号筒扬声器简述

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所属分类:音箱设计

(1)号筒式扬声器的特点

上面我们介绍的锥形扬声器平板扬声器球顶扬声器都是由振膜直接向周围的空气介质辐射声波,属于直接辐射式扬声器。由于直接辐射式扬声器中振膜产生的声波在离开振膜后迅速向周围空间发散。声压的幅度随声波的传播迅速减弱,因此,在扬声器的振膜附近无法得到很高的声压,这是造成直接辐射式扬声器效率低的主要原因。要提高扬声器的效率,就必须设法延缓声波离开振膜后的衰减速度。号筒式扬声器就是根据这个原理设计制成的。

号筒式扬声器的工作方式与上述三种扬声器不同,它的振膜通过一个号筒向周围空间辐射声波。我们在日常生活中都有这种经验,当我们需要向远方的人喊话时常常将双手合拢后放在嘴边,这样可以使声音集中,使它能沿着某一方向传播得更远。这肘我们的嘴就好比是驱动器,两只合拢围起来的手就起到了号筒的作用,号筒扬声器根据号筒口的形状可分为圆形、方形和矩形三种,圆形和方形号筒口的扬声器具有相同的水平指向性和垂直指向性。矩形号筒扬声器在平行于长边的平面内具有较尖锐的指向性,在平行于短边的平面内具有较宽的指向性。

号筒式扬声器的优点是它的阻抗特性随频率变化不大,具有良好的中高频特性和较高的电声转换效率;且号筒式扬声器在整个工作频率范围内具有比较尖锐的指向性,受频率变化的影响也较小。号筒式扬声器的缺点是工作频带比较窄,低频端的频率失真较大。由于具有上述优点,号筒式高频扬声器在Hi-Fi音响系统中还是得到广泛的应用。

号筒扬声器简述

号筒式扬声器的结构

(2)号筒式扬声器的结构

号筒式扬声器由驱动器和号筒两部分组成。驱动器在原理上是一种将电能转换成机械能的能量转换器,它的振膜与号筒的喉部相联。为了增加驱动器振膜的刚性,使它能很好地与号筒连接、号筒扬声器大多采用球顶形振膜。振膜通常用铝合金、钛合盒或经树脂浸渍处理的布基材料压制成型,并且大多和振膜周围的折环制成一体。号筒是一根截面积逐渐变化的声管,号筒上管径小的一端叫喉口,管径大的一端叫出声口。

号筒的作用是改变振膜的声负载,使振膜和空气负载能很好地匹配。它的另一个作用是用来调节扬声器的指向性。为了获得最有效的声辐射,号筒喉口部分截面的扩展比较缓慢,这样可以防止声波离开振膜后声压骤然降低,号筒出声口的截面通常都较大,防止声波反射回号筒。根据声管截面积变化规律的不同-号筒可分为指数型、双曲线型和抛物线型等几种,其中以指数型号筒使用最为广泛,这些不同型式的号筒扬声器的高频辐射特性没有太大的差别,但在低频辐射特性上却存在明显的差异。驱动器和号筒喉部之间有一个很小的空间,称为气室。当振膜直径较大时,从振膜中心发出的声波与从振膜周围发出的声波传播到号筒喉部时两者的相位会出现差异,使重放频段受到限制。为了消除这种相位干涉,气室中部设计有一个特殊的喉塞。音频电流通过音圈时推动振膜振动,对位于振膜和号筒喉部间的气室产生作用。号筒喉部的截面积通常都小于振膜截面积,因此,当被振膜驱动的空气进入截面积比振膜小的号筒喉部时,造成喉部的空气流速增大,这种情况我们称之为速度转换。振膜辐射出的声波绛过号筒喉部时受到压缩,会使振膜的负载声阻抗增大。通常我们将振膜的声阻抗设计得与振膜本身的力阻抗相近,使它们达到阻抗匹配,由于号筒的截面积按不同的变化规律缓慢增大,声波在号筒内近是呈平面波均匀向外扩散,号筒出声口的声波与振膜共同振动,从而使号筒扬声器能更有效的辐射声波。

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