揚聲器分析圖解（揚聲器喇叭的原理與檢測）

2023-05-06 11:10:44

揚聲器俗稱喇叭，是一種十分常用的電聲換能器件，是音響、電視機、收音機、放音機、複讀機等電子產品中的主要器件。常見的揚聲器實物外形和電路符號如下圖所示，在電路中常用字母「B」或「BL」表示。

1．揚聲器的分類

揚聲器按換能機理和結構可分為動圈式（電動式）、電容式（靜電式）、壓電式（晶體或陶瓷）、電磁式（壓簧式）、電離子式和氣動式等，其中電動式揚聲器具有電聲性能好、結構牢固、成本低等優點，應用最廣泛；按聲輻射材料可分為紙盆式、號筒式、膜片式揚聲器；按紙盆形狀可分為圓形、橢圓形、雙紙盆和橡皮折環揚聲器；按工作頻率可分為低音、中音、高音揚聲器；按音圈阻抗分為低阻抗和高阻抗揚聲器；按效果可分為直輻和環境聲揚聲器等。

2．揚聲器的構成

揚聲器由紙盆、磁鐵（外磁鐵或內磁鐵）、鐵芯、線圈、支架、防塵罩等構成，如下圖所示。

3．電動式揚聲器的工作原理

當處於磁場中的音圈（線圈）有音頻電流通過時，就產生隨音頻電流變化的磁場，這一磁場和永久磁鐵的磁場發生相互作用，使音圈沿著軸向振動，帶動紙盆使周圍大面積的空氣發生相應的振動，從而將機械能轉換為聲能，發出悅耳的聲音。

4．揚聲器的主要性能指標

（1）標稱功率

標稱功率也叫額定功率、不失真功率。它是指揚聲器在額定不失真範圍內允許的最大輸入功率，在揚聲器的商標、技術說明書上標註的功率值就是標稱功率值。

（2）最大功率

最大功率是指揚聲器在某一瞬間所能承受的峰值功率。為保證揚聲器工作的可靠性，要求揚聲器的最大功率為標稱功率的2～3 倍。

（3）額定阻抗

揚聲器的阻抗一般和頻率有關。額定阻抗是指音頻為400Hz 時，從揚聲器輸入端測得的阻抗值。它一般是音圈直流電阻的1.2～1.5 倍。一般動圈式揚聲器阻抗有4Ω、8Ω、16Ω、32Ω等多種。

（4）頻率響應

當揚聲器的音圈輸入了相同電壓但頻率不同的音頻信號後，就會產生變化的聲壓。一般情況下，中音頻信號產生的聲壓較大，而低音頻、高音頻信號產生的聲壓較小。當聲壓下降為中音頻信號的某一數值時的高、低音頻率範圍，就是揚聲器的頻率響應特性，也就是頻率響應範圍。理想揚聲器的頻率特性應為 20～20kHz，這樣就能把全部音頻信號均勻地重放出來，然而一隻揚聲器是不可能實現這樣的功能的。每一隻揚聲器只能較好地重放音頻信號的某一部分。

（5）失真

揚聲器的失真有頻率失真和非線性失真兩種。其中，頻率失真是由於對某些頻率的信號放音較強，而對另一些頻率的信號放音較弱造成的。失真破壞了原來高低音響度的比例，改變了原聲音色。而非線性失真是由於揚聲器振動系統的振動和信號的波動不能完全一致，在輸出的聲波中增加了一新的頻率成分。

（6）指向性

指向性用來表徵揚聲器在空間各方向輻射的聲壓分布特性，頻率越高指向性越差，紙盆越大指向性越強。

5．揚聲器的檢測

（1）好壞的判斷

如下圖所示，將萬用表置於「R × 1」擋，用紅表筆接音圈（線圈）的一個接線端子，用黑表筆點擊另一個接線端子，若揚聲器能夠發出「咔咔」的聲音，說明揚聲器正常；否則說明揚聲器的音圈或引線開路。

方法與技巧：若手頭沒有萬用表，也可以利用一節5號電池和一根導線對揚聲器的音圈是否正常進行判斷。方法是將電池的負極與音圈的一個接線端子相接，電池正極接導線的一端，用導線的另一端點擊音圈的另一個接線端子，正常時揚聲器也能發出「咔咔」的聲音。

（2）阻抗的估測

揚聲器鐵芯的背面通常有一個直接列印或貼上去的銘牌，該銘牌上一般都標有阻抗的大小，若銘牌脫落導致無法識別它的阻抗時，則需要使用萬用表進行判別。將萬用表置於「R × 1」擋，調零後，測量線圈的電阻，阻值為6.1Ω，將該值乘以1.3 得到的數值為7.93Ω，說明被測揚聲器的阻抗為8Ω。

（3）極性的判斷

揚聲器必須要按正確的極性連接，否則會因相位失真而影響音質。大部分揚聲器在背面的接線支架上通過標註「 」、「−」的符號標出兩根引線的正、負極性，而有的揚聲器並未標註，為此需要對此類揚聲器的極性進行判別。採用的判別方法主要有電池檢測法和萬用表檢測法兩種。

提示；同一個廠家生產的揚聲器背面引線架上標註的正、負極性基本是一致的。

方法與技巧：利用電池判別揚聲器的極性時，將一節 5 號電池的正、負極通過引線點擊揚聲器音圈的兩個接線端子，點擊的瞬間及時觀察揚聲器的紙盆振動方向。若紙盆向上振動，說明電池正極接的接線端子是音圈的正極，電池負極接的接線端子是音圈的負極。反之，若紙盆向下（靠近磁鐵的方向）振動，說明電池的負極接的引腳是揚聲器的正極。利用萬用表判別揚聲器的極性時，將它置於「R × 1」擋，用兩個表筆分別點擊揚聲器音圈的兩個接線端子，在點擊的瞬間及時觀察揚聲器的紙盆振動方向。若紙盆向上振動，說明黑表筆接的端子是音圈的正極；若紙盆向下振動，說明黑表筆接的端子是揚聲器音圈的負極。另外，也可以採用萬用表電流擋判別揚聲器的極性，但沒有上述兩種方法簡單、準確。