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喇叭的構造及作動原理
发布者:admin    时间:2014/5/10    点击:3065

喇叭的主體,包含:1.支撐音盆的框架(喇叭框)2.磁鐵3.線圈4.彈波5.音盆6.鼓邊構造如圖 
當後級音樂訊號傳達至喇叭時(即指示線圈充磁大小的數據)利用磁極的物理作用,作反磁運動或相吸令音盆作往覆運動,而音盆振動空氣時,即產生聲音,而決定喇叭音質的好與不好,則取決於(喇叭框架、磁鐵、音盆、彈波的材質選擇) 。
    
 
如今随着电脑用户的不断增加,为电脑购买多媒体音箱的用户也越来越多。据调查,用户购买的多媒体音箱的数量已经超过了传统家庭音箱的数量。要选择到一款好的多媒体音箱,需要注意的方面不少,包括外观、箱体、电路、接口、喇叭等等。而很多消费者都会把更多的注意力放在外观上而忽略了音箱内在的东西。其实,选音箱最不能忽视的是喇叭这个重要的环节。因此,本期内容就要跟你一道来认识一下喇叭、了解一些有特色的产品,为你选择到出色的多媒体音箱提供有用的参考。

为什么说喇叭是音箱的灵魂? 

市面上的多媒体音箱形形色色,但无论哪一种,都是由喇叭、功放电路和箱体这三大部分组成的。而喇叭是其中最重要的组件,是音箱的灵魂。任何的声音特点都是通过喇叭来表现出来的,包括音色、失真度(声音的还原度、声音的定位以及声音频带的宽度等等),这些都是一个喇叭的基本要求。喇叭决定了一个音箱大部分的技术参数,虽然一个出色的音箱是所有环节的综合表现的结果,但喇叭却是其灵魂所在。好的喇叭不一定有好的声音,但是没有好的喇叭肯定没有好的声音!

由此可见,当我们在购买多媒体音箱的时候,除了选择我们自己喜欢的外观,首当其冲的是选择一款采用了出色的喇叭的音箱产品。

初步认识喇叭 

我们俗称的“喇叭”又叫扬声器,扬声器的尺寸、形状和材质,决定了扬声器的特色。理论上,一个喇叭单元其主要是由四个部分来构成的,分别为音盆、音圈、悬吊系统和磁铁。音圈是缠绕在磁铁上的可通电线圈,当电流信号进入喇叭单体之后是通过音圈。这个时候音圈本身也产生一股磁场,与原本的磁铁发生吸引或互相排斥的震动现象,因为震动速度非常快,音盆就利用这个快速震动的能量,推动音盆前方的空气而发出人的耳朵可以听到的声音。

什么是多媒体防磁喇叭?

“防磁”这个名字是在多媒体音箱中经常听到的。因为喇叭内有高磁性磁铁,通电后音圈也会产生磁场。当我们在使用计算机时通常会将喇叭摆放在屏幕两侧,如果对喇叭没有做好防磁的防护,喇叭产生的磁场会干扰到屏幕的正常显示或计算机的稳定性。所以多媒体计算机喇叭外壳一定要有防磁处理。简单说,防磁处理就是在磁铁外用软铁(容易磁化的金属)做一个罩子,改变向外发散的磁力线的方向形成闭合回路,以避免影响附近易磁化的电器设备。

从音效角度,喇叭单体有哪些划分? 

我们通常可以看到,一个音箱(特别是2.0音箱)箱体上有两个喇叭单元,一个口径较大、一个口径很小。而同时又注意到,2.1音箱的低音炮只有一个口径很大的喇叭单元,它的卫星箱则有用两个喇叭的,也有一个喇叭的情况。这是为什么呢?

喇叭单元起“电声能量变换”的作用,将功放送来的电信号转换为声音输出,是音箱最关键的功能,音箱的性能指标和音质表现力,很大程度上取决于喇叭单元的性能。因此,制造好音箱的先决条件是选用性能优异的喇叭单元。喇叭单元的技术性能参数不少,一个喇叭的理想状况包括:承载功率大、失真低、频响宽、瞬态响应好、灵敏度高等等。但实际上,要在20Hz-20kHz这个人耳能感知的全频带范围内,让一只喇叭同时兼顾以上技术性能则是非常困难,管得太宽往往会顾此失彼。因此,最有效地解决方案就是把声音分频段重放,针对不同频段的声音,采用专门的喇叭单元,而不只使用一只喇叭。

有的喇叭只负责播放低频音乐,称为低音单元;播放中音的叫中音单元,而高音单元只负责播放高音。这样便可采取针对性的设计,将每种单元的性能都做得比较好。

尽管也可以采用一只全频带喇叭来制造音箱,不过出于上述考虑,用多个单元的组合来覆盖整个音频频段的设计方式还是占了绝大多数。具体用几只单元,取决于音频范围的频率划分方式,如果是简单地分成高音和低音(或中低)两段的二分频音箱,选用一高一低(或中低)两只喇叭就够了;如果是分高、中、低三段的三分频音箱,那么最少也得用三只单元,现在两只低音单元并联工作的设计方式也很流行,这样总的单元数便可能达到四只。对于更高要求的音箱,还有更细致的划分,这里就不细讲了。

因此总结起来,从覆盖的频带范围角度来看,喇叭单元又可分为低音单元、中音单元、高音单元和全频带单元。

中低音喇叭单元

从换能原理上讲,目前最常见的低音单元和中音单元都属于电动式扬声器,它们多采用锥盆状的振膜,因为这形状的振膜设计成熟、性能良好。振膜材料则多种多样,有传统的纸质振膜,也有高分子合成材料(如聚丙烯)制作的振膜,还有铝、镁等金属材料制作的振膜。对振膜的要求是刚性好(不易产生分割振动)、重量轻(瞬态响应好)、具有适当的内阻尼特性(抑制谐振),但这些要求并不容易同时满足,纸质振膜的重量和阻尼特性都能达到要求,但刚性不够强;金属振膜的刚性很好,但阻尼又欠佳;聚丙烯振膜比较好地兼顾了各个方面,近年来获得较多的应用。

全频带喇叭单元

全频带喇叭单元能够同时覆盖高、低频段,其振膜振动可产生从低音到高音的全频带声音。在全频带单元中,有单纸盆型、双纸盆型和同轴型三种。其中,单纸盆和双纸盆单元都是整体结构。而同轴型单元,则是把两个单元做在一起构成一种多声道器件。在如今的多媒体音箱所采用的喇叭中,麦博V12全频带喇叭非常有特色。

防尘帽→密封海绵→振膜+折环→音圈→定心支片→盆架→夹板→T铁→磁钢→防磁罩 

    与此同时,M20所采用的全新设计的扬声器(型号为:9NT),也颇为受人关注。日前,我们拿到了这只扬声器的拆解示意图。虽然尚不知道其具体的设计与材质,但这并不妨碍我们再结合其它的产品,为大家做一次知识的普及,为大家解读一下扬声器的主要组成部分。

    首先要明确一点,扬声器的种类有很多,但我们平常见到最多的就是这种电动式锥形扬声器。其大体由磁回路系统(夹板、T铁、磁钢)、振动系统(振膜、音圈)和支撑辅助系统(定心支片、盆架等)等三大部份构成。

   注:叫法有多种,而且不同单元实际使用偶尔也会不一样,大家阅读时注意对照照片。

第2页:防尘帽和密封海绵

    我们现在看到的,便是单元的防尘帽和密封海绵部分。其中,后者从字面就很容易理解,它主要是起单元和箱体之间的密封,以防止气流的不正常流动。而下面,我们重点说一下前者——防尘帽。防尘帽,也叫防尘罩,就是图中那个突起的部分,顾名思义,它最主要的作用就是防尘。其对于整个单元系统的发声效果来讲,作用并不大,影响也很小。而这也就是说,即将你将防尘罩取下来,单元仍可以正常工作,而且声音变化很小。

    然而,变化小并不是说一点变化没有。防尘帽的好坏,对高频性能是有一定影响的。这与防尘帽的形状及材质有关,例如早年的纱质防尘帽就不错——其质量轻、气阻小。

第3页:振膜(鼓纸)和折环

    下面,我们来看“振膜+折环”。其中,振膜是我们平实的叫法,而专业一点儿的叫法是鼓纸(也叫做纸盆)。

M500增强版的低频单元

    我们先说鼓纸,鼓纸是声音单元的声音辐射器件,在相当大的程度上决定着扬声器的放声性能。所以,无论哪一种鼓纸,要求既要质轻又要刚性良好,不能因环境温度、湿度变化而变形。

    长期以来,鼓纸的主流材料还是纸浆,主流还是纸浆,其一方面造价低廉,另一方面容易做成喇叭振膜所要求的复杂曲面。于此同时,还有其它材料制作而成。其中,早期有加入合成材料、金属材料、丝膜等材质的,现在有加入聚丙烯、碳纤维、金属钛等材质的鼓纸。

    折环是为保证纸盆沿扬声器的轴向运动、限制横向运动而设置的,同时起到阻挡纸盆前后空敢流通的作用。折环的材料除常用鼓纸的材料外,还利用塑料、天然橡胶等,经过热压粘接在纸盆上。

    音圈是锥形纸盆扬声器的驱动单元,它是用很细的铜导线分两层绕在纸管上,一般绕有几十圈,放置于导磁芯柱与导磁板构成的磁隙中。此时,电流通过就会产生磁效应,并于磁铁产生相互作用,进而产生震动。然后,其便会带动前面所说的振膜部分振动。

    明白了原理,问题也就来了。因为,想要增强功率,就需要增大电流。而这样的话,需要线路的直径增大。这样,要求磁隙也会增大。但磁隙的增大,将会引起功率的下降。所以,在这个问题上,需要计算一个相对合适的值。

    那么有办法解决么?有!我们经常见一些产品会宣传:大音圈,其就是在不改变磁隙大小的情况下,增大音圈的直径,从而来提升功率。

    定心支片,有时又叫做中心定位片,其作用是支持音圈和纸盆的结合部位,保证其垂直而不歪斜。定心支片上有许多同心圆环,使音圈在磁隙中自由地上下移动而不作横向移动,保证音圈不与导磁板相碰。

   另外,定心支片上有防尘罩,它的作用是防止外部灰尘等落磁隙,以避免造成灰尘与音圈摩擦,从而使扬声器产生异常声音的现象。

    早期,定心支片采用的是葛麻编织物,而现在多用比较便宜的化学高分子织物来代替。而除了材料,定心支片的波纹形状、密度、高低以及曲线等也都会影响到声音的表现。

    T铁,也叫做电工铁,其材质为软铁,也就是纯铁。T铁主要的特性就是导磁,但没有剩磁,而这句话的意思就是在磁场消失后,T铁的磁性也立即消失。所以,T铁对于纯度和品质要求很高,其直接会影响到非线性失真等重要参数。

    另外,夹板的厚度将会影响到扬声器的冲程,而一般说来,长冲程的扬声器要求夹板都特别厚。这样的话,音圈在在整个运动过程中可以切割平行的、均匀的磁力线。

    而且,夹板和T铁中柱的空隙越小,音圈需要的功率也就越小。所以,有其中常加有磁液。这样的话,等于变相缩小了夹板和T铁中柱的距离,提高了扬声器的功率承受能力。当然,这样也可以把音圈的热量快速带走。

    还有就是磁钢了,而它一般也被称作磁铁、永磁铁等,但磁钢更为准确。扬声器组装之前,这部分是没有磁性的。其是在和T铁、夹板用粘合剂粘好之后,在充磁机上充磁,才得到的磁性(永磁体)。

    另外,磁钢的磁通量越大,则电流在磁场中的运动力也就越大。所以,为了提高扬声器的功率,磁钢在材料上的选用就比较讲究了——最好选用强磁性材料。其中,早期的磁钢由几种硬的强金属,如铁与铝、镍、钴等合成,有时是铜、铌、钽合成。而目前,经常使用的是铷铁硼。

    最后,我们简单说一下盆架和防磁罩。盆架是扬声器的支撑辅助系统,处于振动系统和磁回路系统之间。

    盆架要求有良好的刚性和强度,因为,如果这两点不够的话,磁盆架在扬声器工作时会产生共振,从而影响声音。目前,盆架有铁板冲压、铝合金压铸、增强型工程塑料。其中,高品质的扬声器多使用铸铝盆架。

    另外,盆架的安装及细节部位的形状也有讲究。因为,其将会对受力情况有所影响。在这点上,一些极为高端的厂家做的非常出色,而大多数厂家并不是很关注。

    至于防磁罩,也称作屏蔽罩,顾名思义,就是起到磁屏蔽作用的罩子。目前,绝大多数单元都已经采用了防磁罩。

    以上就是一只扬声器的基本组成部分,而除此之外,还有引线等。但最主要的部分,就是上面这些。不过,扬声器有很多种,我们也只是介绍了最常见的电动式锥形扬声器,而对其感兴趣的朋友,可以再搜索一些其它的类型,多了解一下。



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