扬声器（Speaker）知识详解

扬声器是一种将 电信号转换为声音 的电声换能器件，广泛应用于音响系统、电视、手机、汽车音响等设备中。以下是扬声器的知识介绍：

一、扬声器的基本结构

扬声器主要由以下部分组成：

1. 振膜（Diaphragm）

   • 材质：纸盆、塑料、金属（铝、钛）、复合材料（凯夫拉、碳纤维）。

   • 作用：振动产生声波，直接影响音质。

2. 音圈（Voice Coil）

   • 材质：铜或铝导线绕制在骨架上。

   • 作用：通电后产生磁场，与永磁体相互作用驱动振膜振动。

3. 磁路系统（Magnetic Circuit）

   • 包括永磁体（钕磁铁、铁氧体）、导磁板（T铁、华司）。

   • 作用：提供稳定磁场，使音圈受力运动。

4. 悬边（Surround）和弹波（Spider）

   • 悬边：连接振膜与盆架，保证线性运动（材质：橡胶、泡沫）。

   • 弹波：固定音圈位置，提供回复力（材质：布基、树脂）。

5. 盆架（Basket）

   • 材质：金属（铝合金）或塑料。

   • 作用：支撑所有组件，确保结构稳定。

二、扬声器的工作原理

1. 电信号输入：音频电流通过音圈。

2. 磁场作用：音圈在永磁体磁场中受洛伦兹力（F = BIL），产生往复运动。

3. 振膜振动：音圈带动振膜前后振动，压缩空气形成声波。

4. 声波传播：振膜振动频率与音频信号一致，还原声音。

关键公式：

• 力的大小：F=B?I?LF=B?I?L （B为磁感应强度，I为电流，L为导线长度）。

• 谐振频率：fs=12πMCfs=2πMC（M为振动系统质量，C为顺性）。

三、扬声器的分类

1. 按换能原理分类

2. 按频率范围分类

3. 按用途分类

• 家用扬声器：注重音质平衡（如书架音箱）。

• 音响：大功率、高灵敏度（如舞台音箱）。

• 汽车扬声器：抗震设计，阻抗匹配（4Ω或2Ω）。

• 耳机单元：微型化动圈/动铁结构。

四、关键性能参数

五、扬声器的应用场景

1. 家庭影音：Hi-Fi音箱、Soundbar、电视扬声器。

2. 音响：演唱会、会议系统、影院扩声。

3. 车载音响：车门扬声器、低音炮。

4. 消费电子：手机扬声器、蓝牙音箱、耳机。

5. 公共广播：广场、车站的背景音乐系统。

六、扬声器的优缺点

优点

• 动圈式：成本低、可靠性高、频响范围广。

• 静电式：瞬态响应快、失真极低。

缺点

• 动圈式：高频细节不如静电式。

• 静电式：需高压供电，低频不足。

七、选型指南

1. 匹配功率：扬声器RMS功率 ≥ 功放输出功率的50%~80%。

2. 阻抗匹配：4Ω扬声器配4Ω功放（避免8Ω功放推4Ω喇叭导致过热）。

3. 灵敏度选择：

   • 小功率功放选高灵敏度（>90dB）。

   • 大功率系统可选低灵敏度（85~89dB）。

八、常见问题

1. 扬声器为什么会有“破音”？

• 音圈擦圈、振膜变形、功率超载导致失真。

2. 如何延长扬声器寿命？

• 避免长时间满功率工作，防潮，定期清理灰尘。

3. 扬声器与麦克风有什么区别？

• 扬声器：电→声；麦克风：声→电（原理可逆，但设计不同）。