扬声器、受话器的工作原理

1. 扬声器的设计方法

我们做为扬声器的设计人员和技术管理人员，有时也会感觉到，扬声器虽然只有不多的十几个零部件，但是其复杂繁难的程度远远超过我们的想象。这是因为：通常遇到的元器件能量转换一般只有一次。例如电动机是将电能转换为机械能，电灯是将电能转换为光能，电池是将化学能转换为电能，只是一种能量向另一种能量转换。而扬声器有所不同，它是将电能转换为机械能，再将机械能转换成声能，这是在诸多换能器中不常见的。在一个扬声器中同时存在电学部分、力学部分、和声学部分。自然带来系统的复杂性和多样性。扬声器的振动又是在三维空间，具有多个边界条件、多种材质、多种几何形状(聚脂振膜)，因此振动分析极为复杂，一般的数学工具已不够用。

扬声器的分类

扬声器的分类，由于出发点不同，切入角度不同，可以用不同的方法对扬声器进行分类：

按工作原理：电动式、电磁式、压电式、静电式…

按工作频带：全频带、语言段、低音、中音、高音…

按辐射方式：直接辐射式、号筒式、耳机…

按磁路形式：内磁式、外磁式、双磁式、内外磁复合式…

按振膜形状：平模形，太阳花形、锥形、球顶形、…

按振膜材质：聚脂膜 、纸盆、铝膜 、钛膜…

光讯生产的各种扬声器属于：电动式扬声器(包括耳机用扬声器)

2.1电动式扬声器的工作原理：

当扬声器在工作时我们看到它的振膜在上下振动，这个使振膜上下振动的力就是电动力，既载流导体与磁场之间的相互作用力，其大小为：F=BLI

            F – 电动力的瞬时值 N（牛顿）

            B – 缝隙磁通密度 T（特斯拉）

            L – 音圈线长 M（米）

            I – 瞬时电流强度 A（安培）

音圈在磁场中的受力情况，根据弗来明左手定律确定（见图1）。左手拇指和其余四指垂直，使磁力线穿过手心，四指指向电流的流向，则拇指指的方向既为音圈受力方向，若改变电流的方向，则F的方向随之改变。音圈在电动力的作用下上下运动，带动纸盆产生振动，纸盆振动的快慢与输入频率有关，振动的幅度与输入电流的强弱有关。纸盆振动时激发了周围空气发生振动，形成了声波，传入人耳，就是我们听到的声音。扬声器完成了由电→力→声的转换。

扬声器材质与尺寸

低档塑料音箱因其箱体单薄、无法克服谐振，无音质可言(也有部分设计好的塑料音箱要远远好于劣质的木质音箱)；木制音箱降低了箱体谐振所造成的音染，音质普遍好于塑料音箱。

   通常多媒体音箱都是双单元二分频设计，一个较小的扬声器负责中高音的输出，而另一个较大的扬声器负责中低音的输出。

   挑选音箱应考虑这两个喇叭的材质：多媒体有源音箱的高音单元现以软球顶为主(此外还有用于模拟音源的钛膜球顶等)，它与数字音源相配合能减少高频信号的生硬感，给人以温柔、光滑、细腻的感觉。多媒体音箱现以质量较好的丝膜和成本较低的PV膜等软球顶的居多。

   低音单元它决定了音箱的声音的特点，选择起来相对重要一些，常见的有以下几种：纸盆，又有敷胶纸盆、纸基羊毛盆、紧压制盆等几种。

   纸盆音色自然、廉价、较好的刚性、材质较轻灵敏度高，缺点是防潮性差、制造时一致性难以控制，但HiFi系统中用纸盆制造的比比皆是，因为声音输出非常平均，还原性好。

   布，有较宽的频响与较低的失真，是酷爱强劲低音者之，缺点是成本高、制作工艺复杂、灵敏度不高轻音乐效果不甚佳。

   羊毛编织盆，质地较软，它对柔和音乐与轻音乐的表现十分优异，但是低音效果不佳，缺乏力度与震撼力。

   PP(聚)盆，它广泛流行于音箱中，一致性好失真低，各方面表现都可圈可点。此外还有像纤维类振膜和复合材料振膜等由于价格高昂应用于普及型音箱中。

   扬声器尺寸自然是越大越好，大口径的低音扬声器能在低频部分有更好的表现，这是在选购之中可以挑选的。用的扬声器制造的音箱意味着有更低的瞬态失真和更好的音质。普通多媒体音箱低音扬声器的喇叭多为3～5英寸之间。用的扬声器制造的音箱也意味着有更低的瞬态失真和更好的音质。