第九章 电 声 器 件 四川航天职业技术学院 主讲教师 涂代国

电声器件通常是指能将音频电信号转换成声音信号或者能将声音信号转换成音频电信号的器件。如扬声器、传声器、耳机和蜂呜器等

主 要 内 容 扬 声 器 1 耳 机 2 传 声 器 3

扬声器就是把音频电信号转变为声音信号的电声器件。 1 扬声器就是把音频电信号转变为声音信号的电声器件。 扬声器的外形

1、扬声器的种类 扬声器的种类很多，按结构原理可分为永磁动圈式、励磁动圈式、舌簧式和和晶体压电式等；按频率特性可分为高音扬声器、中音扬声器、低音扬声器、全频段扬声器；按声幅射方式可分为直射式和反射式；按外形可分为圆形、椭圆形、超薄形和号筒式等多种，此外，还可按磁路结构、音盆、轭环材料等进行分类。

2、扬声器的主要参数 （1） 额定功率（又称标称功率）。额定功率指扬声器的非线性失真不超过某一数值时，能长时间正常工作的允许输入功率。扬声器在额定功率下是安全的，失真度也不会超出规定值，重放的效果良好。 为了获得较好的音质，扬声器的实际输入功率应小于其额定功率，留有一定的功率余量，一般取额定功率的1/3~1/2。

（2）额定阻抗（又称标称阻抗）。额定阻抗指扬声器的交流阻抗，与频率有关。选用扬声器时，其标称阻抗一般应与音频功放电路的输出阻抗匹配，在这个阻抗上，扬声器可获得最大功率。

（3）频率响应（又称有效范围）。频率响应指扬声器重放音频的有效工作频率范围，给扬声器加一个幅度不变的交变信号，当信号的频率改变时，扬声器所产生的声压将随频率而改变，这种特性称为频率响应特性。 （4）灵敏度。灵敏度指在规定频率范围内，在自由场条件下，输入视在功率为1V·A粉红噪声信号时，在扬声器轴线上距参考点1m处测出的平均声压（Pa）。扬声器灵敏度越高，其电声转换效率就越高。

（5）效率。效率指扬声器输出的声功率与输入的电功率之比。扬声器的效率很低，电动式扬声器一般为了2%~5%，高质量的号筒式可达斡尔25%。 （6）非线性失真。非线性失真指扬声器振动的幅度与扬声器的输入电平不成线性关系，所以扬声器发出的声音存在失真。

（7）方向性。方向性指扬声器放音时，声压在其周围的分布情况。 （8）谐振频率。谐振频率指扬声器有效频率范围的下限值。

3、电动式扬声器 电动式扬声器又称动圈式扬声器，是使用最多的扬声器。动圈式扬声器主要由磁体（路）和振动系统组成，如图所示，其中，纸盆（又称音膜或震动版）、轭环、定心片、支架、音圈和防尘罩组成了振动系统，磁铁和芯柱构成磁路。

电动扬声器工作原理是：当音圈中通上交变的音频信号时，磁铁的固定磁场与载流导线（音圈）产生的交变磁场相互作用，使音圈随电流变化而前后运动，音圈与纸盆连接，音圈运动带动纸盆运动，纸盆运动推动空气振动而发声。

根据电动扬声器磁路结构可分为外磁式、内磁式、屏蔽式和双磁路式等多种。后三种扬声器的漏磁场很小，对其他元件的磁场影响小，适用于电视机、组合音响等要求杂散磁场较小的整机，其中双磁路扬声器的灵敏度较高。常见的电动扬声器是内磁式和外磁式。

扬声器的振动系统对重放音质的优劣影响很大。现代音响系统中已较广泛地采用了性能优良的复合盆扬声器。这种扬声器的音膜不再由传统的纸盆组成，而是由不同材料的轭环和纸盆（或更好的材料）组成表为集中不同材质的扬声器性能比较。

不同材质的扬声器性能比较如表所示

电动扬声器口径为40~380mm，纸盆形状上有圆形、椭圆形、超薄型。 椭圆形扬声器主要是为了便于整机外形及内部结构的设计其电性能与同样材料、同样原理制造的等效口径的圆形扬声器基本一样，在家电整机中应用较广。其相当于圆形扬声器的等效口径为d≈ ，a为椭圆扬声器的长轴直径，b为椭圆扬声器短轴直径，d为圆形扬声器的直径。

电动扬声器的振动系统参数有： （1）最低共振频率f0。最低共振频率即扬声器有效重放下限频率。 （2）振动系统等效质量m0。它包括扬声器的纸盆、音圈的重量和鼓动空气发声时产生的附加质量的总和。

（3）振动系统的Q0值。它是表征最低共振频率f0上振动系统的阻尼状态（即振动衰减快慢）和共振锐度的参数。 （4）有效振动半径r。它是扬声器纸盆中心到支撑边的距离。 在设计、计算扬声器系统（即音箱）时，需要到以上这四个参数。

4、扬声器的使用 1.扬声器使用注意事项 （1）扬声器应安装在木箱或机壳内，有利于扩展音量，改善音质，也有利于保护扬声器。 （2）扬声器的长期输入电功率不应超过其额定功率。

（3）扬声器应远离热源。电动式扬声器磁铁长期受热会退磁，压电陶瓷扬声器的晶体受热会改变性能。 （4）多个扬声器或音箱同时使用时，它们的相位要一致，以免声压互相抵消。 （5）扬声器应防潮，特别是纸盆扬声器要避免纸盆变形、破损。 （6）电动式扬声器严禁撞击和振动，以免失磁、变形而损坏。

2.扬声器的检测 给扬声器通上音频信号，则可直观地检查出扬声器的好坏、音质及灵敏度高低。也可用指针式万用表的RX1档对电动式扬声器做简易检测，即将两表笔断续触碰扬声器两接线端，应可听到“喀、喀声。声音清晰响亮，表明扬声器质量较好；反之淤塞沙哑，说明质量不好。然后测量扬声器的直流电阻值，通常实测值约为其标称阻抗的80%~90%。

例如一个8Ω标称阻抗的电动扬声器，实测直流电阻约为6. 4~7 例如一个8Ω标称阻抗的电动扬声器，实测直流电阻约为6.4~7.2Ω。如果实测阻值太小，一般是该扬声器音圈有问题（特殊品种除外）。倘若测量时听不到扬声器发出声响，同时表针不动，说明扬声器音圈或引线断路；若扬声器不发声而表针偏转且阻值基本正常，表明扬声器振动系统有问题，大多是音圈变形或磁钢偏离正常位置，使音圈及音盆不能振动发声。

耳机是在一个小的空间内将电信号转化为声信号的器件，常分耳塞式和头戴式两种。 耳 机 2 耳机是在一个小的空间内将电信号转化为声信号的器件，常分耳塞式和头戴式两种。

1、耳塞式耳机的外形和结构 耳塞式的由磁铁、线圈、垫圈、膜片等组成。如图所示。

耳塞的音圈式固定的，发声靠动膜片，当音频电流流过线圈磁铁时，电磁铁将产生交变的磁场，对软磁材料制成的膜片产生吸引和排斥作用，使膜片产生吸引和排斥作用，使膜片振动发生，耳塞额定功率小，频率响应差，但体积小、价格便宜。

2、动圈式低阻头戴耳机 动圈式低阻头戴耳机的工作的原理同电动扬声器相似，一般用薄膜代替纸盆做振膜，靠同通有音频信号的线圈带动振膜推动空气发声，如图所示。与电磁式耳机相比，比具有灵敏度高，频率效应好，低音丰富等特点。

高保真高耳机主要用于随声身听，CD等高保真音响整体配套使用，要求频率特性好，谐波失真小，所以广泛采用平膜动圈式耳机，其结构和扬声器更接近，平膜动圈式耳机多为2乘16欧和2乘32欧（立体声双耳机）。

3、注意事项 耳机在使用时候需注意阻抗匹配，避免受潮或振动。耳机的引线较软，移动灵活方便，但因经常扭动会造成内部断线，特别是引线与耳机及插头的连接处，需注意保护。

4、耳机的检测 用万用表测量耳机线圈的直流电阻。若测得的直流电阻值略小于标称电阻值，说明耳机是正常的，否则耳机出现故障。 正常的耳机，在使用万用表测量其直流电阻时，会听到“咯咯”的声音；或者用一节电池在耳机的两根线上一搭一放，会听到较响的“咯咯”声；若无声音，说明耳机已损坏。

传声器俗称话筒，与扬声器作用相反，是一中将声能转换为电能的器件。 3 传声器俗称话筒，与扬声器作用相反，是一中将声能转换为电能的器件。

1.传声器的种类及电路符号 传声器的种类很多，通常可按原理、指向特性、声作用方式及输出阻抗等进行分类。常见的有动圈式、晶体式、铝带式、电容式和碳粒式等。现在应用最广泛的是动圈式和驻极体电容式两类传声器。 传声器的文字符号为B或BM。

2.传声器的主要参数 （1）灵敏度。它是在自由声场中，当电压为0.1Pa时，传声器所产生的输出电压或电动势。 （2）频率响应。它是指传声器在自由场中灵敏度和频率变化的关系。

（3）输出阻抗。它是指在1KHz频率下测量的传声器输出阻抗。 （4）指向性。它是指传声器灵敏度随声波入射方向而变化的特性。 （5）固有噪声。它是指在无声压作用时，传声器的输出电压。

3、驻极体传声器 驻极体传声器作为换能器，具有体积小，频带宽，噪声小，灵敏度高的特点，被广泛用于助听器，无线传声器，电话机，声控设备等电路中。

1、驻极体传声器的结构。 驻极体传声器是由声能转换部分和专用场效应管部分著称组成，内部结构如图所示 声电转换的关键元件是驻极体振动膜。

2、驻极体传声器的连接形式 驻极体传声器工作时要给他提供极化电压，驻极体传声器的连接形式有四种，即负极接地，S极输出；正极接地，S极输出，负极接地，D极输出，正极接地，D极输出，如图所示 。

负极接地D极输出 正极接地S输出 负极接地S极输出 正极接地D极输出

3、驻极体传声器的测试 质量判断 将万用表拨至R×1K 档，黑表笔接传声器漏极D，红表笔接穿声器的源极S，同时接地，用嘴吹传声器观察万用表指针，若万用表指针不动即无指示，说明传声器已失效；有指示则表明正常。指示范围的大小，表示传声器灵敏度的高低。

4、使用传声器注意事项 （1）高质量播音、录音时，应选用电容式或性能好的动圈话筒；广播和宣传可用一般动圈式或驻极体话筒；在噪声环境中，应选用方向性强的话筒 （2）声源与话筒距离要适当，普通动圈式传声器一般为20cm左右，过近声音含糊不清，过远噪声过大；动圈式近讲传声器距离可近些，灵敏度高的传声器（如电容传声器）距离应远些

（3）高质量话筒应选用双芯绞合隔离线，一般话筒可用单芯隔离线，要注意平衡连接。传输线不宜过长，高阻话筒不宜超过5m，低阻话筒不超过50m。 （4）声源与话筒角度应尽量小，最好以中心为准，以减少失真。

（5）几只话筒同时使用时，不能直接并联，而应自前置放大后再予以合并或使用话筒集线器，并注意各话筒相位一致。 （6）话筒应尽量远离扬声器，避免声反馈而产生啸叫。

ThankS !