扬声器(低音喇叭)失真的种类及产生的原因

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所属分类:音箱设计

扬声器失真的种类及产生的原因

1. 谐波失真

由于扬声器机械振动系统和磁路系统的非线性,输入f1信号,输出2f1, 3f1,4 f1……称谐波失真.

扬声器(低音喇叭)失真的种类及产生的原因

锥形纸盆扬声器结构

2. 互调失真

输入基频f1,f2……(至少二个)的正弦信号,输出各种和差频信号,甚至pf1+qf2(p,q为正负整数),称互调制失真.

  • 如f1 = 391.995, f2 = 587.330(小提琴的二根最低空弦音,?组成的五段和谐音是很和谐的),由于非线性,出现
    f2+ f1 = 979.325       A
    f2-f1 = 195.335         B
    f2+2 f1 = 1371.320   C

其中B: 195.335与g =195.998接近,听上去和谐,而C:1371.320介于E3 =1318.512, f3 = 1396.912之间,与两者相差半度,很不和谐.

3. 调制失真

低频大幅度信f1与高频小信号f2(f2 > 8f1),电压幅度比为4)  组成的互调失真.

如f1 = 261.626  [C1], f2:2637.024 [E4]

由于调制失真,产生f2±f1 = 2375(2899),   f2±2 f1 = 3160(2114) 的成分,这些频率最接近的乐音分别是C4 2093,  d4 2349,   f4 2794,  g4 3135,可见新生的四个频率会明显改变原和声效果.成为不和谐音,等于多了四个非标准音,结果嘈杂刺耳.

4. 分谐波失真与异常声

给扬声器加上纯音后,由于膜的非线性会在中低声频段产生信号频率1/2或1/3的模糊声音,叫分谐波失真。这是因振膜的振动跟不上音圈的振动,驱动力历经两个周期振膜仅运动一个周期出现1/2谐波.

另外,当给扬声器纯音时,某一频率听到与谐波无关的模糊噪声,原因为振膜与引线,音圈与振膜连接不良,磁隙中有灰尘,盆架振动,音圈打底等.

5. 瞬态失真

扬声器的瞬态特性指其对猝发信号的跟随及“停顿”的能力,如快速击鼓时,扬声器能迅速地“跟上“鼓点.清晰地而不是模糊地响应出来,且能及时“停顿”。

瞬态特性有前沿,后沿之分,输入一矩形波.若输出也是矩形,前后陡直,称瞬时特性好,失真小,如金属振膜硬球顶扬声器,前沿好,后沿差,而软球顶则相反.

6. 失真原因及减小途径

驱动力的变化引起的失真

驱动力F = BLI,由于磁场分布的不均匀性,必然引起F变化,为此采用短音圈设计使其始终在匀强磁场内运动,B为常量.或采用长音圈法,加强音圈与磁场的卯合,现多用长音圈法.

① 支撑系统(空心支柱与折环支承)的力与位移不成线性关系产生失真的重要原因.

② 不对称性也是重要原因.

③ 磁场不均匀是在大振幅情况下引起的,常发生在低声频范围,大口径在小振幅下即可重放低音,而减小失真,而小口径必须加大振幅才能重放低音,失真就大.

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