扬声器及其系统分析

发表时间:2021/4/26   来源:《科学与技术》2021年第3期   作者:丘向荣 麦丹
[导读] 扬声器作为日常生活中较为常用的电子设备
        丘向荣  麦丹
        广东省梅州市质量计量监督检测所  广东 梅州 514000
        摘要:扬声器作为日常生活中较为常用的电子设备,经过研究发现,扬声器质量的好坏与内部电路系统设计以及材料选择有重要关系。因此在实际生产生活中管理人员要明确扬声器的工作原理,立足于扬声器的发展过程,对扬声器的电路进行分析,借助多种仪器分析不断优化扬声器的工作指标,提高扬声器的播放质量。基于此,本文将主要论述扬声器及其系统分析。
        关键词: 扬声器;系统分析
        引言:扬声器作为一种常用的电声转化器件,一般用于发生的电气电子设备中,扬声器能够通过内在的电流,将电信号转化为声信号。扬声器作为音响设备中一个最为核心的部件,对于整体音效至关重要。但目前市场上扬声器系统种类繁多,价格差,跨度较大,因此研究人员应该明确扬声器及其系统综合考量扬声器的播放特点,尽量选择合理的扬声系统,以实现最佳的音量效果。
一、扬声器及其系统概述
        扬声器按照位置不同可以分为内置扬声器和外置扬声器,按照用途不同可以非为家用扬声器、车载扬声器等不同类型,按照驱动方式可以分为电动式、压电式、离子式等。扬声器作为小型电机,在工作电压一般不超过30V。大多扬声器都是双单元二分频设计。其中一个较体积小的扬声器负责输出高音,因而一个体积较大的扬声器负责输入低音,双频扬声器的设计特点能够满足多元化的音频条件。一般扬声器系统中主要包括音圈、纸盆、折环、定心支片等基础构造。
(1)音圈
        音圈作为扬声器的主要驱动单元,以极细的导线进行连接,音圈一般匝数高达十几圈也称为线圈。音圈放置在磁间隙中,当声音信号流入音圈时,声音信号以不同的方式频率、振幅进行震动,音圈震动引起不规则的电磁感应,将声信号转为电信号。
(2)纸盆
        纸盆作为扬声器中的主要支撑设备,纸盆一般由天然材料或者是人造纤维材料构成。天然材料主要包括羊毛、娟丝等待,天然材料造价较高,使用体验感较为舒适。人造材料大多以人造丝、玻璃纤维主,其造价较为低廉,在选择扬声器材料时,要保证整体自重较轻,能够有效抵抗外界温度、湿度等条件的变化,保持整体扬声器系统的稳定性。
(3)折环
        折环能够确保纸盆按照规定的方向运动,有效限制其不规则运动,同时能够有效抵抗空气流动。对于纸盆和音圈起到保护和固定作用,一般常用材料包括塑料,天然橡胶等,其性质稳定,能够有效延长扬声器系统的使用寿命。
(4)定心支片
        定心支片在扬声器系统中起到重要的支撑保护作用,它能够保证扬声器各个子系统的中心位于同一水平线上,同时有效避免内部子系统的横向移动。此外,定心支片自带一定的防尘罩,能够有效减少灰尘落入,提高扬声器的工作效果。
二、扬声器及其系统分析中存在的问题
        扬声器在日常中的工作环境较为复杂,自然环境较差,信号不稳定,电磁环境复杂,受到环境干扰,很容易出现数据传输不及时等一些问题,导致数据质量较差。在扬声器系统数据分析时,无法对扬声器的状态做出准确的预测。系统管理困难是扬声器必然存在的一种缺陷。此外,部分管理人员对扬声器的认知较差,管理思想方式仍然因循守旧。
三、扬声器及其系统分析
(一)整合多种参数指标
        扬声器在工作中主要的性能指标包括额定功率、灵敏度、标准以及失真度等不同层面的参数。管理人员在扬声器管理过程中用应该综合多种参数进行考虑,以保证扬声器系统的稳定性和安全性。


(1)额定功率
        功率作为扬声器系统工作的基本参数。扬声器的功率可以分为标准功率和最大功率。标准功率又称为额定功率,是扬声器能在长期稳定工作的条件下可以允许通过的功率,而最大功率是指扬声器在某一时刻内可承受的最大峰值,一旦超过这一峰值,扬声器系统会出现故障,经过大量经验公式表明,最大功率为额定功率的2.5倍左右。
(2)响应频率
        扬声器作为将电信号转化为声音信号的电子设备,扬声器外加不同频率的音频信号时,其内部产生的声音压力也会发生变化。一般理想的扬声器频率在20~20000赫兹左右,全域的扬声器能够实现对声音信息的全复刻。但在实际应用过程中,由于特性频率对扬声器自身构造要求较高,因此相应管理人员应该明确主要的音频范围,合理选择扬声器种类。
(3)失真
        失真作为扬声器在播放过程中常见问题,一般失真问题可以分为频率失真和非线性失真。频率失真主要是扬声器对于某些特定的频率信号放音比较强,而对另一些非特定的频率放音较弱,整体音轨不平衡,破坏了原来的音响度的比例,严重影响整体的声音质感。而非线性失真主要是由于扬声器内部的振动系统存在一定问题,振动信号和波动不一致,在播放过程中可能出现杂音,严重影响了整体音频播放的质感。
(4)灵敏度
        灵敏度表示扬声器转对电声转化效率高低的特征值。通过提高扬声器的灵敏度,可以有效提高扬声器的音质,但灵敏度并非越高越好,若灵敏度过高,扬声器很容易接受到外来的谐波干扰,严重影响扬声器的使用体验。据研究,在一定条件下,灵敏度与声压成正比,在额定电压范围内电压越大扬声器的灵敏度越高,其输出音质也越好。因此,设计人员要合理添加外接电压,有效提高扬声器系统的整体质量。
        例如,设计人员要在原有电路的基础上,将单一的串联电路、并联电路改成串并混联多级放大电路,并在扬声器表面放置一个按钮,通过输入输出可以直接进行切换,从而达到对于电压的动态调节,以直接耦合的方式进行多级调节,保证音质的稳定性和快速性。但在直接耦合过程中,由于多级电路之间的相互影响,可能会给后续扬声器的调试带来一定困难,因此管理人员要采取多种控制手段,保证扬声器工作的稳定性。
(5)标准阻抗
        在扬声器集成过程中,由于所需材料、生产工艺不同,扬声器内会存在一个自主阻抗这是扬声器材料本身固有的属性,不随外界状态改变而改变,因此相应管理人员应该明确扬声器的标准阻抗,综合扬声器电阻、电容、电感等多种方法改装电路,从而达到所需要的电量。设计人员可以通过适当的增加或者是减少元件,有效优化扬声器系统中不必要的部分,确保扬声器功率达到最佳效果,节约成本,提高整体作业效率。
(二)实现对扬声器系统的数据管理
        在智能经济时代,衍生其发展空间将不断扩展,扬声器系统建设过程中也引入可编程控制器,提高扬声器系统的运算速度,扩大产品规模,有效缩小扬声器体积,满足多样化的作业要求。但扬声器在工作过程中经常会出现问题,设计人员应该综合利用正负极极性对于扬声器的性能进行判断。
        例如,扬声器在工作过程中内部存在变化电流,变化电流在磁场中切割磁感线产生变化电场,从而带动音圈压迫空气振动。设计人员可以要明确扬声器的振动方向。要首先设置好特定的程序,严格按照扬声器工作内容,发布指令,如果扬声器出现了任何问题,控制系统会立刻响应并停止工作,并划分为不同维度的电声信息,实现对扬声器的智能化、数据化管理
总结:扬声器作为生活中常用的电子元件,其系统直接影响着音频播放质量。因此,技术人员应该以灵敏度、额定功率、标准阻抗等特性参数入手进行分析,明确扬声器工作过程中存在的问题,及时对扬声器内部电路进行改进和分析,为扬声器的集成化、智能化发展提供数据支持和理论指导,确保扬声器可持续发展。
参考文献:
[1]蒙光中. 当代电动式扬声器结构之研究与创新[J]. 电声技术, 2020, 第44卷(4):36-37,44.
[2]赵苗苗,谢凌云. 微型扬声器谐波失真的分析与调制[J]. 电声技术, 2016, 40(6):28-32.
[3]张华朋. 扬声器的电路分析与改进[J]. 电声技术, 2019, 第43卷(11):62-65.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: