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1、 LIANCHUANG HONGSHENG ELECTRONICS.CO.，LTD1声学基础特性 电声器件的原理与使用特性 受话器产品简介 动圈式受话器的主要参数 扬声器产品简介 动圈式扬声器的主要参数 扬声器及受话器的主要原材料组成 扬声器及受话器的可靠性试验项目 扬声器及受话器的生产工艺流程 手机扬声器及受话器产品的发展趋势 微型动圈式电声器件技术远景设想 附录（共七部份）目 录2声学基础特性（音频）声音的传播必须要有介质，这个介质就是空气、水等。空气压力Po，受到振源的扰动，产生微弱的疏密变化P,并通过空气分子间的相互作用传递出去就形成了声波。声音的产生来源于振动3声学基础特性（音频）1
2、、声压：表达式： P=Po(t-kx+)式中 ：Po声压幅值； 角频率； k波数 k=w/Co ； 初相位2、频率：声源每秒振动的次数称为频率，单位为Hz.人耳可听得见的声波频率范围约为20Hz 20000Hz,即音频范围3、声速：在介质中传播速度称为声速。 固体最快，例如：钢铁中约为6100m/s；液体次之，例如：水中约为1480m/s；空气中最慢，约340m/s。44、波长：相邻同相位的两点之间的距离称为波长 Co= f Co为空气中声速 f为频率声学基础特性（音频）5、声压级：Lp=20lg(P/Po) (dB) Po为基准声压 2x10-5 pa基准声压为0 dB ，称为听阀 一般交谈
3、为60 dB 纺织车间为100 dB 高于120 dB耳朵有痛感，称这个声压级为痛阀。为什么采用对数标度“dB”来度量声学量？1、从发声的角度讲：由于声振动的能量范围极其 广阔，人们通常讲话的声功率约只有10-5瓦，而强 力火箭的噪声功率可高达109瓦，两者相差十几个数 量级，这样使用对数标度比绝对标度方便些。2、从声音接收的角度讲：人的耳朵有一个很“奇怪 ”的特点，当耳朵接收到声音后，主观上产生的“响 度感觉”并不是正比于强度的绝对值，而是更接近 于与强度的对数成正比。56、声压级与功率的关系：L=10lg(w/wo) (dB) wo为参考功率，为10-12瓦特功率增加一倍，声压级增加3 d
4、B声学基础特性（音频）7、声压级与距离的关系：L=-20lg(r1/ro) (dB) ro为参考距离距离增加一倍，声压级减小6 dB6电声器件最典型的是扬声器、受话器、传声器等，是一种声电互相转换的换能器件。电声器件原理与使用特性 广播电声器件：主要指的是用于广播、电影、电视、剧院等方面声重放和录音的各种扬声器系统、耳机、传声器、拾音器(唱头)。其特点：频率范围宽（2020KHz),动态范围大，高音质，高保真、失真小等特点。 通信电声器件：主要指的是应用于电话系统和军、民用无线电通讯机中的送话器、受话器及头戴送、受话器组合部件。其特点：主要用于语言通信，频带窄（3003400Hz), 强调语言
5、的清晰度，可懂度。7产品类别：1. 按磁路结构分：外磁式,内磁式,双磁式2. 按工作原理分：动圈式、电磁式、压电式、电容式等3. 按使用环境分：军用、民用等电声器件原理与使用特性 受话器把电能转换为声能并与人耳直接耦合的电声换能器称为受话器（又称为通信用的耳机） 扬声器把电能变换为声能，并将声能辐射到室内或开阔空间 的电声换能器称为扬声器。外磁式特点是磁体位于工作气 隙的外面，优点是磁体体积不 受限制，缺点是漏磁较大。内磁的结构是磁体位于工作气 隙的里面，优点是漏磁比较小 ，缺点是磁体体积受到限制。8电声器件原理与使用特性SSN电动式受话器3. 频响平坦光滑，单体测试时通常为高低曲线形状，经泄
6、漏测试后变为平坦光滑的曲线；4. 失真度小；5、高可靠、微型化。12受话器产品简介动圈式手机受话器的基本结构（内磁式）磁体导磁材料振膜音圈前盖塑胶主体助听线圈PCB板阻尼材料13受话器产品简介动圈式受话器的基本结构（外磁式）磁体导磁材料后盖阻尼材料胶垫助听线圈振膜前盖音圈 焊片（引 出端子）14受话器产品简介手机用双功能（受话器3. 频响范围主要覆盖手机用的和弦铃声频段（一般取5005000Hz） ；4. 高音质、失真小；5. 承受功率大，在0.5W以上。21扬声器产品简介动圈式手机喇叭的基本结构（通常为内磁式）可以看出同手机受话器结构基本一样 主体导磁材料磁体引线胶垫振膜前盖音圈阻尼材料PC
7、B板22动圈式扬声器的主要参数一、纯音检听在额定频率范围内馈给扬声器规定电压的正弦信号，检查 扬声器的装配质量。测量方法测试线路如图所示。馈给扬声器规定电压的正弦信号，一般 在0.3m处检听。在此距离内应无反射物，扬声器产生的声音中 应无碰圈声、垃圾声和机械声。声频信号发 生器被测扬声器电压表一般为扬声器额定功率对 应的电压23动圈式扬声器的主要参数二、额定阻抗额定阻抗是指阻抗曲线上紧跟在第一个极大值后面的 极小值。在额定频率范围内，阻抗模值的最低值一般不 应小于额定阻抗的80%（一般取20%公差，例820%） 。 24动圈式扬声器的主要参数额定阻抗的测试方法：用替代法进行， 馈给扬声器的 电
8、流通常选用50mA10%， 测量原理图如右 声 频 信 号 发生器有效值电压表RsSPRkK25动圈式扬声器的主要参数三、额定共振频率共振频率是在扬声器单元的阻抗模值随频率递增变化 的曲线上，出现第一个阻抗极大值时 所对应 的频率。额定共振频率值的允许偏差一般取15%，例如 0=5015%Hz，但纸盆如果是全纸的一般允许偏差取20% 。 结合上面的阻抗曲线测 量，现在的数字式电声测试 系 统都是采用恒压法一次性测试 同时得到阻抗曲线及共振频 率0 26动圈式扬声器的主要参数四、频率响应与有效频率范围扬声器的频率响应就是用曲线来表示扬声器的输出声压级与频率之间的关系，这个曲线通常是在自由声场条件
9、或半空间自由声场条件下测得的 。信号源可用正弦信号或1/3oct的窄带噪声信号测试，测试频率至少应覆盖扬声器的有效频率范围 。何谓自由声场：只有直达声而没有反 射声的声场。用以形成自由声场的实验室称为消声 室（无响室）。 27动圈式扬声器的主要参数测试方法： 用正弦信号测的频响曲线图（如下 ）28动圈式扬声器的主要参数五、额定特性灵敏度级指在规定频率范围内，在自由场条 件下，相当于馈给扬声器1W粉红噪 声信号电压，在其参考轴上距参考 点1m处所产生的声压级。 测量电原理图：粉 红 噪 声 发 生 器带 通 滤波器测量功率 放大器测 量 放大器有效值 电压表自由场空间29动圈式扬声器的主要参数六
10、、失真 谐波失真扬声器输出的声信号中，除了原输入的信号频率（基波）外 同时出现二次、三次谐波等。 瞬态失真当馈给扬声器电信号快速变化时，其振动系统不能及时变化 而产生的失真。 异常音即纯音不良，杂音等。线性失真：扬声器重放某些频率信号时，信号振幅不能 再保持原信号中的比例关系。可由频响曲线查出。非线形失真：扬声器重放声信号中出现输入电信号中所 没有的频率成分。30动圈式扬声器的主要参数七、额定噪声功率也可称为功率承受能力。是指在额定频率范围内馈给扬声器规定的 模拟节目信号，在一定时间内不产生热和 机械损坏的噪声功率。一般的试验条件为白噪声信号经带通滤波器后通 过功率放大器接到扬声器上，试验的时
11、间要求为100小时。31手机用动圈式受话器n 为确保Speaker声压频响尽量少受 声腔出声孔的面积大小的 影响,声腔出声孔的面积应大于或至少等于Speaker振膜有效面积 的15%,在考虑手机外观的情况下越大越好.前侧的腔体设计原则同 受话器.n 举例: n 13mmLoudSpeaker：声孔总面积约3mm2,前腔高度0.4mm- 1mm,泄漏孔总面积约5mm2,内腔体积约5cm3;n 15mmLoudSpeaker：声孔总面积约3.5mm2,前腔高度0.4mm- 1mm,泄漏孔总面积约5mm2,内腔体积约6cm3;n 16-18mmLoudSpeaker:声孔总面积约4mm2前腔高度0.
12、4mm- 1mm泄漏孔总面积约5mm2内腔体积约7cm353附录三附录三 扬声器扬声器声腔结构设计54附录三附录三 扬声器扬声器声腔结构设计55附录三附录三 扬声器扬声器声腔结构设计56附录三附录三 扬声器扬声器声腔结构设计57附录五附录五 手机受话器手机受话器& &扬声器主要扬声器主要 零部件的分析介绍零部件的分析介绍动圈电声器件结构组成一般分为三部分：振动系统、磁路系统及 辅助系统。 一、振动系统：1、振膜：振膜是动圈电声器件的声辐射元件，是振动系统主要零件。振膜的特性直接 影响电声器件的各种电声参数、音质和耐环境可靠性。振膜的性能主要决定于材料、形状和加工成型工艺。一般要求振膜材料见有如
13、下三 种基本特性： 单位面积的质量要小，即要求材料的密度要小； 振膜的机械强度要高，即材料的扬氏模量E要大； 要有较大的内阻尼。备注：比弹性率E/越大，振膜作活塞振动的频率范围越宽，输出声压级也较高。58振膜的形状有圆形、椭圆形，也有跑道形，这些形状的选择主要取决于结构要求 及外形美的考虑，性能一般没有多少差别。表面设计的各种花纹主要是增加振膜的有 效辐射面积和振膜的刚性。2、音圈：音圈是动圈电声器件力电转换的主要零件之一，是动圈电声器件力声振动系统 的策动源。音圈一般由漆包线绕制而成。线材有铜、铝或铜包铝线。铜线可焊性好，铝线效率高，铜包铝线可兼具两者的优点 。音圈的轴向长度即高度对电声器件
14、的性能有重要影响，因为在电声器件磁路气隙导磁 体表面附近的磁场分布并不是很均匀。音圈的电阻决定了产品的阻抗，阻抗作用是与整机功放输出线路阻抗匹配。一个音圈的设计，通常是以器件的阻抗和音圈的直径为基础，再选择恰当线径的漆包 线，计算出漆包线的总长，根据音圈的高度将这些漆包线分层绕制。附录五附录五 手机受话器手机受话器& &扬声器主要扬声器主要 零部件的分析介绍零部件的分析介绍59附录五附录五 手机受话器手机受话器& &扬声器主要扬声器主要 零部件的分析介绍零部件的分析介绍二、磁路系统：作用：磁路系统提供振动音圈所必需的磁场，与音圈一起组成策动元件。通过电动力 效应，激发振动系统的机械振动，从而向
15、空气中辐射声波。动圈电声器件磁路基本上都是永磁磁路。永磁磁路主要由硬磁材料（磁体）和软磁材料（导磁体）两大类磁性材料组成。磁性材料的磁特性可用磁导率（r、 rm）、磁饱和度、矫顽力、剩磁、磁能积等 参量描述，通常要求软磁材料在最大导磁率（rm）的点上工作，要求硬磁材料在最大 能量点上工作。常用的软磁材料有：电磁铁、电工纯铁、硅钢、铁镍合金、低碳钢等。常用的硬磁材料有：铁氧体、钕铁硼、铝镍钴等。60附录五附录五 手机受话器手机受话器& &扬声器主要扬声器主要 零部件的分析介绍零部件的分析介绍常用永磁材料的特性见下图： 铁氧体磁钢 铝镍钴磁钢 稀士磁钢 61附录五附录五 手机受话器手机受话器& &
16、扬声器主要扬声器主要 零部件的分析介绍零部件的分析介绍、铁氧体永磁材料的特性： 1、Hc大，其矫顽力介于铝镍钴永磁体和稀土永磁体矫顽力间。2、其主要原料为Fe2O3、BaCo3、SiCO3。材料丰富、价格便宜，特别是不含贵重的Ni 、Co等金属，耐氧化耐腐蚀。3、电阻率高=104106ohm/m。4、密度为4.65.1103kg/m3。缺点是剩磁较低、温度系数大、易碎。铁氧体的原料为Fe2O3，碳酸盐类及添加剂（高岭土）经处理后预压，须热粉碎成 一定粒度的粉料，然后将粉料按一定形状，尺寸设计制造的金属模具内压制成形，在 12001400温度下烧结而成。62附录五附录五 手机受话器手机受话器& &扬声器主要扬
