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揚聲器是怎么發(fā)聲的?
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提問者:網(wǎng)友
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2018-08-13
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揚聲器的工作原理 一、術語 揚聲器(speaker,loudspeaker),俗稱喇叭;1993年出版的《電聲辭曲》指出:揚聲器是能將電信號轉(zhuǎn)換成聲信號并輻射到空氣中去的電聲換能器。 據(jù)有關資料記載,最早發(fā)明揚聲器在1877年,德國人西門子(E.W.Scimens)提出了揚聲器雛型專利,他首先提出了由一個圓形線圈放置在徑向磁場組成的電動結(jié)構(gòu)。 1924年,美國的賴斯(C.W.Rice)和凱洛格(E.W.Kollogg)發(fā)明了電動式揚聲器。 二、揚聲器易響卻難精 揚聲器在全世界每年的產(chǎn)量數(shù)以億計,它在通信、廣播、教育、日常生活等方面有廣泛的用途,和布、帛、菽、粟一樣成為人們不可須夷離開的東西。對我們從事?lián)P聲器設計、制造的技術人員來說,對揚聲器的理論、實踐、工藝等方面需要深入、系統(tǒng)、全面的了解。有人講揚聲器很簡單,不過是雕蟲小技,誰都可以生產(chǎn)揚聲器,這話不能說全無道理,聲學本來就是一個小學科,揚聲器更是一個小器件。不過十幾個到幾十個部件,生產(chǎn)的門檻確是不高,但問題的另一面是揚聲器又不容易做好。 揚聲器是一個電聲器件,是電聲學研究的內(nèi)容之一。電聲學是包括電子學、聲學、電磁學、磁學等的交叉學科。揚聲器雖然只有不多的幾十個部件,但是其復雜繁難的程度遠遠超過我們的想象。這是因為: (1)揚聲器的能量轉(zhuǎn)換層次多、反饋多。通常遇到的器件能量轉(zhuǎn)換只是一種一次。例如電動機是將電能轉(zhuǎn)換為機械能。發(fā)電機是將機械能轉(zhuǎn)換為電能。電燈是將電能轉(zhuǎn)換為光能。電池是將化學能轉(zhuǎn)換為電能。這里發(fā)生的只是一種能量向另一種能量的轉(zhuǎn)換。而揚聲器有所不同,它是將電能轉(zhuǎn)換為機械能,再將機械能轉(zhuǎn)換成電能,這是在諸種換能器中不常見的。它的層次多、反饋多自然帶來系統(tǒng)的復雜性和多樣性。在一個揚聲器系統(tǒng)中同時存在電學部分、聲學部分、能和力學部分(機械振動部分)。 (2)揚聲器的工作狀態(tài)不僅不是靜止的,而且是振動的,這種振動又是在三維空間。這個三維空間的振動系統(tǒng),具有多個邊界條件,因此它的振動分析極為復雜,一般的數(shù)學工具已不夠用。荷蘭學者Frankort等導出錐體微分方程,是具有14個變量的聯(lián)立一階微分方程,而且揚聲器的振動還與頻率和時間有關,實際上它處于多維空間之中。 (3)揚聲器振動系統(tǒng)只在低頻區(qū)為一集中參數(shù)系統(tǒng)。在頻率升高時振動系統(tǒng)不再是剛體。在分析揚聲器時,常采用等效電路法,將揚聲器看成由集中參數(shù)組成的等效電路。因為我們對電路理論是熟悉的,所以用電路理論來分析揚聲器
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