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扬声器是怎么发声的?
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2018-08-13
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扬声器的工作原理 一、术语 扬声器(speaker,loudspeaker),俗称喇叭;1993年出版的《电声辞曲》指出:扬声器是能将电信号转换成声信号并辐射到空气中去的电声换能器。 据有关资料记载,最早发明扬声器在1877年,德国人西门子(E.W.Scimens)提出了扬声器雏型专利,他首先提出了由一个圆形线圈放置在径向磁场组成的电动结构。 1924年,美国的赖斯(C.W.Rice)和凯洛格(E.W.Kollogg)发明了电动式扬声器。 二、扬声器易响却难精 扬声器在全世界每年的产量数以亿计,它在通信、广播、教育、日常生活等方面有广泛的用途,和布、帛、菽、粟一样成为人们不可须夷离开的东西。对我们从事扬声器设计、制造的技术人员来说,对扬声器的理论、实践、工艺等方面需要深入、系统、全面的了解。有人讲扬声器很简单,不过是雕虫小技,谁都可以生产扬声器,这话不能说全无道理,声学本来就是一个小学科,扬声器更是一个小器件。不过十几个到几十个部件,生产的门槛确是不高,但问题的另一面是扬声器又不容易做好。 扬声器是一个电声器件,是电声学研究的内容之一。电声学是包括电子学、声学、电磁学、磁学等的交叉学科。扬声器虽然只有不多的几十个部件,但是其复杂繁难的程度远远超过我们的想象。这是因为: (1)扬声器的能量转换层次多、反馈多。通常遇到的器件能量转换只是一种一次。例如电动机是将电能转换为机械能。发电机是将机械能转换为电能。电灯是将电能转换为光能。电池是将化学能转换为电能。这里发生的只是一种能量向另一种能量的转换。而扬声器有所不同,它是将电能转换为机械能,再将机械能转换成电能,这是在诸种换能器中不常见的。它的层次多、反馈多自然带来系统的复杂性和多样性。在一个扬声器系统中同时存在电学部分、声学部分、能和力学部分(机械振动部分)。 (2)扬声器的工作状态不仅不是静止的,而且是振动的,这种振动又是在三维空间。这个三维空间的振动系统,具有多个边界条件,因此它的振动分析极为复杂,一般的数学工具已不够用。荷兰学者Frankort等导出锥体微分方程,是具有14个变量的联立一阶微分方程,而且扬声器的振动还与频率和时间有关,实际上它处于多维空间之中。 (3)扬声器振动系统只在低频区为一集中参数系统。在频率升高时振动系统不再是刚体。在分析扬声器时,常采用等效电路法,将扬声器看成由集中参数组成的等效电路。因为我们对电路理论是熟悉的,所以用电路理论来分析扬声器
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