Question

扬声器的工作原理是什么？

Answer 1

动圈式扬声器（又称电动式） 　　

在谈动圈式扬声器的基本原理前，先说一下电动式换能器的基本原理。

扬声器的音圈中，当流有交流电流时，根据左手定则，产生的驱动力为BlI（B为磁极隙缝的磁感应强度，l为音圈长度，I为音圈电流大小）。如果再给音圈以 F力驱动时，机械系统共有（F+BlI）的驱动力。因此，振膜的速度V(m/s)与振动系统的力阻抗zm(N*s/m)之前有如下关系：zmV=F+ BlI (1) 　　另一方面，当振膜以V(m/s)的速度振动时，根据右手定则，音圈中将感应-BlV的电动势，设外加电路的电压为E，则共有(E-BlV)的电动势。设音圈的电阻抗为Ze，流过的电流为I,则根据基尔霍夫定律，有：ZeI=E-BlV (2) 　　(1)(2)式就是电动式换能器的基本公式，式中的系数Bl是电系统与机械系统相关的量，称为力系数，表示为A＝Bl 　　当电路的端电压E由电动势为E0,内阻抗为Z0的电源供给时，作用到振膜的驱动力F可认为是由激励力F0，内部阻抗为z0的声源所供给，即 E=E0-Z0I,F=F0-z0V; (3) 　　将(3)式代入(1)(2)式得：E0=(Z0+Ze)I+AV,F0=(z0+zm)V-AI; (4) 　　对于扬声器来说，只考虑电信号驱动，于是F0=0,(4)式变为 　　E0=(Z0+Ze)I+AV,0=(z0+zm)V-AI; (5) 　　解(5)式,消去V得 E0=(Z0+Ze+A^2/(z0+zm))I (6) 　　从上式可以看出，除电源的内阻抗Z0、音圈的阻抗Ze以外，还附加有第三项，由这一项可以看出，力阻抗越小时，越容易振动，力系数越大时，振动也越大。这是由于振动系统振动而附加的一项，称为动生阻抗，动生阻抗Zem=A^2/(z0+zm) (7) 　　于是，换能器的输入电阻抗 ZF=Z0+Ze+Zem (8) 　　前两项Z0+Ze为振动系统固定不振动时的输入电阻抗，称为阻尼阻抗。ZF为振动系统在能够自由振动的状态下的输入电阻抗，称为自由阻抗。 　　

根据6式可以得到电动式换能器的简单等效电路图，电动式换能器的效率为Zem/ZF。当动生阻抗Zem越大时，电声换能器的效率越高。 　　

动圈扬声器的固有频率对于其低频性能有十分重要的影响。如果需要降低其固有频率，可以采用两方面措施： 　　

1. 增加系统质量，即增加音圈与纸盆的质量 　　

2. 减小系统的弹性系数，即使纸盆边缘的折环部分更为柔顺