一文了解扬声器的工作原理和分类

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扬声器是我们日常生活中常见的电子设备之一，它能够将电信号转换为声音信号，扬声器通常封装在矩形或方形机柜或外壳中，外壳的类型很多，可以让我们能够听到各种各样的声音。但是，你知道扬声器是如何工作的吗？它们又有哪些分类呢？在本文中，我们将详细介绍扬声器的工作原理和分类。

音箱

外壳和扬声器
您可能会质疑是否需要一个容纳扬声器的机柜或外壳，但它是此类换能器的重要组成部分。

扬声器通过振膜发出声音，振膜是一种薄的纸状膜，在声波存在时会前后移动（您会想起麦克风教程中的振膜）。现在，扬声器的前表面（通常为锥形）会产生高气压声波。但是，该锥体的后表面会降低气压。

前后扬声器产生的声音相同，只是它们的相位不同——较低频率的声音（从后面）产生的波长比高频声音（从前面）长。较低频率的声波会发生更多的衍射，基本上抵消了前波和后波，从而使低音频率静音。

所以，这就是为什么始终需要正确封闭扬声器的原因。但是这个外壳的形状会影响声音的质量（下面讨论）。

还有不同类型的扬声器/换能器，它们会产生不同类型的音频。每个换能器称为驱动器，箱体称为扬声器。

由于单个扬声器无法提供全范围的音频，因此扬声器提供了驱动单元来支持这些频率。从本质上讲，扬声器驱动器是使扬声器工作的电声元件。

三种不同的驱动单元包括：

1.高音扬声器 – 用于高频范围
2. 中音驱动器 – 用于中频范围
3. 低音扬声器 –用于低频范围

扬声器的类型扬声器可以按几种不同的方式分类，包括根据放大、结构和外壳分类。

扩音就扩音而言，有无源音箱和有源音箱之分。

·       无源音箱——没有内置功率放大器，因此必须外接功率放大器才能实现大功率输出。大多数市售扬声器都是无源扬声器，因此体积较小。

·       有源扬声器 –包括用于高频和低频声音的内置功率放大器。通常被称为有源扬声器，这些有源扬声器名副其实，通常又重又笨重。因此，它们的使用不如无源扬声器。

传统扬声器的结构。

构造
基于构造的扬声器分类包括传统、静电和带状扬声器。

传统扬声器——最常见的扬声器类型。它由连接到振膜和永磁体的音圈组成。当振荡电流通过线圈时，由于永磁体，它会产生磁力。这会在隔膜中产生机械运动，从而产生声波。

静电扬声器 – 其振膜位于两块刚性穿孔金属板之间。隔膜是薄金属片，与穿孔金属板具有相反的电荷。结果，与膜片上的总力相比，每个板以相等且相反的力吸引膜片，总力为零。

静电扬声器的构造。

但是，当将音频信号施加到金属板上时，这种力会发生变化。因此，当板“A”比板“B”更正时，隔膜向板“A”移动，反之亦然。每次音频信号改变其信号时，都会在隔膜和板之间引起推拉运动。这种“弯曲”会产生声音。

这些类型的扬声器对低频信号的响应较差，而且往往又重又贵。毫不奇怪，它们的使用频率低于传统扬声器。

带状扬声器——由一根又高又薄的金属带（通常是铝）组成，它悬挂在两个磁性板之间。当音频信号施加到色带时，它会被磁性板排斥和吸引（类似于静电扬声器的板与其振膜的反应）。

这会产生产生声音的振动。这些类型的扬声器对低频信号的响应也较差，但由于丝带非常轻，它可以快速响应任何信号变化。

带式扬声器的构造。

外壳
扬声器也可以根据外壳或外壳的类型进行分类，共有五种常见类型：封闭/密封、端口、自由空气、带通和传输线外壳。

封闭或密封（声学悬架）——气密外壳，因此当驾驶员来回移动时，气压会不断变化。这会增加隔膜上的压力，使其快速来回移动 - 产生清晰准确的音频。

Ported（低音反射）——这种类型的外壳前面有一个孔，可以平衡驱动器内部和外部的压力。虽然它不需要任何额外的电源来运行，但它通常会导致音频输出不太干净或清晰。但与其他箱体相比，这种类型的箱体失真较小。

自由空气（无限挡板）——低音扬声器安装在挡板上，将前波与后波隔离。挡板或板延伸得太多，即使是最长的波浪也永远无法到达前波浪。由于该系统实际上无法实施，所以自由空气外壳通常是一个需要低功率且几乎没有失真的大型密封盒。

带通  - 扬声器放置在外壳中，声音从内置端口发出。有不同类型的带通外壳，具体取决于顺序（例如第 4、第 6 等）。

例如，在四阶带通中，扬声器的一侧放置在封闭的外壳中，而另一侧放置在带端口的外壳中。在这种情况下，低音扬声器听起来比低音反射更响亮，但频率响应更窄。

传输线（声学迷宫）——该扬声器的后波通过复杂的迷宫（不规则的网络路径），该迷宫具有固定长度并衰减声音。这允许更好地控制和使用扬声器能量，提供可以达到亚音速范围(>45Hz) 的强大的低频响应。

喇叭——这个外壳需要一个喇叭形的外壳，从一个狭窄的直径延伸到一个宽阔的直径，使声波更容易通过扬声器传输。理想情况下，此外壳中喇叭的尺寸必须适合音频输出的频率范围。例如，更高的频率应该使用更大的喇叭。

号角外壳最适合高音扬声器和中音驱动器。对于低音扬声器驱动器，可以使用折叠式号角外壳，占用空间更小。

这些是用于扬声器的最常见外壳类型，但是还有其他几种选择。示例包括偶极子、墙壁、推挽、四分之一和锥形波外壳等。

扬声器是我们生活中不可或缺的设备，它们让我们能够听到各种各样的声音，无论是音乐、电影还是语音。通过了解扬声器的工作原理和分类，我们可以更好地理解它们的工作原理，也更好地选择适合自己的扬声器。

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