耳機揚聲器介紹

   耳機揚聲器是一種電聲換能器,它通過某種物理效應把電能轉換成聲能.用以實現電聲能轉換的物理效應有很多,因此,按物理效應的不同,可以把揚聲器分成若干類型.如利用饋有音頻電流的電磁鐵與連有振膜的銜鐵之間的相互作用來實電聲能之間的轉換的,稱為電磁式揚聲器;利用壓電體的反向壓電效應來實現電聲能之間的轉換的稱為壓電揚聲器;利用電容器極板之間的靜電力來實現電聲能轉換的,稱為電容式揚聲器;利用磁場對載流導體的作用來實現電聲能轉的,就稱為電動式揚聲器,如果將磁場中的導體做成線圈的形式,則又稱為動圈式揚聲器,等等.上述各種揚聲器中,電動式揚聲器結構簡單,性能良好,品種繁多,使用最為廣泛,是當前揚聲器生產的主流.近幾年來,隨著立體聲技術的發展以及人們欣賞能力的提高,對揚聲器的音質提出了更高的要求.特別是PCM錄音技術和數字音頻唱片的出現,要求揚聲器同時具備承受功率大,動態范圍大,失真小,頻響寬廣平坦和瞬態響應良好的特性.為了適應這一要求,人們設計了各種各樣的電動式揚聲器,按其振膜結構的不同,可分為錐形揚聲器,球頂形揚聲器,平板形揚聲器和帶式揚聲器.本章將對錐形揚聲器作較詳細的研究,其余各種揚聲器,將在以后的章節里加以討論.

二、電動式耳機揚聲器工作原理

電動式揚聲器自1925年創制以來,已有80年的歷史,結構上作過不少改進,使揚聲器的性能有了較大的改善.

錐形揚聲器多為直接輻射式揚聲器,其振膜直接向周圍介質輻射聲波.其圓錐形的振膜,通常為紙質,俗稱紙盆,因此,錐形揚聲器也稱為紙盆揚聲器.

使電動式揚聲器的振膜發生振動的力效應,其大小由下式決定:

F=Bli

式中B為磁隙感應密度,i為流經音圈的電流,l為音圈導線的長度,F為磁場對音圈的作用力.

然而,一但音圈受力運動,就會切割磁隙中的磁力線,從而在音圈內產生感應電動勢,這個效應稱為電動式換能器的電效應,其感應電動勢的大小為

e=Blv

式中v為音圈的振動速度,e為音圈中的感應電動勢.

電動式換能器的力效應和電效應總是同時存在,相伴而生的.以后我們將會看到,由于電效應的存在,將對揚聲器的電阻抗特性產生極大的影響.

     音圈在磁場中的受力情況,中間是圓柱形的N極,外面有斜線的是環狀的S極,磁場的方向由N極至S極.環形氣隙內為導線環,若電流由+極端流入,由負端出來,則音圈l所受的力F的方向,由左手定則決定:左手平伸,使拇指和其余四指垂直,若磁場的方向即為音圈受力的方向.若改變電流方向則力F的方向亦隨之改變.

    如果流經音圈的電流強度和方向,均隨時間不間斷地變化,則電動力F也就隨著電流強度和方向的變化而變化.顯然,電動力的作用方向,也就是音圈的移動方向.這樣,隨著電流強度和方向的變化,音圈就在空氣中來回振動,其振動周期等于輸入電流的周期,而振動的幅度,則正比于各瞬時作用電流的強弱.若將音圈固定地一個膜片上,并輸入音頻電流,則振膜地音圈的帶動下產生振動,從而向周圍介質輻射聲波,實現了電聲能之間的轉換. 三、電動式錐形揚聲器的結構

     揚聲器的各種部件,按其作用的不同,可分為振動系統和磁路系統兩部分.磁路系統提供策動音圈所必需的磁場,與音圈一起組成策動元件,通過電動力效應,激發振動系統的機械振動,從而向空氣輻射聲波.此外,還有把上述兩部分組成牢固的整體所必需的部件,如盆架.現在,我們分別對揚聲器的振動系統和磁路系統作進一步的討論.