杨声器放音与基本参数的关系

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杨声器放音与基本参数的关系

    人耳能听到的声音频率范围是20—20kHz,并对2k~6kHz之间的声音特别敏感,一般要求扬声器有比较平坦的频率特性曲线,单个扬声器很难做到在这个频率范围内全频带发声,所以市售的扬声器分为低、中、高音扬声器,如某高音扬声器的有效频率为5k~18kHz。扬声器具有指向性,如果声波波长小于扬声器振膜的表面伸缩量,就会在参考轴上出现声能聚束现象,如要产生8kHz以上的声音,振膜直径必须小于4.2厘米。另一方面扩大振膜面积能大幅度提高声功率。因此,电动低音扬声器的特点是振膜面积较大,高音扬声器的特点是振膜面积较小。如果音频传输网络中有非线性元件就会产生原始声中没有的谐音。并且要求高、中、低音扬声器的声中心不能放在一个声平面上,因各个扬声器的声音到达听者的位置所经过的路程各不相同,这样会产生相位失真。所以很少看到把多个扬声器水平安装的,通常用的分频器也会产生相位失真,所以,多个扬声器的系统虽然功率增大了,频带增宽了,但要把音质做好还是较难的。解决这些难题就会造就名牌。

    
    扬声器辐射声波如同水波一样会产生衍射和干涉,扬声器箱子的棱角及和声波波长相近的物体都能产生衍射,通常在扬声器箱体外敷以吸声材料防止衍射发生。同时要求房间墙壁吸声或散射较好。房间也不能太空旷。人在一个空的新房间内会感受到回声特别长。当多个扬声器同时发出同频率的声波时,会产生干涉,为了减小水平方向的干涉。常把多个扬声器垂直安装在音箱中,并且各扬声器相距越近越好。扬声器额定功率是指向扬声器输入的对其寿命无损的最佳允许的持续功率。扬声器额定功率是一个重要指标,同一个扬声器安装在扬声器箱中比其不安装时承受的功率要大,有些厂家也用峰值功率作标称功率进行宣传,这样一来同一产品的标称可相差十倍以上,如某厂家生产的小型收录机,其电源变压器只能供给十几瓦电能,而产品却标上了100多瓦功率,这明显不够准确。把扬声器装在扬声器箱中可提高其辐射阻抗,辐射阻抗越大。声辐射效率越高,辐射的功率越大,对人耳的声压也越大。声压强度一般由声振动引起的脉动压力表示。单位是微巴(1微巴=0.1牛顿/米2)。电动式扬声器是当前主流产品,下面对其结构作简要说明。
   
    电动式低、中音扬声器由盆架、纸质或塑料锥形振膜(包括折环和防尖罩)、音圈、定心片、产生磁路的碗形永磁铁等组成。如图1所示。扬声器的振膜同其质量、恢复力和摩擦力构成的系统有一个固有(共振)频率(ωo=(根号D/m)弹性劲度D,质量m)。在固有频率以下,声功率随频率的4次方下降,因此在共振频率以下实际上没有声辐射。在固有频率以上声功率与频率无关。
   
    如图2所示的是扬声器的特性曲线:其中3区是扬声器的有效工作区,输出与频率无关;2区较窄是共振区:1区输出的声功率按12分贝/倍频程下降;4区由于声集束。随频率升高输出的声功率按12分贝/倍频程下降。1区和4区可认为没有声功率输出。
   
    低频扬声器的辐射功率为:


    
    其中V为振膜振速有效值,A为振膜有效面积,ω为角速度,ρ为空气密度,C为空气中的声速。分析可知提高低音扬声器功率的办法主要是扩大振膜面积。当前有些
产品采用传输线式扬声器箱(实际上是一端安装了扬声器的长筒)来增加低音,有部分产品使低音放大太多,有人比较喜爱,其实这样容易造成频率特性不规则。从扬声器折环上看。折环很软的低音扬声器适合安装在小型封闭式扬声器箱中,通过箱体的气垫作用。增加声阻、减小位移和失真。扬声器是发声的主要工具,声音和图像是人类研究的永恒话题,看起来扬声器很简单,实际上值得我们深入研究。

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