《电声器件知识简介》ppt课件

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1、1,电声器件知识简介,（移动通信用受话器&扬声器）,2,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,3,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,4,声学基础特性（音频）,1、声压：

2、 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。,5,4、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

3、 ，称为听阀 一般交谈为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。,6,6、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

4、加一倍，声压级增加3 dB,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 dB,7,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

5、语言通信，频带窄（3003400Hz), 强调语言 的清晰度，可懂度。,8,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。,9,电声器件原理与使用特性,电

6、动式受话器&扬声器不是将电能直接变换成声能，而是利用载流导体（由音频电流馈电的音圈）在永久磁体的磁场之间的相互作用，使音圈振动而带动振膜振动。其能量变换方式是电能机械能声能。 电动式受话器&扬声器的发声原理基于其力效应（安培定律）和电效应（电磁感应定律），其中的道理可简述如下：音圈在磁场中的受力情况如左图示。,10,电声器件原理与使用特性,11,电声器件原理与使用特性,一旦音圈受力运动，就会切割磁隙中的磁力线，从而在音圈内产生感应电动势，这个效应称为电动式受话器的电效应，其感应电动势的大小为 e=BL 式中：e为音圈中的感应电动势，V； 为音圈的振动速度，m/s。 电动式受话器&扬声器的力效应

7、和电效应总是同时存在，相伴而生的。 随着电流强度和方向的变化，音圈就在磁隙中来回振动，其振动周期等于输入电流的周期，而振动的幅度，则正比于各瞬间作用电流的强弱。受话器的振膜与音圈粘连在一起，故音圈带动振膜往返振动，从而向周围媒质(空气)辐身声波，实现电能机械能声能的转换。,12,受话器产品简介,手机受话器性能特点,1 . 在压力场条件下使用，使用时直接贴在人耳上， 其声负载是人耳； 2. 频响范围只覆盖语言频段（3003400Hz); 3. 频响平坦光滑，单体测试时通常为高低曲线形状， 经泄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。,13,受话器产品简介,动圈式手机受

8、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,14,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）,15,受话器产品简介,手机用双功能（受话器&扬声器）的基本结构,振膜（R）,振膜（S）,主体,调音纸,引线,前盖（R）,前盖（S）,胶圈,音圈(R),防尘网胶圈,磁体,前盖（R）,导磁材料,音圈(S),16,受话器产品简介,双功能 手机受话器&扬声器效果图,胶圈（S）,胶圈（R）,阻尼材料,导磁材料（金属支架）,磁体,导磁材料,音圈,振膜,支架辅助材料,塑胶

9、支架,输出端子（弹簧）,17,动圈式受话器的主要参数,主要技术指标如下：,交流阻抗 z=R2+(j l)2 对动圈式电声器件讲，其交流阻抗接近直流电阻，随频率变化很小.,一般Z1.1R,z-交流阻抗 R-直流电阻 L-线圈电感 -圆周频率,18,动圈式受话器的主要参数,灵敏度 标志着电声转换能力的大小，一般以1KHz的频率点来表示。 Lp=20lg(P/Po) 单位为dB 定义为当施加于受话器一定电功率（或电压）时，受话器所产生的耦合于仿真耳中的声压值。,测试时受话器上应施加4至5N的力，使受话器与仿真耳之间无声泄露,模拟人耳的标准化设备来替代真实的人耳，常用的有IEC318仿真耳，NBS-P

10、A仿真耳及布郎耳等。不同的仿真耳测得的受话器灵敏度是不一样的。,19,动圈式受话器的主要参数,频率响应 灵敏度对频率的依赖关系，一般用曲线表示。,原则： 要求曲线平坦，低频、 高频均不可过高。 若低频低，则声音不发闷； 若高频低，则可降低刺声。,20,动圈式受话器的主要参数,H.A.C（Hear Aid Competence）助听功能 功率负荷：,为通电线圈在额定电压或声压下对外部产生的磁场感应强度，参考基准为 0dB=1A/M,30mW白噪声24h无损坏,21,扬声器产品简介,手机用扬声器性能特点,1. 大功率、微型化、高可靠； 2. 使用时朝开阔空间或室内发声; 3. 频响范围主要覆盖手机

11、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。,22,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,PCB板,23,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。,一般为扬声器额定功率对应的电压,24,动圈式扬声器的主要参

12、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%）。,25,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 电流通常选用 50mA10%， 测量原理图如右,K,26,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

13、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0,27,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）。,28,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 ）,29,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

14、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：,30,动圈式扬声器的主要参数,六、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。,31,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

15、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，试验的时间要求为100小时。,32,手机用动圈式受话器&扬声器主要原材料组成,磁体： 有铁氧体、钕铁硼、铝镍钴等 导磁材料： 08F 冷轧钢板 振膜： PET PEN PEI PI等 塑胶主体： ABS PC PBT等 音圈： 自粘直焊漆包线绕制； 阻尼材料：无纺布、海绵、丝网等 输出端子： PCB、焊片、弹簧、端子引线等 其它附件： 胶圈、商标等,33,手机用动圈式受话器&扬声器可靠性试验项目,1.高温： +6530C 96 h 2.低温： -2030C

16、 96 h 3.湿热： 温度400C，相对湿度90% 96 h 4.温度循环冲击：,34,手机用动圈式受话器&扬声器可靠性试验项目,5.机械冲击： 6.机械振动：,方法1：将受话器&扬声器裸体从1.2m高度自由跌落至 5mm厚的木板上。 方法2：将受话器&扬声器安装在手柄或默认的装置内从 1.5m高度跌落至水泥地面上。,对特殊要求产品进行此项试验。,35,手机用动圈式受话器&扬声器生产工艺流程,36,通信用受话器&扬声器的发展趋势,普通电话用受话器，大口径38mm左右的，扬声器36mm以上,无绳电话用受话器&扬声器，口径2028MM左右的，薄型,高频无绳电话用受话器&扬声器，口径15mm20mm左右的,移动通信用受话器&扬声器，口径10mm15mm，受话器通常为高低曲线泄漏频响,移动通信用多功能器件