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扬声器的原理和使用


2017-04-28 10:31   点击:52
                        

  1.扬声器的原理
   扬声器是把(扩音机输出的)电能转换成声音(机械能)的一种器件。根据构造不同,扬声器可分为电动式、电磁式、压电式等几种,电化教育工作中最常使用的是电动式扬声器。

  (1)电动号筒式扬声器
   电动号筒式扬声器又称为高音喇叭,其构造如图1所示。主要由磁路系统、振动系统和助音筒三部分组成。磁路系统和振动系统装在一起,称为发音头。发音头和助音简可以分开,各成一体。
   磁路系统由永久磁铁和软铁组成,磁场集中在缝隙处。振动系统由带着音圈的振动膜构成,音圈位于磁隙正中。音频电流通过音圈时,受磁场力的作用,音圈便带动振动膜前后运动,使空气发生振动。由于发音头前面装有助者简,可使空气共鸣,从而发出宏亮的声音。


               图1电动号筒式扬声器

 2)电动纸盆式扬声器
   电动纸盆式扬声器又称为低音喇叭,其构造如图2所示。主要由磁路系统和振动系统两部分组成。
   磁路系统由环形永久磁铁和软铁组成,磁场集中在缝隙处。振动系统由带着音圈的纸盆构成,弹性片把音圈固定在磁隙的正中。有音频电流通过时,音圈在磁场力的作用下,带着纸盆前后运动,从而发出声音。


2电动纸盆式扬声器

 (3)组合式扬声器
   为了提高放音质量,扩展有效频率范围,通常将几只不同频率响应范围的扬声器组合在一起,装入同一助音箱内,构成组合音箱。它可以使得在整个音频范围内的频率响应曲线得到显著改善。
2
.扬声器的使用
  (1)正确选择扬声器的类型。在室外使用时,应选用电动号筒式扬声器;在室内使用,应选用电动纸盆式场声器,并选好助者箱;要求还原高保真度声音时,应选用优质的组合音箱。
  (2)扬声器在电路中得到的功率不要超过它的额定功率,否则会烧毁音圈,或将音圈振散
  (3)注意扬声器的阻抗应和扩音机输出阻抗匹配,避免损坏扬声器或扩音机。
  (4)使用电动号筒式扬声器时,必须把发音头套在助音筒上后再通电,否则很易损坏发音头。
  (5)两个以上扬声器放在一起使用时,必须注意相位问题。如果反相,声音将显著削弱。设置立体声音箱时,更要注意相位不要接错。
  (6)在使用立体声放音系统时,应将两个音箱分开适当的距离,如图3所示。按照经验,两个音箱之间的距离应等于音箱到听众中间位置的长度。


3立体声音箱的布置

  三、扩音机的原理和使用
  1.扩音机的原理

   扩音机是用来将微弱的电信号放大成具有一定电功率的音响设备。它可以把来自传声器、电唱机、激光(CD)唱机、录音机和收音机等的音频信号加以放大,推动扬声器放出声音。其中,话筒输出的音频信号最弱,首先要进行前置放大,然后与其它各路信号一起在混合级里进行混合放大,再经推动级放大,最后由功率放大级输出足够功率的信号。
  扩音机的组成如图4所示。


4扩音机的组成

  2.扩音机与扬声器的配接
  由于扩音机构造不同,它的输出有两种形式:定阻式和定压式。定阻式扩音机的输出阻抗,不随负载的增减而变化,它的输出阻抗常有4Ω,8Ω,16Ω,25OΩ等;定压式扩音机的输出电压,不随负载的增减而变化,它的输出电压常有12OV240V等。而在定阻式输出中,还可以分为低阻 输出和高阻输出两种。在教室或会场中单独使用扩音机时,一般都采用低阻输出;在学校的有线广播线路中,一般都使用高阻输出或定压式输出。低阻抗输出时,可以和扬声器直接配接;高阻抗输出时,要通过变压器与扬声器间接配接。
  ①定阻式输出扩音机与扬声器的配接
   扬声器所得功率总和应等于或稍小于扩音机额定输出功率,而扬声器额定功率总和必须大于或至少等于扩音机输出功率,以防扬声器过载而损坏。通常所说的“负载总功率”指的是各扬声器所得功率之和,而不是各扬声器额定功率之
   扬声器连接好以后,负载线总阻抗应等于扩音机输出阻抗。若条件有限,相差不应超过1O%。此时,应使负载线总阻抗稍大于扩音机输出阻抗,而不应小于其输出阻抗。
每只扬声器所得功率不得超过其额定功率,一般达到额定功率 75%~ 8O%即可。这样声音虽然轻一些,但失真小,寿命长。
   *A.低阻输出的定阻式扩音机与扬声器的配接
   根据上面三项条件,遵照欧姆定律的原则,直接进行“阻抗匹配”。如图5所示。


5低阻输出的定阻式扩音机与扬声器的配接

  *B.高阻输出的定阻式扩音机与扬声器的配接
   在高阻输出的情况下,一般都使用线间变压器来进行“阻抗匹配”。线间变压器的次级阻扰与扬声器阻抗相同,初级阻抗按照线路的实际需要确定;线间变压器的功率和扬声器额定功率相同。

  高阻抗输出一般都采用并联方式连接扬声器,此时:

  线间变压初级阻抗= 扩音机输出阻抗 ×扩音机输出阻抗
  扬声器所得功率
   例:学校有一台100W扩音机,输出阻抗250Ω;有25W16Ω扬声器3只、12.5W8Ω扬声器2只,如何进行配接?
   解:扬声器总额定功率
       P=3×25+2×12.5=100(W)
  与扩音机输出功率相同。此时,线间变压器初级阻抗 Z25= 100 ×250=1000(Ω)
  25
  Z12.5= 100 ×250=1000(Ω)
  12.5
  所以,扬声器可按图6与扩音机配接。

6高阻输出的定阻式扩音机与扬声器的配接

 ②定压式扩音机与扬声器的配接
   只要扬声器所得功率总和不超过扩音机额定输出功率,那么就可以按照接电灯的方法一样,把扬声器一个个接好。此时,主要注意扩音机输出电压和各扬声器的承受电压之比,用线间变压器来配接。

   扬声器承受的电压= √扬声器所得功率×扬声器阻抗

  例:学校一部250W扩音机,输出电压为120V。现有25W16Ω、12.5W8Ω、2W4Ω等几种扬声器,如何选择线间变压器?
   解:各种扬声器承受的电压
  U25=25×16=20(V)
  U12.5=12.5×8=10(V)
  U25=2×4=2.8(V)
  所以线间变压器的变压比分别为 120:2012O:10 120:2.8等几种,功率分别与扬声器额定功率相同。

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