七種主要揚聲器的工作原理
更新時間：2018-5-3 11:27:05 編輯：爾何 文章來源:音響網 調整文字大小:【
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[導讀] 揚聲器俗稱喇叭，簡單地說，是一種能夠將電信號轉換為聲音的電聲器件，是音響系統(tǒng)中的重要器材。作為將電能轉變?yōu)槁暷艿碾娐晸Q能器件之一，揚聲器的品質、特性對整個音響系統(tǒng)的音質起著決定性的作用。因采用不同的材質、技術和工作原理，揚聲器又可分為許多種類，常見的有電動揚聲器、磁式揚聲器、離子揚聲器、靜電揚聲器等7種。
揚聲器俗稱喇叭，簡單地說，是一種能夠將電信號轉換為聲音的電聲器件，是音響系統(tǒng)中的重要器材。作為將電能轉變?yōu)槁暷艿碾娐晸Q能器件之一，揚聲器的品質、特性對整個音響系統(tǒng)的音質起著決定性的作用。因采用不同的材質、技術和工作原理，揚聲器又可分為許多種類，常見的有電動揚聲器、磁式揚聲器、離子揚聲器、靜電揚聲器等7種。
下面，為大家詳細介紹這7種在家用和專業(yè)領域應用比較多的揚聲器。
電動揚聲器
該類揚聲器應用最廣泛，它又分為紙盆式、號筒式和球頂形三種。
電動式揚聲器簡易結構圖
● 紙盆式揚聲器，又稱為動圈式揚聲器。它由三部分組成：①振動系統(tǒng)，包括錐形紙盆、音圈和定心支片等；②磁路系統(tǒng)，包括永久磁鐵、導磁板和場心柱等； ③輔助系統(tǒng)，包括盆架、接線板、壓邊和防塵蓋等。當處于磁場中的音圈有音頻電流通過時，就產生隨音頻電流變化的磁場，這一磁場和永久磁鐵的磁場發(fā)生相互作用，使音圈沿著軸向振動而發(fā)出聲音。該揚聲器結構簡單、低音豐滿、音質柔和、頻帶寬，但效率較低。
紙盆式揚聲器
● 號筒式揚聲器，由振動系統(tǒng)（高音頭）和號筒兩部分構成。振動系統(tǒng)與紙盆式揚聲器相似，不同的是其振膜不是紙盆，而是一球頂形膜片。振膜的振動通過號筒（經過兩次反射）向空氣中輻射聲波。
號筒式揚聲器
號筒式揚聲器具有方向性強、功率大、效率高的優(yōu)點，因此廣泛用于會場、田間、廣闊的原野等場合。專業(yè)用的高頻號筒式揚聲器有音質好、頻率響應好的特點，主要用于劇場等要求較高的場合。號筒式揚聲器的不足之處是低頻響應差、頻帶較窄，容易產生非線性失真。號筒式揚聲器與紙盆式揚聲器的主要區(qū)別是間接輻射，即振動膜振動后，聲音要經過號筒向外擴散，使聲音大為增強，而且使聲音向一個方向集中傳播，使聲音傳播的距離更遠。
● 球頂形揚聲器，是目前音箱中使用最廣泛的電動式揚聲器之一，其最大優(yōu)點是中高頻響應優(yōu)異和指向性較寬。此外，它還具有瞬態(tài)特性好、失真小和音質較好等優(yōu)點。球頂形揚聲器適用于目前市場上所有的家庭影院系列音箱。
球頂形揚聲器
磁式揚聲器（舌簧揚聲器）
磁式揚聲器亦稱“舌簧揚聲器”。在磁式揚聲器結構中，永磁體兩極之間有一可動鐵心的電磁鐵，當電磁鐵的線圈中沒有電流時，可動鐵心受永磁體兩磁極相等級吸引力的吸引，在中央保持靜止;當線圈中有電流流過時，可動鐵心被磁化，而成為一條形磁體。
舌簧揚聲器結構圖
隨著電流方向的變化，條形磁體的極性也相應變化，使可動鐵心繞支點作旋轉運動，可動鐵心的振動由懸臂傳到振膜（紙盆）推動空氣熱振動。
離子揚聲器
在一般的狀態(tài)下，空氣的分子是中性的、不帶電的。但經過高壓放電后就成為帶電的粒子，這種現(xiàn)象稱游離化。把游離化的空氣利用音頻電壓振動，則產生聲波，這就是離子揚聲器的原理。
為了離子化，就要加20MHz的高頻電壓，而在其上重疊音頻信號電壓。離子揚聲器由高頻振蕩部分、音頻信號調制部分、放電腔及號筒組成。放電腔采用將直徑8mm的石英棒在中心開孔，開成石英管，將一個電極插入其中，另一個電極呈圓筒形套在石英管外面，由于采用無聲放電形式，只有中心的針頭電極有損耗，可以定期更換中心電極。離子揚聲器與其他揚聲器不同之處在于沒有振膜，所以瞬態(tài)特性和高頻特性都很好，但結構很復雜。
超聲波揚聲器
超聲波揚聲器，是近些年剛研發(fā)成功、正在進入實用化階段的超聲波還音技術。這種超聲波還音技術的原理：它不使用任何傳統(tǒng)形式的揚聲器單元，而是利用超聲波發(fā)生器產生兩束經過特殊處理的超聲波束，當這兩個波束同時作用在人耳的鼓膜上時就可以因相互作用而產生聽覺。
通常，只有一個波束作用到鼓膜上時，是聽不到任何聲音。由于超聲波速有很強的、可控制的指向性，兩個波束的交叉可以點形成一個范圍很小的還音區(qū)域，當人耳處于這個區(qū)域內時，就可以聽到聲音，而人耳一旦離開該區(qū)域便聽不到了。
利用這一特點，現(xiàn)在的一些頂級豪華車開始裝備多套這種超聲波還音系統(tǒng)，在每一個坐位上形成一個聆聽區(qū)，這樣可以讓每位乘客各自選擇喜歡的欣賞內容，而相互又不會產生任何干擾，同時也不會影響乘客間的交談。
靜電揚聲器（電容揚聲器）
靜電揚聲器是利用加到電容器極板上的靜電力而工作的揚聲器，就其結構看，因正負極相向而成電容器狀，所以又稱為電容揚聲器。它有兩塊厚而硬的材料作為固定極板，極板上有此可以透過聲音，中間一片極板則用薄而輕的材料作振膜(如鋁膜)。將振膜周圍固定、拉緊而與固定極保持相當距離，即使在大振膜上，亦不致與固定極相碰。
靜電揚聲器原理圖
在靜電揚聲器兩電極間原有一直流電壓（稱之為偏壓）。若在兩電極間加由放大器輸出的音頻電壓，與原來的輸出電壓相重疊，形成交變的脈動電壓，這個脈動電壓產生于兩極間隙吸引力的強弱變化，而振膜因此振動而發(fā)聲。
靜電揚聲器的優(yōu)點是整個振膜同相振動，振膜輕、失真小，可以重放極為清脆的聲音，有很好的解析力、細節(jié)清楚、聲音逼真。它的缺點是效率低，需要高壓直流電源，容易吸塵，振膜加大失真亦會加大，不適合聽搖滾、重金屬音樂，價格相對貴一些。
氣流調制揚聲器（氣流揚聲器）
氣流調制揚聲器是利用壓縮空氣作能源，利用音頻電流調制氣流發(fā)聲的揚聲器。它由氣室、調制閥門、號筒和磁路組成。壓縮空氣氣流由氣室經過閥門里，受外加音頻信號調制，使氣流的波動按照外加音頻信號而變化，同時被調制的氣流經號筒耦合，以提高系統(tǒng)的效率。一般主要用做高強度噪聲環(huán)境試驗的聲源或遠距離廣播等。
氣流條式揚聲器原理圖
壓電揚聲器
利用壓電材料的逆壓電效應而工作的揚聲器稱為壓電揚聲器。電介質(如石英、酒石酸鉀鈉等晶體)在壓力作用下發(fā)生極化，使兩端表面間出現(xiàn)電勢差，我們稱其為“壓電效應”。它的逆效應，即置于電場中的電介質會發(fā)生彈性形變，稱為“逆壓電效應”或“電致伸縮”。
壓電揚聲器同電動式揚聲器相比不需要磁路，和靜電揚聲器相比不需要偏壓，結構簡單、價格便宜，缺點是失真大而且工作不穩(wěn)定。目前市場上，壓電揚聲器多為壓電陶瓷揚聲器。
上述分類主要是基于發(fā)聲原理劃分。揚聲器還可按振膜形狀分，主要有錐形、平板形、球頂形、帶狀形、薄片形等；按放聲頻率分，可分為低音揚聲器、中音揚聲器、高音揚聲器、全頻帶揚聲器等。
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