常見音響揚聲器的種類和工作原理

一、電動式揚聲器

電動式(shi)揚聲器應用最廣泛，它又分為紙盆式(shi)、號筒(tong)式(shi)和球頂形三種。

(1)紙盆式揚聲器

紙盆式揚聲器又稱為動圈式揚聲器。它(ta)由三部(bu)分組(zu)成：

①振(zhen)動系統，包括錐形紙盆、音(yin)圈和定心(xin)支片(pian)等(deng);

②磁路系統，包括永久(jiu)磁鐵(tie)、導(dao)磁板和場(chang)心柱等(deng);

③輔助系統(tong)，包(bao)括(kuo)盆架(jia)、接線板、壓(ya)邊和防塵(chen)蓋等。

當處于磁場中的音圈有音頻電流通過時，就產生隨音頻電流變化的磁場，這一磁場和永久磁鐵的磁場發生相互作用，使音圈沿著軸向振動而發出聲音。該揚聲器結構簡單、低音(yin)豐滿、音(yin)質柔和(he)、頻帶寬(kuan)，但效(xiao)率(lv)較低。

(2)號筒式揚聲器

號(hao)筒(tong)式(shi)(shi)(shi)揚聲器(qi)由振(zhen)動系統(高(gao)音(yin)頭(tou))和號(hao)筒(tong)兩部分構成。振(zhen)動系統與(yu)紙盆(pen)式(shi)(shi)(shi)揚聲器(qi)相似，不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)其振(zhen)膜(mo)不是(shi)紙盆(pen)，而是(shi)一球頂形膜(mo)片。振(zhen)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)動通過(guo)號(hao)筒(tong)(經(jing)過(guo)兩次反(fan)射(she))向(xiang)空氣(qi)中輻射(she)聲波(bo)。號(hao)筒(tong)式(shi)(shi)(shi)揚聲器(qi)具有(you)(you)方(fang)向(xiang)性(xing)強、功(gong)率(lv)大(da)、效率(lv)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優點，因此廣泛用(yong)于會場、田間(jian)、廣闊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原野等場合。專業用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)頻號(hao)筒(tong)式(shi)(shi)(shi)揚聲器(qi)有(you)(you)音(yin)質(zhi)好、頻率(lv)響應好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點，主(zhu)(zhu)要(yao)用(yong)于劇場等要(yao)求較高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)場合。號(hao)筒(tong)式(shi)(shi)(shi)揚聲器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不足之處是(shi)低頻響應差、頻帶較窄，容(rong)易產生非線(xian)性(xing)失(shi)真。號(hao)筒(tong)式(shi)(shi)(shi)揚聲器(qi)與(yu)紙盆(pen)式(shi)(shi)(shi)揚聲器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)區別是(shi)間(jian)接輻射(she)，即(ji)振(zhen)動膜(mo)振(zhen)動后，聲音(yin)要(yao)經(jing)過(guo)號(hao)筒(tong)向(xiang)外擴散，使聲音(yin)大(da)為增強，而且使聲音(yin)向(xiang)一個方(fang)向(xiang)集中傳播(bo)，使聲音(yin)傳播(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)距離更遠。

(3)球頂形揚聲器

球頂(ding)形揚聲(sheng)器是(shi)(shi)目前音箱(xiang)中(zhong)使(shi)用(yong)最廣泛的電動式揚聲(sheng)器之(zhi)一，其最大優點(dian)是(shi)(shi)中(zhong)高頻響(xiang)應優異(yi)和指向(xiang)性較(jiao)寬。此外(wai)，它還(huan)具有(you)(you)瞬態特性好、失真小和音質較(jiao)好等(deng)優點(dian)。球頂(ding)形揚聲(sheng)器適用(yong)于目前市(shi)場上(shang)所有(you)(you)的家庭影院系列音箱(xiang)。

二、電磁式揚聲器

電(dian)磁式揚(yang)聲器(qi)(qi)又(you)稱(cheng)舌(she)(she)(she)簧式揚(yang)聲器(qi)(qi)，聲源(yuan)信號(hao)電(dian)流通過音圈(quan)后會把用(yong)軟鐵材料制成的(de)舌(she)(she)(she)簧磁化，磁化了的(de)可振動(dong)舌(she)(she)(she)簧與磁體相互吸(xi)引或排斥，產(chan)生(sheng)驅動(dong)力，使振膜振動(dong)而發音。電(dian)磁式揚(yang)聲器(qi)(qi)的(de)阻抗高(gao)、靈敏度和效(xiao)率較高(gao)，但音質較差，目(mu)前已較少采用(yong)。

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三、離子揚聲器

在一般的(de)狀態下(xia)，空(kong)氣的(de)分子(zi)是中性的(de)、不帶(dai)電(dian)的(de)。但(dan)經過高壓(ya)放(fang)電(dian)后就(jiu)成為帶(dai)電(dian)的(de)粒子(zi)，這(zhe)種現象稱游離化(hua)。把游離化(hua)的(de)空(kong)氣利用音頻電(dian)壓(ya)振動(dong)，則產生聲波，這(zhe)就(jiu)是離子(zi)揚聲器(qi)的(de)原理。

為了離子化，就要加20MHz的高頻電壓，而在其上重疊音頻信號電壓。離子揚聲器由高頻振蕩部分、音頻信號調制部分、放電腔及號筒組成。放電腔采用將直徑8mm的石英棒在中心開孔，開成石英管，將一個電極插入其中，另一個電極呈圓筒形套在石英管外面，由于采用無聲放電形式，只有中心的針頭電極有損耗，可以定期更換中心電極。離子揚聲器與其他揚聲器不同之處在于沒有振膜，所以瞬態特(te)(te)性和高頻特(te)(te)性都很(hen)(hen)好(hao)，但結(jie)構很(hen)(hen)復雜。

四、靜電式揚聲器

在靜(jing)電(dian)(dian)(dian)式(shi)(shi)揚(yang)聲器(qi)中(zhong)，極薄(bo)的振膜(mo)(mo)(mo)在靜(jing)電(dian)(dian)(dian)力(li)的作用(yong)下作前后(hou)移動，它和依靠電(dian)(dian)(dian)磁力(li)來使振膜(mo)(mo)(mo)作前后(hou)移動的電(dian)(dian)(dian)動式(shi)(shi)揚(yang)聲器(qi)不同。靜(jing)電(dian)(dian)(dian)式(shi)(shi)揚(yang)聲器(qi)的振膜(mo)(mo)(mo)質量極輕(qing)，因(yin)而解析力(li)極佳，能捕捉音樂信號中(zhong)極為(wei)細微的變化，充分表(biao)現(xian)音樂的神韻。

五、超聲波揚聲器

超(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)揚(yang)(yang)聲(sheng)器(qi)(qi)，是近(jin)些年剛(gang)研發成(cheng)功、正在進入實用(yong)(yong)化階段的超(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)還音技(ji)術。這種(zhong)超(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)還音技(ji)術的原理：它不使用(yong)(yong)任何傳統形式的揚(yang)(yang)聲(sheng)器(qi)(qi)單元(yuan)，而(er)是利用(yong)(yong)超(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)發生(sheng)器(qi)(qi)產生(sheng)兩(liang)束(shu)(shu)經(jing)過特殊(shu)處理的超(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)束(shu)(shu)，當這兩(liang)個波(bo)(bo)(bo)束(shu)(shu)同時(shi)作用(yong)(yong)在人耳的鼓膜上時(shi)就可以(yi)因相互(hu)作用(yong)(yong)而(er)產生(sheng)聽覺(jue)。

通(tong)常，只(zhi)有(you)一(yi)個(ge)波束(shu)作(zuo)用到鼓膜上時，是聽不(bu)到任何聲(sheng)音(yin)。由于超聲(sheng)波速有(you)很強的(de)、可控制的(de)指向性(xing)，兩個(ge)波束(shu)的(de)交叉可以點形成(cheng)一(yi)個(ge)范圍很小的(de)還音(yin)區(qu)域(yu)，當(dang)人耳(er)處于這個(ge)區(qu)域(yu)內時，就可以聽到聲(sheng)音(yin)，而人耳(er)一(yi)旦離開該區(qu)域(yu)便聽不(bu)到了。

利用這(zhe)(zhe)一(yi)特點，現在的一(yi)些頂級(ji)豪華(hua)車(che)開始(shi)裝備多(duo)套這(zhe)(zhe)種超聲波(bo)還(huan)音系統，在每(mei)一(yi)個坐位上形成一(yi)個聆聽區，這(zhe)(zhe)樣可以讓每(mei)位乘客各自選擇喜歡(huan)的欣賞內容(rong)，而相互(hu)又不(bu)會產生任何(he)干擾，同時也不(bu)會影響乘客間的交(jiao)談(tan)。

六、氣流調制揚聲器（氣流揚聲器）

氣流調制揚聲器是利用壓縮空氣作能源，利用音頻電流調制氣流發聲的揚聲器。它(ta)由氣室、調(diao)制閥門、號(hao)(hao)筒和(he)磁路組成。壓(ya)縮空氣氣流由氣室經過閥門里(li)，受外加音(yin)頻信號(hao)(hao)調(diao)制，使氣流的(de)(de)波動按照外加音(yin)頻信號(hao)(hao)而變化(hua)，同(tong)時被調(diao)制的(de)(de)氣流經號(hao)(hao)筒耦(ou)合，以提高系(xi)統的(de)(de)效率。一般主要用(yong)做高強度噪聲(sheng)環境試驗的(de)(de)聲(sheng)源或遠(yuan)距離(li)廣播等。

七、壓電式揚聲器

壓電(dian)(dian)(dian)(dian)式(shi)揚聲(sheng)器是利用(yong)壓電(dian)(dian)(dian)(dian)材料受到電(dian)(dian)(dian)(dian)場作用(yong)而(er)發生(sheng)形(xing)變(bian)的(de)原理，將壓電(dian)(dian)(dian)(dian)元件置于音頻電(dian)(dian)(dian)(dian)流信號(hao)形(xing)成(cheng)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)場中，使其(qi)發生(sheng)位移，從(cong)而(er)產生(sheng)逆電(dian)(dian)(dian)(dian)壓效應(ying)，最(zui)后(hou)驅動振膜發聲(sheng)的(de)。

壓(ya)電(dian)(dian)揚聲器(qi)(qi)同電(dian)(dian)動(dong)式揚聲器(qi)(qi)相(xiang)比(bi)不(bu)需要(yao)磁路，和靜電(dian)(dian)揚聲器(qi)(qi)相(xiang)比(bi)不(bu)需要(yao)偏壓(ya)，結構簡單(dan)、價格便(bian)宜，缺點是失真(zhen)大而(er)且工作不(bu)穩定。目前市(shi)場上，壓(ya)電(dian)(dian)揚聲器(qi)(qi)多為壓(ya)電(dian)(dian)陶瓷揚聲器(qi)(qi)。