；
——帶限幅電路的功率放大器。按規定安裝的待測揚聲器，除非製造廠規定使用箱體，揚聲器驅動單元應在不加障板的條件
下進行測量。
2) 揚聲器應放置在不小於8m3 的室內進行測量，該室的氣候條件應符合IEC 268-1規定。
3) 當在待測揚聲器的輸入端進行測量時，功率放大器的頻率響應應在20HZ——20000HZ內
保持恆定，誤差不超過±0.5dB，待測揚聲器輸入的限幅雜訊的頻率分布應符合GB 6278的規定，其峰值因數在1.8——2.2之間。
4）功率放大器輸出阻抗應不大於揚聲器系統額定阻抗(見18.1)值的1/3,放大器到少應能對揚聲器提供兩倍於揚聲器額定正弦電壓(19.3)的正弦信號.用正弦信號在揚聲器輸入端測量時,功率放大器輸出電壓的諧波失真不應超過10%.
5）揚聲器應在每個規定的氣候條件下,要求其能隨額定電壓連續工作100H.一般在產品設計定型與生產定型時,應按上述測量方法的要求進行100H的試驗,而在正常大量生產過程中可用1.2倍(或1.5倍)雜訊功率試驗48H(24H)來代替.有爭議的以100H試驗結果為准.試驗後應恢復24H後再作其他測量.

9．外觀及機械質量
1）焊片及接線架：標稱尺寸小於Φ100mm的圓形揚聲器及等效輻射面積與其相當的非圓形揚聲器其焊片及接線架應能承受2N的拉力並不得松動。標稱尺寸大於或等於Φ100mm的圓形揚聲器及等效輻射面積與其相當的非圓形揚聲器其焊片及接線架應能承受5N的拉力並不得松動。
2）外觀：揚聲器標志應清晰、外觀應整潔。不應有明顯的機械損傷，鉚、焊及膠粘應牢固可靠。漆層不應產生起皺、劃痕、脫落。引出端子外形尺寸應符合產品圖紙要求，表面無毛刺。金屬零件的鍍層和化學塗層應符合SJ 42及SJ 1276 ~1285的要求。

10．滑落沖擊
按圖2進行，斜板應用光滑硬膠木板製成，檔塊用硬膠木製成，檔塊尺寸應能保證試驗中揚聲器磁路部分直接受到沖擊（雙磁路場聲器檔塊厚度不利超過導磁碗高度的三分之二）。揚聲器磁路部分滑落直線距離為600mm±25mm。角A為600 ±50 。

11．跌落
以大包裝箱為單位，跌落面見表2圖，跌落順序3（底）—2—5—4—6（四個側面）各一次，依次將3—2—5—4—6向下，將試品提升至規定高度，受試面與地面平行，在保證各向初速度為零的情況下，突然釋放，使大包裝跌落於平整的水泥地面上，大包裝與地面接觸時的狀態不作規定，試驗後檢查。樣品數量少於大包裝箱整體所含數量時，應使所抽取的樣品分別置於包裝箱的各角（當底面各角未布滿樣品時頂面各角不應放置樣品），樣品未占滿包裝箱部分應以同類型樣品填滿（但試驗後不作檢查）。當抽取數量大於包裝箱整體所含數量時，除對已成整箱樣品試驗外，所余樣品應按小於整箱試驗情況進行。

12．溫負荷和貯存
將揚聲器置於高溫箱內，近GB/T 9396中圖A3或圖A4 規定接線，當箱內溫度逐漸上升到55℃±2℃時，給揚聲器饋以相當於四分之一額定最大雜訊功率的電壓，連續工作16H後切斷電信號，溫度保持不變，再擱置2H，將揚聲器取出1H內檢查完畢。

13．穩態濕熱
將揚聲器放在溫度40℃±2℃、相對濕度（93 ）%環境中，擱置48H（彩色電視廣播接收機用 揚聲器為96H），取出後在正常大氣條件下恢復24H再進行檢查。

14．低溫負荷和貯存
將揚聲器置於低溫箱內，按GB/T 9396中圖A3或圖A4規定接線，當箱內溫度逐漸降到-10℃±3℃時，饋給揚聲器相當於四分之一額定最大雜訊功率的電壓，連續工作1H後即切斷電信號，繼續降低箱內溫度到-25℃±3℃,在此溫度下貯存2H。試驗後將揚聲器在正常大氣條件下恢復4H再進行檢查。

❷ 揚聲器是如何發聲的

揚聲器的工作原理一、術語揚聲器（speaker，loudspeaker），俗稱喇叭；1993年出版的《電聲辭曲》指出：揚聲器是能將電信號轉換成聲信號並輻射到空氣中去的電聲換能器。據有關資料記載，最早發明揚聲器在1877年，德國人西門子（E.W.Scimens）提出了揚聲器雛型專利，他首先提出了由一個圓形線圈放置在徑向磁場組成的電動結構。1924年，美國的賴斯（C.W.Rice）和凱洛格（E.W.Kollogg）發明了電動式揚聲器。二、揚聲器易響卻難精揚聲器在全世界每年的產量數以億計，它在通信、廣播、教育、日常生活等方面有廣泛的用途，和布、帛、菽、粟一樣成為人們不可須夷離開的東西。對我們從事揚聲器設計、製造的技術人員來說，對揚聲器的理論、實踐、工藝等方面需要深入、系統、全面的了解。有人講揚聲器很簡單，不過是雕蟲小技，誰都可以生產揚聲器，這話不能說全無道理，聲學本來就是一個小學科，揚聲器更是一個小器件。不過十幾個到幾十個部件，生產的門檻確是不高，但問題的另一面是揚聲器又不容易做好。揚聲器是一個電聲器件，是電聲學研究的內容之一。電聲學是包括電子學、聲學、電磁學、磁學等的交叉學科。揚聲器雖然只有不多的幾十個部件，但是其復雜繁難的程度遠遠超過我們的想像。這是因為：（1） 揚聲器的能量轉換層次多、反饋多。通常遇到的器件能量轉換只是一種一次。例如電動機是將電能轉換為機械能。發電機是將機械能轉換為電能。電燈是將電能轉換為光能。電池是將化學能轉換為電能。這里發生的只是一種能量向另一種能量的轉換。而揚聲器有所不同，它是將電能轉換為機械能，再將機械能轉換成電能，這是在諸種換能器中不常見的。它的層次多、反饋多自然帶來系統的復雜性和多樣性。在一個揚聲器系統中同時存在電學部分、聲學部分、能和力學部分（機械振動部分）。（2） 揚聲器的工作狀態不僅不是靜止的，而且是振動的，這種振動又是在三維空間。這個三維空間的振動系統，具有多個邊界條件，因此它的振動分析極為復雜，一般的數學工具已不夠用。荷蘭學者Frankort等導出錐體微分方程，是具有14個變數的聯立一階微分方程，而且揚聲器的振動還與頻率和時間有關，實際上它處於多維空間之中。（3） 揚聲器振動系統只在低頻區為一集中參數系統。在頻率升高時振動系統不再是剛體。在分析揚聲器時，常採用等效電路法，將揚聲器看成由集中參數組成的等效電路。因為我們對電路理論是熟悉的，所以用電路理論來分析揚聲器會得心應手。在分析揚聲器振動時，假設揚聲器是一個剛體，這樣分析起來相應方便。但是上述的假設只是在低音頻段是合適的。在頻率升高時，揚聲器不再是集中參數元件，揚聲器振膜不再是剛體，振膜會出現分割振動。因此在高頻段，由剛體振動假設導出的分析一律失效，由等效電路推出的公式失效。分布參數系統的特點還在於這些分散元件並不是彼此無關的。具體來說，振膜上每一點的振動都不相同的，每一點振動都有不同的振幅與相位，而每一點又相互影響。還可以同我們熟悉的電子技術相比較。因為有了物理性能為大家所熟悉的電學元件（電阻、電感、電容、晶體管、集成電路……），以及大家所熟悉的電路原理，按電路圖可以裝配成一個放大器，用這些元件不論是經驗豐富的工程師還是初出茅廬的中學生其差別是有限的。但對揚聲器、音箱來說，就沒有那麼簡單。相同的單元組裝成音箱、若經驗不同，可能有相當大的差距。（4） 揚聲器的評價不僅取決於眾多的客觀測試指標，而且目前客觀測試指標不能完全概括揚聲器的質量。揚聲器的客觀測試指標有數10項之多，而且有增加的趨勢。大多數測量要求在消聲室內進行。盡管現在有了計算機輔助測量，但仍然代替不了消聲室的測量。揚聲器的主觀評價是不可缺少的，而主觀評價又帶有極大的離散性，它往往因人而異、因時而異、因地而異、因曲而異，並且自覺或不自覺地受到各種心理暗示的影響。評價的結果不僅取決於聆聽者的修養、素質、心理狀態，而聲音本身是轉瞬即逝的，其難度高於其他需主觀評價的項目，比如評酒評茶等，它涉及心理聲學、生理聲學、環境聲學、音樂聲學、數理統計方法等。（5） 揚聲器製造工藝又涉及造紙、化工、粘合劑、金屬加工、磁體製造等許多工藝領域，體現了它的綜合性與多樣性。其中揚聲器振膜材料的變化尤為重要，在幾何形狀不變的條件下僅僅改變振膜的材料，不但客觀測試指標會變，主觀音質也會發生變化。由於以上5個方面給電聲工作者帶來許多費解的課題，也給揚聲器技術抹上一筆迷人的色彩。而揚聲器技術是少數能將藝術與技術相結合、趣味與科學相結合的技術之一；又是將古老聲學與現代電子相結合的產物；是有廣泛發展空間、又與億萬群眾有密切聯系的技術。為發展揚聲器技術，付出我們的努力，是一項高尚而有益的貢獻。三、 揚聲器分類分類方法有很多種，今天介紹三種分類方法：（一）按輻射方式分類直接輻射式揚聲器號筒揚聲器耳機海爾揚聲器（二）按用途分類高保真（家用）用揚聲器監聽揚聲器擴聲用揚聲器樂器用揚聲器、電影揚聲器收音機、電視機、錄音機用揚聲器警報用揚聲器水中用揚聲器、船舶用揚聲器汽車用揚聲器（三）按工作原理分類電動式揚聲器電磁式揚聲器靜電揚聲器壓電揚聲器離子揚聲器火焰揚聲器氣流調制揚聲器磁致失真揚聲器四、 磁電轉化法拉第通過各種實驗，不僅發現了電磁感應現象，而且總結出電磁感應的共同規律。1）通過導體迴路所圍面積的磁通量隨時間發生變化時，迴路中就有感應電動勢產生，從而產生感應電流，這個磁通量的變化可以是由磁場的變化引起的，也可以是由於導體迴路在磁場中運動或導體迴路中的一部分切割磁力線的運動而引起的。2）感應電動勢的大小與磁通量變化的快慢有關，或者說與磁通量隨時間的變化率成正比。總之，電磁感應現象的實質是磁通量的變化產生感應電動勢。3）感應電動勢的方向總是在企圖由它產生的感應電流建立一個附加的磁通量，以阻礙引起感應電動勢的那個磁通量的變化。1845年，法拉第的實驗規律由諾伊曼（F.E.Neumamn）等人寫在數學形式，如果這個磁通量的變化率以韋伯/秒為單位，感應電動勢的單位為伏特，則法拉第的實驗規律可以用數學公式表示為ε=-dΦ/dt這個方程叫法拉第電磁感應定律。關於法拉第電磁感應定律，我要特別強調以下幾點：1） 起導體迴路中產生感應電流的原因，是由於電磁感應在迴路中建立了感應電動勢，感應電動勢比感應電流更本質，即使由於迴路中的電阻無限大而使電流為零，但感應電動勢依然存在。即使迴路不閉合，也可以在一段導體中產生感應電動勢。2） 迴路中產生感應電動勢的原因，是由於通過迴路所圍平面的磁通量的變化，而不是磁通量本身。即使通過迴路平面的磁通量很大，但只要它不隨時間變化，迴路中依然不會產生感應電動勢。3） 關於法拉第電磁感應定律中「-」號的物理意義，負號在這里指明了感應電動勢的方向總是這樣的：使由它引起的感應電流所產生的磁場通過迴路的磁通量，阻礙引起感應電流的那個磁通量的變化。電動勢的方向：規定從電源的負極到正極為電動勢的方向，它是客觀存在的事實。但把一個電源接入一個電路中，在具體計算時，電動勢ε記為「正」還是「負」，取決於選定的迴路的繞行方向。若繞行方向與電動勢ε的方向一致，則電動勢記為「+ε」，若繞行方向與電動勢ε的方向相反，由電動勢記為「-ε」。五、 電動式揚聲器工作原理電動式揚聲器又稱為動圈式揚聲器（如圖1所示）；它是應用電動原理的電聲換能器件；它是目前運用最多、最廣泛的揚聲器，究其原因主要有三條：（1） 電動式揚聲器結構簡單、生產容易，而且本身不需要大的空間，導致價格便宜，可以大量普及。（2） 這類揚聲器可以做到性能優良，在中頻段可以獲得均勻的頻率響應。（3） 這類揚聲器在不斷改進中，幾十年揚聲器發展史，就是揚聲器設計、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）的結構如圖所示。錐形揚聲器的結構可以分為三個部分：1> 振動系統包括振膜、音圈、定心支片、防塵罩等；2> 磁路系統包括導磁上板、導磁柱、導磁下板、磁體等；3> 輔助系統包括盆架、壓邊、接線架、相位塞條。根據法拉第定律，當載流導體通過磁場時，會受到一個電動力，其方向符合弗來明左手定則（如圖2.圖3所示），力與電流、磁場方向互相垂直，受力大小與電流、導線長度、磁通密度成正比。當音圈輸入交變音頻電流時，音圈受到一個交變推動力產生交變運動，帶動紙盆振動，反復推動空氣而發聲。使電動式揚聲器的振膜發生振動的力，即為磁場對載流導體的作用力，這個效應我們稱它為電動式換能器的力效應，其大小由下式規定：F=B L i式中：B為磁隙中的磁感應密度（強度），其單位為N/（A.m）<牛頓/（安培.米）>又稱為特斯拉（T）L為音圈導線的長度，單位：米i為流經音圈的電流，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，由於會切割磁隙中的磁力線從而在音圈內產生感應電動勢，這個效應我們稱它為電動式換能器的電效應，其感應電動勢的大小為：е=Вiν式：ν為音圈的振動速度，其單位為：米/秒е為音圈中感應電動勢，單位為：伏特電動式揚聲器力效應與電效應是同時存在、相伴而行的。六、 其它揚聲器工作原理：〈一〉 磁式揚聲器：亦稱「舌簧揚聲器」，其結構如圖4所示，在永磁體兩極之間有一可動鐵心的電磁鐵，當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變化，使可動鐵心繞支點作旋轉運動，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，就其結構看，因正負極相向而成電容器狀，所以又稱為電容揚聲器。如圖所示，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距離，即使在大振膜上，亦不致與固定極相碰。如圖5所示，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，這個脈動電壓產生於兩極間隙吸引力的強弱變化，而振膜因此振動而發聲。靜電揚聲器的優點是整個振膜同相振動，振膜輕，失真小，可以重放極為清脆的聲音，有很好的解析力、細節清楚、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而工作的揚聲器稱為壓電揚聲器（如圖6）。電介質（如石英、酒石酸鉀鈉等晶體）在壓力作用下發生極化使兩端表面間出現電勢差的現象，稱之為「壓電效應」。它的逆效應，即置於電場中的電介質會發生彈性形變，稱為「逆壓電效應」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，結構簡單、價格便宜，缺點是失真大而且工作不穩定。〈四〉 離子揚聲器：在一般的狀態下，空氣的分子量中性的、不帶電。但經過高壓放電後就成為帶電的粒子，這種現象稱游離化。把游離化的空氣利用音頻電壓振動，則產生聲波，這就是離子揚聲器的原理（如圖7a）。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。由（圖7d）可見，離子揚聲器由高頻振盪部分，音頻信號調制部分，放電腔及號筒組成。放電腔採用將直徑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（如圖7b）所示，呈圓筒形套在石英管外面，由於採用無聲放電形式，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於沒有振膜，所以瞬態特性和高頻特性都很好，但結構太復雜。〈五〉 火焰揚聲器：如圖8所示，當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，火焰受音頻信號調制而發聲。火焰幾乎無質量，聲音動態極好。但它有致命的缺點：不安全，不方便。〈六〉 氣流調制揚聲器：又稱氣流揚聲器（如圖9所示）。它是利用壓縮空氣作能源，利用音頻電流調制氣流發聲的揚聲器。它由氣室、調制閥門、號筒和磁路組成。壓縮空氣氣流由氣室經過閥門里，受外加音頻信號調制，使氣流的波動按照外加音頻信號而變化，同時被調制的氣流經號筒耦合，以提高系統的效率。它主要用做高強度雜訊環境試驗的聲源或遠距離廣播等。〈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聲]

❸ 揚聲器可以等效為電阻嗎

是可以用電感代替分析的

❹ 請問喇叭的功率跟功放怎麼計算的

只有一隻的話,接法不同,可以配的功放也很多種。匹配是700至800瓦。4隻500瓦的喇叭,如果是8歐的,配4歐1500瓦的功放不錯。接法是兩只喇叭並聯接一個通道。

❺ 喇叭等效電路是什麼

電磁式喇叭等效為電阻與電感串聯；
壓電式喇叭等效為電阻與電容並聯。
大概如此

❻ 什麼是動圈式揚聲器（喇叭）

動圈式揚聲器（又稱電動式）
在談動圈式揚聲器的基本原理前，先列一下電動式換能器的基本原理。
揚聲器的音圈中，當流有交流電流時，根據左手定則，產生的驅動力為BlI（B為磁極隙縫的磁感應強度，l為音圈長度，I為音圈電流大小）。如果再給音圈以 F力驅動時，機械繫統共有（F+BlI）的驅動力。因此，振膜的速度V(m/s)與振動系統的力阻抗zm(N*s/m)之前有如下關系：zmV=F+ BlI (1)
另一方面，當振膜以V(m/s)的速度振動時，根據右手定則，音圈中將感應-BlV的電動勢，設外加電路的電壓為E，則共有(E-BlV)的電動勢。設音圈的電阻抗為Ze，流過的電流為I,則根據基爾霍夫定律，有：ZeI=E-BlV (2)
(1)(2)式就是電動式換能器的基本公式，式中的系數Bl是電系統與機械繫統相關的量，稱為力系數，表示為A＝Bl
當電路的端電壓E由電動勢為E0,內阻抗為Z0的電源供給時，作用到振膜的驅動力F可認為是由激勵力F0，內部阻抗為z0的聲源所供給，即 E=E0-Z0I,F=F0-z0V; (3)
將(3)式代入(1)(2)式得：E0=(Z0+Ze)I+AV,F0=(z0+zm)V-AI; (4)
對於揚聲器來說，只考慮電信號驅動，於是F0=0,(4)式變為
E0=(Z0+Ze)I+AV,0=(z0+zm)V-AI; (5)
解(5)式,消去V得 E0=(Z0+Ze+A^2/(z0+zm))I (6)
從上式可以看出，除電源的內阻抗Z0、音圈的阻抗Ze以外，還附加有第三項，由這一項可以看出，力阻抗越小時，越容易振動，力系數越大時，振動也越大。這是由於振動系統振動而附加的一項，稱為動生阻抗，動生阻抗Zem=A^2/(z0+zm) (7)
於是，換能器的輸入電阻抗 ZF=Z0+Ze+Zem (8)
前兩項Z0+Ze為振動系統固定不振動時的輸入電阻抗，稱為阻尼阻抗。ZF為振動系統在能夠自由振動的狀態下的輸入電阻抗，稱為自由阻抗。
根據6式可以得到電動式換能器的簡單等效電路圖，電動式換能器的效率為Zem/ZF。當動生阻抗Zem越大時，電聲換能器的效率越高。

❼ 動圈式揚聲器工作原理。

動圈式復揚聲器是利用電流在磁場中受到制磁場力作用的原理製成的。

通電導體在磁場中受力，變化的電流通過線圈，產生變化的磁場，從而讓揚聲器的膜片振動，產生聲音。

如下圖所示，繞在紙盆上的導線構成的線圈處於同心圓盤形（截面是E形）磁鐵的磁場中，放大器送出的音頻電流通過線圈，紙盆在磁鐵的磁場驅動下就振動起來，紙盤上的鼓膜產生音頻的振動，從而使鼓膜周圍的空氣振動起來而產生聲音。

(7)喇叭等效電路擴展閱讀

性能

揚聲器的最終性能，是依靠人耳的聽感決定的，所以這個結果可能會因人而異；不過還是可以將揚聲器許多方面的特性通過數據的形式表達出來的，一些常見參數包括：

1、功率：

包括最大功率、額定功率、平均功率等，功率越大對應的聲音也就越大。

2、頻率：

發聲頻率，由於一般很難製造出在20-20000赫茲范圍內都表現良好的揚聲器，所以通常將幾個不同頻率的揚聲器組合起來構成揚聲器系統。

3、阻抗：

通常為2的次方，例如2歐姆、8歐姆、32歐姆等等。

4、有損：

包括互調有損、諧波有損等參數。

5、靈敏度（分貝/瓦）：

靈敏度越高，細節表現力越強。

❽ 動圈式揚聲器的公式及原理：

揚聲器的音圈中，當流有交流電流時，根據左手定則，產生的驅動力為BlI（B為磁極隙縫的磁感應強度，l為音圈長度，I為音圈電流大小）。如果再給音圈以 F力驅動時，機械繫統共有（F+BlI）的驅動力。因此，振膜的速度V(m/s)與振動系統的力阻抗zm(N*s/m)之前有如下關系：zmV=F+ BlI (1)
另一方面，當振膜以V(m/s)的速度振動時，根據右手定則，音圈中將感應-BlV的電動勢，設外加電路的電壓為E，則共有(E-BlV)的電動勢。設音圈的電阻抗為Ze，流過的電流為I,則根據基爾霍夫定律，有：ZeI=E-BlV (2)
(1)(2)式就是電動式換能器的基本公式，式中的系數Bl是電系統與機械繫統相關的量，稱為力系數，表示為A=Bl
當電路的端電壓E由電動勢為E0,內阻抗為Z0的電源供給時，作用到振膜的驅動力F可認為是由激勵力F0，內部阻抗為z0的聲源所供給，即 E=E0-Z0I,F=F0-z0V; (3)
將(3)式代入(1)(2)式得：E0=(Z0+Ze)I+AV,F0=(z0+zm)V-AI; (4)
對於揚聲器來說，只考慮電信號驅動，於是F0=0,(4)式變為
E0=(Z0+Ze)I+AV,0=(z0+zm)V-AI; (5)
解(5)式,消去V得 E0=(Z0+Ze+A^2/(z0+zm))I (6)
從上式可以看出，除電源的內阻抗Z0、音圈的阻抗Ze以外，還附加有第三項，由這一項可以看出，力阻抗越小時，越容易振動，力系數越大時，振動也越大。這是由於振動系統振動而附加的一項，稱為動生阻抗，動生阻抗Zem=A^2/(z0+zm) (7)
於是，換能器的輸入電阻抗 ZF=Z0+Ze+Zem (8)
前兩項Z0+Ze為振動系統固定不振動時的輸入電阻抗，稱為阻尼阻抗。ZF為振動系統在能夠自由振動的狀態下的輸入電阻抗，稱為自由阻抗。
根據6式可以得到電動式換能器的簡單等效電路圖，電動式換能器的效率為Zem/ZF。當動生阻抗Zem越大時，電聲換能器的效率越高。
動圈揚聲器的固有頻率對於其低頻性能有十分重要的影響。如果需要降低其固有頻率，可以採用兩方面措施：
1. 增加系統質量，即增加音圈與紙盆的質量
2. 減小系統的彈性系數，即使紙盆邊緣的折環部分更為柔順

❾ 揚聲器的電阻為8歐，為了在輸出變壓器的一次側得到290歐的等效電阻，求輸出變壓器的匝數比

好了

❿ 喇叭為什麼能夠發出聲音

音頻電流流過喇叭裡面的線圈產生磁場；在磁鐵的磁場和線圈產生的磁場的相互作用下帶動音盤振動並發出聲音
喇叭為電能轉化成振動能的一種換能器。