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电感器扬声器和立体声耳机的原理、种类和特性
( {3 N. h5 P+ K5 J8 }3 l$ d' j①常用电动式扬声器的种类和特性。
! I' I! Q3 C) }5 c M+ t/ q& b5 Fa.普通圆形电动式扬声器。这是一种应用最广泛的扬声器,具有良好的电性能,音质柔和,低音丰满,频率响应范围较宽。一般说纸盆口径越大,则低音频的重放越好。200mm以上的大口径扬声器能取得较好的低音频重放效果,125-165mm的小口径扬声器适于做中高音频的重放。普通电动式扬声器的实物图如图下所示。
8 I' z7 R9 O7 T( wb.双纸盆电动式扬声器。这是为了展阔扬声器高音频响应的一种宽频带扬声器。其结构是在音圈上再增添一只口径小而轻的高音用小纸盆。它固定在大口径纸盆的颈部一起振动。这种扬声器不仅展阔了高频响应,也使高频的辐射方向特性得到扩展。
9 N( R. ?2 b b# f t* p+ Q c.椭圆形电动式扬声器。纸盆的口径呈椭圆形,能使体积缩小而达到较大体积圆形扬声器产生的相同效果。5 V! C# m, Y, x$ h9 r+ ^0 D
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d.橡皮边电动式扬声器。其结构与普通电动式扬声器相似,但纸盆边缘用弹性及阻尼均良好的橡胶制作,如下图所示,使振动系统的顺性大为增加。纸盆及音圈的质量较重,使扬声器的低频响应大为提高,特别是具有非常平坦的频率响应特性和小的非线性失真。但这种扬声器的效率较低,而且高频响应不良,一般在4--5 kHz时就陡峭地衰减,所以需要加置辅助高频扬声器。5 a, U; D+ X& |7 y5 I& O
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e.高频扬声器。这是专门用以重放高音频的扬声器单元,辐射口径小而振动系统质量轻。它们的高频响应均在12 000 Hz以上,重放频率下限则在2 000 Hz左右,可分直接辐射纸盆式、球顶式和号筒式几种。这种扬声器单元应与相应的分频网络和低频扬声器配合使用。
( U! o) {8 v! \; e" Cf.号筒式扬声器。号筒式扬声器由发音头和号筒两大部分组成。发音头的结构与纸盆式扬声器基本相同。由环形磁铁、圆形软铁板、软铁芯柱、磁隙框板、音圈、振动膜及金属外壳等组成,如图下所示。
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发音头的永久磁铁具有极强的磁性,振动膜较小,并与音圈粘在一起。振动膜的中间压成圆拱形,边缘压有沟纹,如图上(a)所示。它又轻又硬,对高频有较好的响应,因此这种扬声器常被称为高音喇叭。其振动膜具有较高的机械强度,能够承受较大的振动。由振动膜外面 空间,构成一个空气室。其形状是里面大,出口小,如图上(b)所示。整体实物结构如图上(c)所示。0 V; v& k0 v$ C4 D9 M1 E
号筒有两个作用:一是加强声音传播的方向性,使声音能比较集中地向某一方向传播;二是使声力的阻抗得到匹配。
$ J; B9 x% y: c6 C; Q0 Q' }②立体声耳机的种类和特性。常见耳机按工作原理可以分为三类:闭式、开式和半开式。目前半开式是最先进的。
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) T( K0 z1 S& N: S- xa.闭式:耳机与耳朵周围之间的垫子可使耳道以外形成一个密闭的容积。它变成为一个谐振腔,在低频段上限造成提升,形成轰鸣感觉,效果不好。另外,如果一旦耳机没有戴好或密闭漏气,听音的频率响应将产生不能允许的变化。因而这种耳机的密闭垫多用皮革或人造革包裹泡沫塑料制成。当听音者戴用时,耳机对头部施加较高的压力,使人感到不适。其原理特性如图下所示。$ I. i4 n/ N9 G
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b.开式:耳机与头部接触的垫子是用微孔型泡沫塑料制成的,因而是透声的。垫子的声阻可将低频段高端的谐振峰阻尼掉,但整个低频段也将下跌。也就是说,开式耳机在低频段的声负载阻抗明显下跌。为了提高低频,就要使振膜能做更大的位移并增加柔顺性,但这样又会增加非线性畸变,并容易发生分割振动,这当然是应该避免的。总之,借助垫子可以使声频率响应调整到特定的状态。; P/ a5 Y: S$ ]( G
开式耳机在戴用时压力很低,感觉上比较合适,原理特性如图上(b)所示。) W3 Q5 a! \7 E+ v+ |. T
c.半开式:可以克服上述两种耳机的缺点。它使用的垫子是密闭不透声的,但换能器内有完整的声旁路元件,使得耳机在一定的条件下呈现出开式耳机的特性,如图上(c)所示。半开式立体声耳机是把闭式和开式的优点结合起来,第一次在耳机系统中实现了两段分频,巧妙地把电动式和静电式的优点结合起来。
- X/ M5 K+ t0 `8 d7 Y6 g电动式耳机的优点是振膜位移较大,可以承受较高的功率,因而容易获得高的声级。这对低频声重放是十分必要的。而且,电动式换能器不需任何附件即可正常工作。电动式耳机的缺点是振动系统质量较大,动作惯性仍较大,瞬态响应尚欠佳,谐波畸变与互调畸变又无法做得太低。静电式耳机的振动系统只是一张更薄的喷金聚醋薄膜,没有动圈,因而瞬态响应极好,也不存在分割振动。当然静电式耳机不适用于低频段。因为低频段振膜位移大,这就要增大振膜与底极间的距离,因而就必然要提高极化电压。同时,为了重放低频信号,输出变压器也需加大。但在高保真耳机中,只将静电式作为高音重放单元,由于音乐中高音成分的功率极 小,不要求振膜做大幅度位移,故这正吻合这种换能器的特点。5 X. [1 k: i0 k3 W; Z {
立体声耳机的实物图如图下(a)所示,内部结构如图下(b)所示。. i9 t- c' \( G/ w
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& D" H8 \: i2 W5 j- i: E. b 另外,目前还有很多品种的微型耳机,常用于收录机、复读机、计算机及MP3等设备中。其实物图如图下所示。$ u6 U$ X; |' ?* \
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