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【涨姿势】七种不同扬声器的工作原理介绍及优劣分析

扬声器俗称喇叭,是音响系统中将电信号转为声音的重要部分。作为一套器材的终端部分,扬声器的品质、特性对整个音响系统的音质起着决定性的作用。因采用不同的材质、技术和工作原理,扬声器又可分为许多种类,常见的有电动扬声器、磁式扬声器、离子扬声器、静电扬声器等7种。



一、震盆扬声器


震盆扬声器又称为动圈式扬声器。它由三部分组成:①振动系统,包括锥形震盆、音圈和定心支片等;②磁路系统,包括永久磁铁、导磁板和场心柱等; ③辅助系统,包括盆架、接线板、压边和防尘盖等。


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当处于磁场中的音圈有音频电流通过时,就产生随音频电流变化的磁场,这一磁场和永久磁铁的磁场发生相互作用,使音圈沿着轴向振动而发出声音。该扬声器结构简单、低音丰满、音质柔和、频带宽,但效率较低。


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二、号筒式扬声器


号筒式扬声器,由振动系统(高音头)和号筒两部分构成。振动系统与纸盆式扬声器相似,不同的是其振膜不是纸盆,而是一球顶形膜片。振膜的振动通过号筒(经过两次反射)向空气中辐射声波。


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号筒式扬声器具有方向性强、功率大、效率高的优点,因此广泛用于会场、田间、广阔的原野等场合。专业用的高频号筒式扬声器有音质好、频率响应好的特点,主要用于剧场等要求较高的场合。号筒式扬声器的不足之处是低频响应差、频带较窄,容易产生非线性失真。号筒式扬声器与纸盆式扬声器的主要区别是间接辐射,即振动膜振动后,声音要经过号筒向外扩散,使声音大为增强,而且使声音向一个方向集中传播,使声音传播的距离更远。




三、球顶形扬声器


球顶形扬声器,是目前音箱中使用最广泛的电动式扬声器之一,其最大优点是中高频响应优异和指向性较宽。此外,它还具有瞬态特性好、失真小和音质较好等优点。球顶形扬声器适用于目前市场上所有的家庭影院系列音箱。


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四、离子扬声器


离子扬声器,在一般的状态下空气的分子是中性的、不带电的。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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为了离子化,就要加20MHz的高频电压,而在其上重叠音频信号电压。离子扬声器由高频振荡部分、音频信号调制部分、放电腔及号筒组成。放电腔采用将直径8mm的石英棒在中心开孔,开成石英管,将一个电极插入其中,另一个电极呈圆筒形套在石英管外面,由于采用无声放电形式,只有中心的针头电极有损耗,可以定期更换中心电极。离子扬声器与其他扬声器不同之处在于没有振膜,所以瞬态特性和高频特性都很好,但结构很复杂。




五、磁式扬声器


磁式扬声器亦称“舌簧扬声器”。在磁式扬声器结构中,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级吸引力的吸引,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。


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随着电流方向的变化,条形磁体的极性也相应变化,使可动铁心绕支点作旋转运动,可动铁心的振动由悬臂传到振膜(纸盆)推动空气热振动。




六、静电扬声器


静电扬声器是利用加到电容器极板上的静电力而工作的扬声器,就其结构看,因正负极相向而成电容器状,所以又称为电容扬声器。它有两块厚而硬的材料作为固定极板,极板上有此可以透过声音,中间一片极板则用薄而轻的材料作振膜(如铝膜)。将振膜周围固定、拉紧而与固定极保持相当距离,即使在大振膜上,亦不致与固定极相碰。


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在静电扬声器两电极间原有一直流电压(称之为偏压)。若在两电极间加由放大器输出的音频电压,与原来的输出电压相重叠,形成交变的脉动电压,这个脉动电压产生于两极间隙吸引力的强弱变化,而振膜因此振动而发声。


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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,有很好的解析力、细节清楚、声音逼真。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,价格相对贵一些。




七、压电扬声器


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(如石英、酒石酸钾钠等晶体)在压力作用下发生极化,使两端表面间出现电势差,我们称其为“压电效应”。它的逆效应,即置于电场中的电介质会发生弹性形变,称为“逆压电效应”或“电致伸缩”。


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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,缺点是失真大而且工作不稳定。目前市场上,压电扬声器多为压电陶瓷扬声器。




上述分类主要是基于发声原理划分。扬声器还可按振膜形状分,主要有锥形、平板形、球顶形、带状形、薄片形等;按放声频率分,可分为低音扬声器、中音扬声器、高音扬声器、全频带扬声器等。


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