音响知识:扬声器是怎么发出声音的?

    时间:2020/3/13 15:04:36 - 浏览次数:

 

我们已经知道声音信号是音乐声波进入电信号的波形,只要信号的波形也促进了空气,就可以使音乐发出声音。音响系统中承担将电信号转换为声音的器材的是“扬声器”,一般称为“扬声器”。目前,人类科学技术将电能转化为声波,最主流的技术是“电磁”方式,目前市面上销售的扬声器也主要由电磁原理设计制作而成。

 


完整的扬声器包括三个块:单个扬声器、分频网络和扬声器。我们按类别讨论。首先,单个喇叭,基本上颠倒了麦克风的操作原理,并且当向磁系统音圈的线圈输入电信号时,线圈根据信号磁性地改变,并且音圈在磁系统中以声音的波形操作。然后然后推动喇叭单体的声膜或声盆来推动空气产生声波,从而发出声音。

 


音响知识:扬声器是怎么发出声音的?
确实并不困难,但尽量使电信号与原来的波形、响应等低失真相匹配是另一回事。音频范围从低频(20Hz)到高频(18kHz)超过10个八度的音程,单个扬声器单独复盖该音频范围在音量上有结构上的限制。但是现在全音域单体的技术已经成熟,性能好的全音域单体已经多次上市。

 


音响知识:扬声器是怎么发出声音的?
当然,要构筑大音量且高带宽的扩音系统,需要将不同的音域配置在不同特性的单体中。例如,低频(300Hz以下)发音为低音单体,中间区域(300Hz-2500Hz)发音为中音单体,高频(2500Hz以上)发音为高音单体,合成为完全的音域。由于低频需要推进大量空气,因此需要最大振动板/音盆的中频区域需要推进的空气量较少,滤杯口径和单体尺寸更小,轻的高频区域只需推进最小限度的空气,所以高频单体与振动板体型最轻。

 


音响知识:扬声器是怎么发出声音的?
基本上,单体的音盆/振动板的口径越大,质量越重,能够使越多的空气运动,但由于还具有更大的惯性,因此反应的速度降低,因此适合更低的频率,相反,单体的振动板的口径越小,质量越轻,具备更快的反应速度,能够产生更高的频率因此,市面上稍微有音量的扬声器,综合多个音路和多个单体发音。

 


当然,这样的话,必须将放大机的电信号分为高低音路和中音路,也就是所谓的“分频”。一般而言,扩音系统的分频方式有两种方法,最主流的方式是在无源分频网络中将放大器的信号分成频率范围不同的声路。无源分频网络通过由无源电感、电容和电阻构成的“滤波器”,对该音路的音域范围以外的频带进行滤波,只能通过所需的频带。因此,扬声器有几个音路,有几个滤波器网络,构成分频网络,驱动各自负责不同音域的单体。

 


音响知识:扬声器是怎么发出声音的?
另一种方法是“电子分音”,在信号从前级输出的阶段发送到电子分音器,分成所需频带的各音域,但采用了主动的电子分音电路,通常比无源分音网络的分频效果好。但是,由于分频后的不同声路需要不同的放大器来推进各个声路的单独,因此通常在扩音系统的成本大幅增加的情况下,在相对大型的扩音系统中采用电子分音。

 


最后,这些不同的音路的单体自不必说,必须成为一系列的完整的扩音系统,但需要进一步考虑的是,单体的前后的振动是驱动空气的声音,其前后的声音是“反相”,如果不进一步处理的话,在听觉空间中会产生相互抵消的效果,因此,“装箱”是单体的后方一般来说,每个单体都有独立的空间,如果中高音的单体体积小,则在单体出厂时进行密封的背腔预处理。

 


音响知识:扬声器是怎么发出声音的?
扬声器扬声器是以口径大的中音和低音的单体为中心设计的。目前扬声器的设计主要有两种方法:闭合式和开放式、开放式主流是低音反射,即扬声器的低音腔容量和反射导管的口径和长度的计算,并对单体的低频特性进行调节,以提高低频性能。但是,密闭式扬声器容积仍须通过考虑单体特性的计算,以便在低频下达到最低频率的延伸。

 


但是,开放的扬声器不仅有低音反射的设计,还有双单元的Isobarik形式和传输线路(将扬声器内部形成为生长管的形状来延长低频)等多种方式。为了避免共振的影响,扬声器的材质和结构也多采用强化结构的设计,最主流的材质是所谓的“中密度纤维片”(MDF),这种材料价格便宜,加工容易,效果理想,有很多特性。当然,也有一些演讲者使用金属或特殊材料来设计/制作音箱,以达到更好的性能和效果。

 

 

以上是典型扬声器的构成要素,当然技术上其他不同的设计脱离上述范畴,例如"等离子体/离子高音"式通过放电驱动空气的"静电扬声器"使用电极/电场驱动膜来推进空气的发音,完全没有扬声器结构。将电能转化为声能的确还有很多方法,但现有技术最成熟也是最主流的做法,仍然是以电磁系统为原理的传统单体,与扬声器结构相集成的传统扬声器。

 

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