电声器件电子教案

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1、电声器件,是指电和声相互转换的器件,它是利用电磁感应、静电感应或压电效应等来完成电声转换的,包括扬声器,耳机,传声器,唱头等。 扬声器 将电能转化为声能,并将它辐射到空气中的一种电声换能器件。电影、电视、广播以及各种需要扬声的场合都需要使用扬声器,扬声器的分类,一.按驱动方式分类 .电磁式:作用原理是声源信号磁化了的振荡部分与磁体的磁性相互吸引和排斥,产生驱动力。在这种力的作用下使振膜振动而发声。 .电动式:作用原理是声源信号电流流过音圈,产生的磁场与磁体磁场相互作用而形成电磁力,振膜在这种力的作用下振动而发声。,按驱动方式分类, 静电式。其作用原理是导电振膜与固定电极按相反极性配置,形成电容

2、,将电信号加于此电容的两极,极间电场变化产生吸引力,使振膜振动而发声。 压电式。将压电元件置于电场中会产生形变。利用这种原理制成的扬声器叫压电扬声器。,.平板扬声器,把振膜制成平板状。平板扬声器有直接驱动平板扬声器和在锥形腔体内填有发泡树脂等物质的填充型扬声器。 .球顶扬声器 振膜形状呈部分球面形。它属于电动型扬声器。与纸盆扬声器比较,效率稍低一些,但球顶扬声器的指向性非常好。在所用材料上,从质地柔软的材料到硬质材料均被采用。根据振膜材料质地硬度不同,有软球顶和硬球顶之分。在高保真扬声器中,高音扬声器大多采用球顶扬声器,以便获得纯的音质和良好的指向性。,.号筒扬声器,号筒扬声器的振膜多是球顶形

3、的,它与纸盆和球顶扬声器的最大区别在于声辐射方式不同。纸盆扬声器和球顶扬声器是由振膜直接鼓动周围空气把声音辐射出去的。 而号筒扬声器却由振膜产生的声音通过号筒辐射到空间去。它是间接辐射。 在这种情况下,号筒就像一个声变换器,它以足够大的负荷加到振膜上。所以号筒扬声器一般比纸盆扬声器和球顶扬声器效率高。在高保真扬声器系统中,号筒扬声器多用作中、高音单元。,三.按用途分类, 全频带扬声器 它能够同时覆盖高、低频段,其振膜振动可产生从低音到高音的全频带声音。 在全频带扬声器中,有单纸盆的全频带扬声器、双纸盆型和同轴型扬声器。双纸盆和单纸盆扬声器都是整体结构。同轴型扬声器是把两个扬声器做在一起构成一种

4、多声道器件。,按用途分类,.低音扬声器 是为低频段重放而设计的低音性能很好的扬声器,它几乎全是纸盆形扬声器。其重放频带下限应很低,振膜的振动幅度容许值应尽量大。因此振膜的口径较大,目前的口径可达。为了提高纸盆的振幅允许值,常采用软而宽的支撑边。 .中音扬声器 它是专门用来重放中音段的单元,其性能是声压频率特性曲线平坦、失真小、指向性好,以及频率高。 .高音扬声器 它是专门承受高频段重放的单元。工作频率在以上。,扬声器的主要性能指标,扬声器的主要性能指标有: 灵敏度 频率响应 额定功率 额定阻抗 指向性以及失真等。,扬声器的主要性能指标,1.灵敏度当输入扬声器的功率为1W时,在轴线上一米处测出的

5、平均声压。 2.频率响应 在恒定电压作用下,在参考轴上距参考点一定距离处,扬声器所辐射的声压级随频率变化的特性。频率响应一般是记录在以对数频率刻度为横坐标的图上,即频率响应曲线。,扬声器的主要性能指标,3.额定阻抗 在扬声器上标称的阻抗值。在这个阻抗上,扬声器可以获得最大的功率。电动纸盒扬声器的额定阻抗规定为在阻抗曲线上由低频到高频第一个共振峰后的最小值。此时的阻抗接近一个纯电阻。 4.标称功率标称功率又称额定功率或不失真功率,它是非线性失真不超过标准规范条件(一般不超过7-10%)下的最大输入功率。扬声器在这一正常功率下长期工作不应损坏。,扬声器的主要性能指标,5.瞬态失真 由于扬声器的瞬态

6、特性不好引起的一种失真。扬声器在实际使用时,重放的节目,如语言和音乐等都是瞬态声,即信号的振幅随时间而快速地变化着,而扬声器的振动系统具有惯性,常使其振动跟不上快速变化着的电信号,这样造成的失真现象就是一种瞬态失真。一般而言,所谓扬声器的瞬态失真小,也就是说瞬态特性好。 6.指向性扬声器在不同方向上声辐射本领是不同的,表示这种性能的指标叫辐射指向性,指向性与频率有关,扬声器的辐射指向性随频率升高而增强,一般在250-300Hz以下,没有明显的指向性。,耳机,耳机是一种把电能转换为声能的电声换能器件。它和扬声器不同之处是,扬声器向自由空间辐射声能,而耳机的作用则是在一个小的空穴内造成声压。 一般

7、俗称的耳机,是指与人耳声耦合的电声换能器、头环、头垫、耳罩等部件组成的整体器件,专业上称头戴耳机。而专业术语上的耳机,只指上述整体器件中的电声换能器。,一.耳机相关参数,1. 阻抗: 注意与电阻含义的区别,在直流电(DC)的世界中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,但是在交流电(AC)的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,而我们日常所说的阻抗是电阻与电抗在向量上的和。一般说,低阻抗的耳机比较好推,不过在使用时一定先要把音量调低再插上耳机,再一点点把音量调上去,这样可以防止耳机过载将耳机烧坏或是音圈变形错位造成破音,因此随身听等便携、省电的机器应选择低

8、阻抗耳机,同时还要注意灵敏度要高,对随身听来说灵敏度指标更加重要。,2.灵敏度,指向耳机输入1毫瓦的功率时耳机所能发出的声压级(声压的单位是分贝,声压越大音量越大),所以一般灵敏度越高、阻抗越小,耳机越容易出声、越容易驱动。 3.频率响应 频率所对应的灵敏度数值就是频率响应,绘制成图象就是频率响应曲线,人类听觉所能达到的范围大约在20Hz-20000Hz,目前成熟的耳机工艺都已达到了这种要求。,压电陶瓷,是一种发声元件,它利用压电效应工作,既可以作发声元件又可以作接收声音的元件。而且它很便宜,生日卡上的发声元件就是它。 压电陶瓷片是在园形铜底板上涂覆了一层厚约1mm的压电陶瓷,再在陶瓷表面沉积

9、一层涂银层,涂银层和铜底板就是它的两个电极。 压电陶瓷有一个奇妙的特性压电效应:如将它弯曲,它的表面就会出现异种电荷, 如反向弯曲,电荷的极性也会相反。奇妙的是如果在压电陶瓷片的两个电极上施加一定的电压,它就会发生弯曲,当电压方向改变时,弯曲的方向也随之改变。 两极就会有音频电压输出。相反地,把一定的音频电压加在压电陶瓷片的两极,由于音频电压的极性和大小不断变化,压电陶瓷片就会产生相应的弯曲运动,推动空气形成声音,这时候,它又成了喇叭。,音质评价术语,音域: 乐器或人声所能达到最高音与最低音之间的范围。 音色: 又称音品,声音的基本属性之一,比如二胡、琵琶就是不同的音色 音染: 音乐自然中性的

10、对立面,即声音染上了节目本身没有的一些特性,例如对着一个罐子讲话得到的那种声音就是典型的音染。音染表明重放的信号中多出了(或者是减少了)某些成分,这显然是一种失真。,音质评价术语,失真: 设备的输出不能完全复现其输入,产生了波形的畸变或者信号成分的增减。 动态: 允许记录最大信息与最小信息的比值。 瞬态响应: 器材对音乐中突发信号的跟随能力。瞬态响应好的器材应当是信号一来就立即响应,信号一停就嘎然而止,决不拖泥带水。(典型乐器:钢琴),音质评价术语,信噪比: 又称为讯噪比,信号的有用成份与杂音的强弱对比,常常用分贝数表示。设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少 空气感:用于表示高音的开阔,或是声

11、场中在乐器之间有空间间隔的声学术语。此时,高频响应可延伸到15kHz-20kHz。反义词有“灰暗”和“厚重”。,音质评价术语,低频延伸: 指音响器材所能重放的最低频率。系用于测定在重放低音时音响系统或音箱所能下潜到什么程度的尺度。比方说,小型超低音音箱的低频延伸可以到40Hz,而大型超低音音箱则下潜到16Hz。 明亮: 指突出4kHz-8kHz的高频段,此时谐波相对强于基波。明亮本身并没什么问题,现场演奏的音乐会皆有明亮的声音,问题是明亮得掌握好分寸,过于明亮(甚至啸叫)便让人讨厌。,2.1音箱选购指南,一、扬声器是灵魂 扬声器是整个音箱的关键部分,就像歌手的嗓子,它的好坏直接影响音箱的品质。

12、 首先谈谈扬声器。多媒体音箱的扬声器按照用途可分为四类:高频扬声器、中频扬声器、低频扬声器和全频带扬声器。按照结构,则可以分为三大类:锥盆扬声器、球顶扬声器和平板扬声器。,2.1音箱选购指南,简单来说,选择2.1音箱的扬声器主要看的是口径和振膜种类。2.1音箱属于音箱的中低档产品,口径大小通常是高音单元用1英寸,中音单元用3英寸,在这个档次中用5英寸甚至6.5英寸做低音单元的,应该是做得比较好的一类产品。 然后是振膜。振膜是由许多材质组成,像纤维纸、羊毛、PP盆(即聚丙烯复合盆)等。不同的材质能表现不同的声音个性,但无等级区别。,2.1音箱选购指南,羊毛盆由于掺入羊毛纤维,音色温暖而轻柔,但在

13、大动态的演绎中效果不佳。因而偏向于听轻音乐、人声之类的作品。由于纸盆和PP盆的适应性最好,音色适中,能够在力度和优美上把握好平衡。加上自身造价低,在2.1音箱中是最常见的。 此外,不同的材质盆边对振膜的振动特性也有一定影响。比较常见的盆边有纸边、布边、橡皮边。像纸边和布边的灵敏度就比较高,适合用于高中频的表现;纸边用于低音单元就会使低音柔和,但冲程会短一些。 小结:知道了扬声器的个性,在选购时就能首先通过看展品或资料介绍,简单掌握该款音箱的声音特性。,2.1音箱选购指南,二、箱体是音乐空间 我们听音乐要注意音乐环境的空间布置,同样,箱体对音箱来说,也是需要一个音乐空间。箱体空间的设计、材质、制

14、作流程都会影响到共振和效果。 2.1音箱的箱体有木质和塑料两种类型。现在中低价位的木质音箱大多是采用中密板作为箱体材质,而高价位大多采用真正的纯木板作为箱体材质,要避免箱体谐振和密封性,保证箱体木板的厚度,木板之间结合紧密程度都是影响音质的关键因素。,2.1音箱选购指南,选择木质箱体,先要看音箱的外贴层,是否有明显的起泡、划痕等现象,接缝是否整齐。如图所示的木质箱体做工较好,线条流畅。 要仔细辨别箱体的材质质量,如果从接缝处不能看出的话,可以用手在箱体空腔处的壁上敲一敲,如果板材较厚,密度较高的话,声音应该低沉且无明显的空响。,2.1音箱选购指南,选择塑料箱体,就要看塑料制品是否粗糙,比如倒相

15、管的管壁是否厚实,表面是否光滑。然后要揭开防尘罩,看扬声器的制作工艺。这里包括:扬声器中间凸出的音圈罩周边的制作工艺和固定扬声器的螺丝是否到位。 最后把音量按钮调到3/4处试音,以检查箱体的密封性。用手在音箱各处摸一摸,如果感觉到箱体后(除倒相孔外)有风吹出,就说明箱体密封性不好,会产生失真。 小结:通过看箱体,就能了解该款音箱的基本品质。连箱体都做不好的音箱,可想而知音箱的其它的地方也不会太好。,2.1音箱选购指南,三、电源是音箱的后盾 音箱的电源部分也是很重要的。它包括变压器部分、放大器部分、线路输入部分。 线路输入包括电源线输入和信号线输入。主要看信号线和电源线有无分离进线,也就是信号线

16、和电源线要分别从箱体的上下方进入,不能挤在一起。否则电源线的电磁波会对信号线产生较大的干扰。 此外信号线使用莲花接口,还能使信号输入损失减小。如图所示,这款音箱的电源线是从箱体的下部进入,而信号线则从箱体的上部接入。,2.1音箱是有源音箱,一个重要特征就是它带有内置的功放电路。而变压器功率的大小直接影响有源音箱功率输出,只有足够大小的功率才能供给放大器以及喇叭单元。,2.1音箱选购指南,放大器部分的运算放大器芯片在一定程度上影响着有源音箱声音的品质。前级放大器的质量好坏对声音的影响要远远大于后级,尤其是在声音取向、音乐质感方面。 功率放大器通常被称为功放,它是音箱的后级放大电路。它的使命很简单就是放大功率以便达到能够推动扬声器的作用,功放与音箱的搭配问题通常指的就是后级放大电路。 小结:虽然在购买的时候,音箱电源内部结构是看不到的,但了解这部分,有机会还是可以看一下。在电脑城中,有时也有商家给大家展示放大器的芯片型号

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