揚聲器工作原理

1.電動(dòng)式揚聲器結構簡(jiǎn)單、生產(chǎn)容易，而且本身不需要大的空間，導致價(jià)格便宜，可以大量普及。

2.這類(lèi)揚聲器可以做到性能優(yōu)良，在中頻段可以獲得均勻的頻率響應。

3.這類(lèi)揚聲器在不斷改進(jìn)中，幾十年揚聲器發(fā)展史，就是揚聲器設計、工藝、材料不斷改進(jìn)的歷史，也是性能與時(shí)俱進(jìn)的歷史。

電動(dòng)式揚聲器其形狀大多是錐形、球頂形；錐形揚聲器（cone speaker）的結構。

錐形揚聲器的結構可以分為三個(gè)部分：

1>振動(dòng)系統包括振膜、音圈、定心支片、防塵罩等；

2>磁路系統包括導磁上板、導磁柱、導磁下板、磁體等；

3>輔助系統包括盆架、壓邊、接線(xiàn)架、相位塞條。

根據法拉第定律，當載流導體通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)，會(huì )受到一個(gè)電動(dòng)力，其方向符合弗來(lái)明左手定則，力與電流、磁場(chǎng)方向互相垂直，受力大小與電流、導線(xiàn)長(cháng)度、磁通密度成正比。當音圈輸入交變音頻電流時(shí)，音圈受到一個(gè)交變推動(dòng)力產(chǎn)生交變運動(dòng)，帶動(dòng)紙盆振動(dòng)，反復推動(dòng)空氣而發(fā)聲。

使電動(dòng)式揚聲器的振膜發(fā)生振動(dòng)的力，即為磁場(chǎng)對載流導體的作用力，這個(gè)效應我們稱(chēng)它為電動(dòng)式換能器的力效應，其大小由下式規定：

F=B L i

式中：B為磁隙中的磁感應密度（強度），其單位為N/（A.m）牛頓/（安培.米）>又稱(chēng)為特斯拉（T）

L為音圈導線(xiàn)的長(cháng)度，單位：米

i為流經(jīng)音圈的電流，單位：安培

F為磁場(chǎng)對音圈的作用力，單位：牛頓

但是，在通電音圈受力運動(dòng)的同時(shí)，由于會(huì )切割磁隙中的磁力線(xiàn)從而在音圈內產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，這個(gè)效應我們稱(chēng)它為電動(dòng)式換能器的電效應，其感應電動(dòng)勢的大小為：

е=Вiν

式中：v為音圈的振動(dòng)速度，其單位為：米/秒

е為音圈中感應電動(dòng)勢，單位為：伏特

電動(dòng)式揚聲器力效應與電效應是同時(shí)存在、相伴而行的。

其它揚聲器工作原理：

〈一〉磁式揚聲器：亦稱(chēng)“舌簧揚聲器”，其結構如圖4所示，在永磁體兩極之間有一可動(dòng)鐵心的電磁鐵，當電磁鐵的線(xiàn)圈中沒(méi)有電流時(shí)，可動(dòng)鐵心受永磁體兩磁極相等級吸引力的吸引，在中央保持靜止；當線(xiàn)圈中有電流流過(guò)時(shí)，可動(dòng)鐵心被磁化，而成為一條形磁體。隨著(zhù)電流方向的變化，條形磁體的極性也相應變化，使可動(dòng)鐵心繞支點(diǎn)作旋轉運動(dòng)，可動(dòng)鐵心的振動(dòng)由懸臂傳到振膜（紙盆）推動(dòng)空氣熱振動(dòng)。

〈二〉靜電揚聲器：它是利用加到電容器極板上的靜電力而工作的揚聲器，就其結構看，因正負極相向而成電容器狀，所以又稱(chēng)為電容揚聲器。如圖所示，有兩塊厚而硬的材料作為固定極板，極板上有此可以透過(guò)聲音，中間一片極板則用薄而輕的材料作振膜（如鋁膜）。將振膜周?chē)潭?、拉緊而與固定極保持相當距離，即使在大振膜上，亦不致與固定極相碰。

在兩電極間原有一直流電壓（稱(chēng)之為偏壓）。若在兩電極間加由放大器輸出的音頻電壓，與原來(lái)的輸出電壓相重疊，形成交變的脈動(dòng)電壓，這個(gè)脈動(dòng)電壓產(chǎn)生于兩極間隙吸引力的強弱變化，而振膜因此振動(dòng)而發(fā)聲。

靜電揚聲器的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)振膜同相振動(dòng)，振膜輕，失真小，可以重放極為清脆的聲音，有很好的解析力、細節清楚、聲音逼真。它的缺點(diǎn)是效率低，需要高壓直流電源，容易吸塵，振膜加大失真亦會(huì )加大，不適合聽(tīng)搖滾、重金屬音樂(lè )，價(jià)格相對貴一些。

〈三〉壓電揚聲器：利用壓電材料的逆壓電效應而工作的揚聲器稱(chēng)為壓電揚聲器。電介質(zhì)（如石英、酒石酸鉀鈉等晶體）在壓力作用下發(fā)生極化使兩端表面間出現電勢差的現象，稱(chēng)之為“壓電效應”。它的逆效應，即置于電場(chǎng)中的電介質(zhì)會(huì )發(fā)生彈性形變，稱(chēng)為“逆壓電效應”或“電致伸縮”。

壓電揚聲器同電動(dòng)式揚聲器相比不需要磁路，和靜電揚聲器相比不需要偏壓，結構簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是失真大而且工作不穩定。

〈四〉離子揚聲器：在一般的狀態(tài)下，空氣的分子量中性的、不帶電。但經(jīng)過(guò)高壓放電后就成為帶電的粒子，這種現象稱(chēng)游離化。把游離化的空氣利用音頻電壓振動(dòng)，則產(chǎn)生聲波，這就是離子揚聲器的原理。

為了離子化，就要加20MHz的高頻電壓，而在其上重疊音頻信號壓電?？梢?jiàn)，離子揚聲器由高頻振蕩部分，音頻信號調制部分，放電腔及號筒組成。

放電腔采用將直徑8mm的石英棒在中心開(kāi)孔，開(kāi)成石英管，將一個(gè)電極插入其中，另一個(gè)電極所示，呈圓筒形套在石英管外面，由于采用無(wú)聲放電形式，只有中心的針頭電極有損耗，可以定期更換中心電極。離子揚聲器與其他揚聲器不同之處在于沒(méi)有振膜，所以瞬態(tài)特性和高頻特性都很好，但結構太復雜。

〈五〉火焰揚聲器：當空氣和煤氣燃燒的火焰通過(guò)電極，電極加有直流電壓和高頻信號，火焰受音頻信號調制而發(fā)聲?；鹧鎺缀鯚o(wú)質(zhì)量，聲音動(dòng)態(tài)極好。但它有致命的缺點(diǎn)：不安全，不方便。

〈六〉氣流調制揚聲器：又稱(chēng)氣流揚聲器。它是利用壓縮空氣作能源，利用音頻電流調制氣流發(fā)聲的揚聲器。它由氣室、調制閥門(mén)、號筒和磁路組成。壓縮空氣氣流由氣室經(jīng)過(guò)閥門(mén)里，受外加音頻信號調制，使氣流的波動(dòng)按照外加音頻信號而變化，同時(shí)被調制的氣流經(jīng)號筒耦合，以提高系統的效率。它主要用做高強度噪聲環(huán)境試驗的聲源或遠距離廣播等。

〈七〉磁致失真揚聲器。這是一種特殊的強磁體，它能在磁場(chǎng)作用下振動(dòng)發(fā)聲。