淺談揚聲器的分類
發布日期：2019-04-03 瀏覽量：8868次
揚聲器俗稱喇叭，是一種能夠將電信號轉換為聲音的電聲器件，揚聲器在音響設備中是一個最薄弱的器件，而對于音響效果而言，它又是一個最重要的部件，是音響系統中的重要器材。
作為將電能轉變為聲能的電聲換能器件之一，揚聲器的品質、特性對整個音響系統的音質起著決定性的作用。
對揚聲器的分類常有按驅動方式、振膜與輻射器形狀、頻響等三種方法，下面來從這三種分類方法認識揚聲器：
一、按驅動方式分類
1、電動式（即動圈式）
電動式揚聲器又稱動圈式揚聲器，是應用最廣泛的品種，它的結構和工作原理如圖所示。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。當音圈輸人交變音頻電流時，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。目前使用最廣泛的紙盆揚聲器、號筒揚聲器都屬于電動式揚聲器。
2、靜電式（即電容式）
靜電式揚聲器(electrostatic loudspeaker)指極薄的振膜在靜電力的作用下作前后移動的那類揚聲器，作用原理是導電振膜與固定電極按相反極性配置，形成電容，將電信號加于此電容的兩極，極間電場變化產生吸引力，使振膜振動而發聲。靜電揚聲器的振膜質量極輕，因而解析力極佳，能捕捉聲音信號中極為細微的變化。
3、電磁式（即舌簧式）
電磁式揚聲器也叫舌簧式揚聲器，它是利用電磁感應原理，使聲源信號電流通過音圈后會把用軟鐵材料制成的舌簧磁化，磁化了的可振動舌簧與磁體相互吸引或排拆，產生驅動力，使振膜振動而發音。
4、壓電式（即晶體式）
將壓電元件置于電場中會產生形變，利用這種原理制成的揚聲器即為壓電式揚聲器。
二、按振膜與輻射器形狀分類
1、錐形振膜揚聲器
該種揚聲器是目前廣泛采用的一種揚聲器，常作為高保真系統中的低音揚聲器。紙盆揚聲器大體由振動系統、支撐系統和磁路系統三大部分構成。振動系統包括紙盆和音圈等；支撐系統包括使音圈正確保持在磁空隙內的定芯支片和用于支撐紙盆的支撐邊等；磁路系統包括磁體，導磁柱和導磁板等。紙盆開口的形狀有圓形和橢圓形，錐形振膜所用材料中最普遍的是紙，或在其中再加些用以加強機械強度的添加料，后來出現了用金屬材料或合成材料作為錐形振膜。
2、平板揚聲器
平板揚聲器的結構如圖所示，主要由軟磁材料、音圈、平板發聲盤、環形導電線圈、偏磁線圈組成。當音圈中通過經功放放大的音頻電流時，音頻電流在軟磁材料中產生的音頻變化磁通穿過發聲盤，平板發聲盤內的各導電環產生互感磁通，互感磁場與音頻磁場相互作用而迫使發聲盤產生音頻的機械振動而發聲。由于軟磁材料的磁化曲線是非線性的，使得音頻電流的過零點產生很大的失真。因此在磁路中加一個偏磁線圈，外加一恒定的直流或超音頻交流偏磁電流，精確調整偏磁電流的大小和音頻信號的幅度，使音頻磁通避開磁化曲線的非線性區。
3、球頂揚聲器
球頂揚聲器的振膜形狀呈部分球面形，屬于電動型揚聲器。與紙盆揚聲器比較，效率稍低一些，但球頂揚聲器的指向性非常好。在所用材料上，從質地柔軟的材料到硬質材料均被采用。根據振膜材料質地硬度不同，有軟球頂和硬球頂之分。在高保真揚聲器中，高音揚聲器大多采用球頂揚聲器，以便獲得純的音質和良好的指向性。
球頂形揚聲器主要優點：重放頻帶較寬、指向性也較寬、瞬態特性好、失真小，但效率較低。
4、號筒揚聲器
號筒揚聲器的振膜多是球頂形的，它與紙盆和球頂揚聲器的最大區別在于聲輻射方式不同。紙盆揚聲器和球頂揚聲器是由振膜直接鼓動周圍空氣把聲音輻射出去的；而號筒揚聲器卻由振膜產生的聲音通過號筒輻射到空間去，為間接輻射。在這種情況下，號筒就像一個聲變換器，它以足夠大的負荷加到振膜上，所以號筒揚聲器一般比紙盆揚聲器和球頂揚聲器效率高。在高保真揚聲器系統中，號筒揚聲器多用作中、高音單元。
5、帶狀高音揚聲器
這種揚聲器的振膜是用非常輕的鋁箔帶條做成短帶條形狀。振膜本身就是導電性材料，將其置于磁場中，通入信號電流即可振動發音。帶狀高音揚聲器的阻抗非常小，與放大器和分頻網絡連接時，必須用匹配變壓器。
6、薄片揚聲器
該種揚聲器的振膜是用耐高溫的高分子薄膜形成的，音圈裝在或印刷在高分子振膜上。將印刷有音圈的高分子振膜置于特殊形狀磁體構成的磁場中，就可做成薄片型揚聲器。此種揚聲器的音圈導線電阻可設計成幾歐姆，可不用匹配變壓器，同時其輸入容量大。在音質方面，它和帶狀揚聲器一樣，不失真的自然聲音感可延伸到較高的頻段。
三、按頻響分類
1、低音揚聲器
低音揚聲器是為低頻段重放而設計的低音性能很好的揚聲器，它幾乎全是紙盆形揚聲器。其重放頻帶下限應很低，振膜的振動幅度容許值應盡量大。因此振膜的口徑較大，目前的口徑可達2000px。為了提高紙盆的振幅允許值，常采用軟而寬的支撐邊。
2、中音揚聲器
它是專門用來重放中音段的單元，其性能是聲壓頻率特性曲線平坦、失真小、指向性好，以及頻率高。
3、高音揚聲器
它是專門承受高頻段重放的單元，工作頻率在1~5kHz以上。由于高音聲波對揚聲器振膜沖擊較大，為了實現準確不失真的高音效果，就要求揚聲器振膜質量較高。
4、全頻帶揚聲器
它能夠同時覆蓋高、低頻段，其振膜振動可產生從低音到高音的全頻帶聲音。在全頻帶揚聲器中，有單紙盆的全頻帶揚聲器、雙紙盆型和同軸型揚聲器。雙紙盆和單紙盆揚聲器都是整體結構，同軸型揚聲器是把兩個揚聲器做在一起構成一種多聲道器件。
作為將電能轉變為聲能的電聲換能器件之一，揚聲器的品質、特性對整個音響系統的音質起著決定性的作用。
對揚聲器的分類常有按驅動方式、振膜與輻射器形狀、頻響等三種方法，下面來從這三種分類方法認識揚聲器：
一、按驅動方式分類
1、電動式（即動圈式）
電動式揚聲器又稱動圈式揚聲器，是應用最廣泛的品種，它的結構和工作原理如圖所示。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。當音圈輸人交變音頻電流時，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。目前使用最廣泛的紙盆揚聲器、號筒揚聲器都屬于電動式揚聲器。
2、靜電式（即電容式）
靜電式揚聲器(electrostatic loudspeaker)指極薄的振膜在靜電力的作用下作前后移動的那類揚聲器，作用原理是導電振膜與固定電極按相反極性配置，形成電容，將電信號加于此電容的兩極，極間電場變化產生吸引力，使振膜振動而發聲。靜電揚聲器的振膜質量極輕，因而解析力極佳，能捕捉聲音信號中極為細微的變化。
3、電磁式（即舌簧式）
電磁式揚聲器也叫舌簧式揚聲器，它是利用電磁感應原理，使聲源信號電流通過音圈后會把用軟鐵材料制成的舌簧磁化，磁化了的可振動舌簧與磁體相互吸引或排拆，產生驅動力，使振膜振動而發音。
4、壓電式（即晶體式）
將壓電元件置于電場中會產生形變，利用這種原理制成的揚聲器即為壓電式揚聲器。
二、按振膜與輻射器形狀分類
1、錐形振膜揚聲器
該種揚聲器是目前廣泛采用的一種揚聲器，常作為高保真系統中的低音揚聲器。紙盆揚聲器大體由振動系統、支撐系統和磁路系統三大部分構成。振動系統包括紙盆和音圈等；支撐系統包括使音圈正確保持在磁空隙內的定芯支片和用于支撐紙盆的支撐邊等；磁路系統包括磁體，導磁柱和導磁板等。紙盆開口的形狀有圓形和橢圓形，錐形振膜所用材料中最普遍的是紙，或在其中再加些用以加強機械強度的添加料，后來出現了用金屬材料或合成材料作為錐形振膜。
2、平板揚聲器
平板揚聲器的結構如圖所示，主要由軟磁材料、音圈、平板發聲盤、環形導電線圈、偏磁線圈組成。當音圈中通過經功放放大的音頻電流時，音頻電流在軟磁材料中產生的音頻變化磁通穿過發聲盤，平板發聲盤內的各導電環產生互感磁通，互感磁場與音頻磁場相互作用而迫使發聲盤產生音頻的機械振動而發聲。由于軟磁材料的磁化曲線是非線性的，使得音頻電流的過零點產生很大的失真。因此在磁路中加一個偏磁線圈，外加一恒定的直流或超音頻交流偏磁電流，精確調整偏磁電流的大小和音頻信號的幅度，使音頻磁通避開磁化曲線的非線性區。
3、球頂揚聲器
球頂揚聲器的振膜形狀呈部分球面形，屬于電動型揚聲器。與紙盆揚聲器比較，效率稍低一些，但球頂揚聲器的指向性非常好。在所用材料上，從質地柔軟的材料到硬質材料均被采用。根據振膜材料質地硬度不同，有軟球頂和硬球頂之分。在高保真揚聲器中，高音揚聲器大多采用球頂揚聲器，以便獲得純的音質和良好的指向性。
球頂形揚聲器主要優點：重放頻帶較寬、指向性也較寬、瞬態特性好、失真小，但效率較低。
4、號筒揚聲器
號筒揚聲器的振膜多是球頂形的，它與紙盆和球頂揚聲器的最大區別在于聲輻射方式不同。紙盆揚聲器和球頂揚聲器是由振膜直接鼓動周圍空氣把聲音輻射出去的；而號筒揚聲器卻由振膜產生的聲音通過號筒輻射到空間去，為間接輻射。在這種情況下，號筒就像一個聲變換器，它以足夠大的負荷加到振膜上，所以號筒揚聲器一般比紙盆揚聲器和球頂揚聲器效率高。在高保真揚聲器系統中，號筒揚聲器多用作中、高音單元。
5、帶狀高音揚聲器
這種揚聲器的振膜是用非常輕的鋁箔帶條做成短帶條形狀。振膜本身就是導電性材料，將其置于磁場中，通入信號電流即可振動發音。帶狀高音揚聲器的阻抗非常小，與放大器和分頻網絡連接時，必須用匹配變壓器。
6、薄片揚聲器
該種揚聲器的振膜是用耐高溫的高分子薄膜形成的，音圈裝在或印刷在高分子振膜上。將印刷有音圈的高分子振膜置于特殊形狀磁體構成的磁場中，就可做成薄片型揚聲器。此種揚聲器的音圈導線電阻可設計成幾歐姆，可不用匹配變壓器，同時其輸入容量大。在音質方面，它和帶狀揚聲器一樣，不失真的自然聲音感可延伸到較高的頻段。
三、按頻響分類
1、低音揚聲器
低音揚聲器是為低頻段重放而設計的低音性能很好的揚聲器，它幾乎全是紙盆形揚聲器。其重放頻帶下限應很低，振膜的振動幅度容許值應盡量大。因此振膜的口徑較大，目前的口徑可達2000px。為了提高紙盆的振幅允許值，常采用軟而寬的支撐邊。
2、中音揚聲器
它是專門用來重放中音段的單元，其性能是聲壓頻率特性曲線平坦、失真小、指向性好，以及頻率高。
3、高音揚聲器
它是專門承受高頻段重放的單元，工作頻率在1~5kHz以上。由于高音聲波對揚聲器振膜沖擊較大，為了實現準確不失真的高音效果，就要求揚聲器振膜質量較高。
4、全頻帶揚聲器
它能夠同時覆蓋高、低頻段，其振膜振動可產生從低音到高音的全頻帶聲音。在全頻帶揚聲器中，有單紙盆的全頻帶揚聲器、雙紙盆型和同軸型揚聲器。雙紙盆和單紙盆揚聲器都是整體結構，同軸型揚聲器是把兩個揚聲器做在一起構成一種多聲道器件。
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