喇叭参数及测量.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一,：扬声器与受话器的差异,喇叭,(Speaker),与受话器,(Receiver),的基本构造是大同小异的，都是透过音圈与磁铁的作用力，带动振动膜来发声。,它们的较大差异体现在以下几个方面,：,二,：扬声器与受话器的共同点,1,：动圈式扬声器,/,受话器结构,分三个部分：,第一部分为振动系统：包含振膜、音圈,第二部分为磁回路系统：包含磁石、磁轭、极片（华司）,第三部份为本体：包含支架、防尘罩、端子、调音布,振膜的中心部分连接音圈，音圈处在扬声器永久磁铁磁路的磁缝隙之间。,音圈导线与磁路磁力线成垂直交叉状态振膜（音圈支架）的作用是保证并在一定范围内限制纸盆只能沿轴向移动，它还起到防尘罩作用，防止尘埃进入磁路系统。音圈、振膜共同构成了扬声器的发音振动系统。,磁路系统包括磁体和导磁系统（华司、轭铁），将磁铁固定在轭铁上磁铁通过轭铁导磁。,盆架、压边、端子、防尘网、调音布等是扬声器的辅助部件,2,：动圈式扬声器,/,受话器工作原理,动圈式喇叭是利用固定磁场的反作用力使另一个磁场反方向动作,(,异极性相吸、同极性相斥,),。当通电的导线,(,或线圈,),放入磁场中时，导线就会受到一个与磁力线垂直方向的力，其方向符合左手定则。功放的功率交流电压作用在线圈上时，通过音圈转换成电流，在音圈周围就会产生随音频电流变化极性的交变磁场，相对于喇叭磁铁所产生的固定磁区产生磁场反作用力，正向脉冲使振膜相对于磁铁产生往外的运动、而负向脉冲使振膜向内运动。振膜限制线圈只能沿轴向移动，当音圈推动振膜来回运动时，就会使振膜推动空气，空气压力产生改变，聆听者所接收到这些改变的讯息，就是声音。,3,：动圈式扬声器,/,受话器主要振动原理,FBIL,F:,音圈在磁场中所受到的作用力,B:,磁场强度,I:,输入音圈的电流,L:,导线的有效长度,外壳,音圈,磁铁,B,B,F,F,N,S,S,4,：内磁动圈式扬声器,/,受话器磁力系统：,采用轴向极化方式的圆柱形磁铁。圆柱形磁铁的磁力线是从中央往外流，磁铁外圈的磁力远高于内圈使用导磁材料（软铁）做成的磁极将磁力线引导形成磁隙，构成磁力线回路，也就是磁场方向平行于半径方向，音圈动作所需要的便是磁隙中的径向磁场，磁隙中的总磁力强度和磁束密度便是源自于磁铁的磁力。内磁式单体如果以剖面图来看的话导磁片（华司、轭）夹在磁铁上下两端，音圈在整个运动中都处于均匀磁场之内。,三：扬声器,/,受话器的主要技术参数,1.,交流阻抗,z=R+j L,z-,交流阻抗,R-,直流电阻,L-,线圈电感,-,圆周频率,对动圈式电声器件讲，其交流阻抗接近直流电阻，随频率变化很小，一般,Z1.1R,额定阻抗,是指阻抗曲线上紧跟在第一个极大值后面的极小值。在 额定频率范围内，阻抗模值的最 低值一般不应小 额定阻抗的,80%,（一般取,20%,公差，例,820%,）。,额定阻抗的测试方法,：,用替代法进行，馈给扬声器的电流通常选用,50mA10%,，测量 原理图如下,声频信号发生器,有效值电压表,Rs,SP,Rk,2.,灵敏度,馈给扬声器,/,受话器一定的信号电压，然后在距扬声器,/,受话器一,定距离用特定的声压计测定声压，这个声压值就是扬声器,/,受话,器在这一频率点上的灵敏度。一般以,1KHz,的频率点来表示。,SPL=20lg(p/,Pr,),单位为,dB,a:,扬声器一般用其平均特性灵敏度来表示，即在额定频率范围内，在其频率,响应曲线上读出各规定频率点的声压，然后求其算术平均值。大多厂家选用,0.8KHz,、,1KHz,、,1.2KHz,、,1.5KHz,的灵敏度的平均值。,行业内测试条件大多为,0.1W/0.1m,即测试电功率为,0.1W,产品距离标准,MIC,0.1,米。,b:,对受话器来讲，大多选用,1KHz,的灵敏度作为产品的灵敏度，行业内测试电压,大多为,100mv,也有部分厂家测试电压为,1mw.,参考声压,Pr=2,10,帕,-5,3.,额定共振频率,共振频率：是在扬声器单元的阻抗模值随频率递增变化的曲线,上，出现第一个阻抗极大值时所对应的频率。,额定共振频率值的允许偏差一般取,15%,，例如,0=5015%Hz,，但纸盆如果是全纸的一般允许偏差,取,20%,。,结合阻抗曲线测量，现在的数字式电声测试系统都是采用恒压法一次性测试同时得到阻抗曲线及共振频率,0,F,O,4.,频率响应,在恒定电压作用下，是指扬声器或受话器 所辐射的声压随频率变化的特性，一般是记录在以对数频率刻度为横座标的图上，这就是频率响应曲线。,5.,谐波失真（,THD%,）,扬声器的失真有很多种。常见的有：,a:,谐波失真：多由扬声器磁场不均匀以及振动系统的畸变而引,起，常在低频时产生。,b:,互调失真：因两种不同频率的信号同时加入扬声器，互相调制,引起的音质劣化。,c:,和瞬态失真：因振动系统的惯性不能紧跟信号的变化而变化，,从而引起信号失真。,谐波失真是指重放时，增加了原信号中没有的谐波成份。扬声器的谐波失真来源于磁体磁场不均匀、振动膜的特性、音圈位移等非线性失真。目前，较好的扬声器的谐波失真指标不大于,5%,。,6.,额定噪声功率,额定功率：是指扬声器或受话器能长期正常工作的电功率，为保证,扬声器能可靠工作，手机输出的音频信号的最大功率应,小于扬声器的额定功率，可通过调整音圈、膜片提高扬,声器的额定功率。,试验条件：扬声器或受话器输入额定功率的白噪声信号,96,小时，,各项性能指标满足要求。,最大功率：扬声器或受话器在短时间内不会被破坏的功率，扬声器,虽然不被损坏，但音质无法保证。,试验条件：扬声器或受话器输入最大功率的白噪声信号，开,1,分钟,关两分钟，10,个循环，各项性能指标满足要求。,四：测试方法及仪器,受话器测试示意图,扬声器测试示意图,（一）,受话器,/,叭單體测试方法,1.,扬声器模式（自由场）：在消声室内將單體置放,IEC,標準障板上，,(MOTOROLA,指定的,800X1000mm,的障板,),，,测试麦克风距离扬声器,10cm,处中心軸線上，馈,给扬声器,0.1W,的功率。,GB/T9396-1996,扬声器主要性能测试方法,2.,受话器模式（仿真耳测试）：將單體用标准工装置放,IEC,標準仿,真耳上（仿真耳型号不同测试结果,不一样）。,3.,生产线测试：扬声器模式一般采用消声箱测试；受话器模式一般,采用仿真耳测试。,仿真耳测试曲线 音箱测试曲线,（二）测试条件及工装对测试结果的影响,受话器测试条件不同导致的灵敏度的差异,如图曲线,1,与曲线,3,因为测试电压不同导致灵敏度不同，,1KHz,的灵敏度分别为,107DB,与,112DB,。,即使标注的灵敏度相同也会因为频率响应不同导致响度的差异,如图中曲线,2,与曲线,3,。因此关注规格书灵敏度数值的同时应参考整条频响曲线。,100mV,179mV,（,1mW,）,100mV,1,2,3,扬声器测试条件不同导致的灵敏度的差异,相同测试条件下取点不同同样会导致最终的灵敏度不同，在,0.1W 0.1m,测试条件下灵敏度：,86DB:AVERAGE(800Hz/1000Hz/1200Hz/1500Hz),90DB:1kHz,同样即使标注灵敏度相同也会因为频响曲线不同导致响度的差异,0.1W 0.05m,0.1W 0.1m,测试治具对灵敏度的影响,灵敏度的大小还受到测试治具的影响，如下图耳承中，声孔、泡,棉尺寸、受话器与测试仪器的距离都会对灵敏度产生较大影响。,（三）仿真耳类型及标准,（四）测试仪器,我司现有测试系统,1.B&K3560C B&K2012,2.SOUNDCHECK,3.TRUSTSYSTEM,五：纯音检听,目的：,对扬声器和受话器进行纯音检听，目的是检查,装配质量，零件是否安装到位，胶粘剂是否打,好？,纯音不良现象有：,无声、固着、铁粉、间隙杂音、共振、音小、,BB,、异物进入等,TH1312-20/OG-440,原因分析,A,固着：由于驱动部的胶水附着及流入、磁路脱落、严重错位等阻碍了振幅，使,低音发不出，只能发出高域的小声音。,B,铁粉：主要是在,F0,附近能判别出的不良。是由于音圈与,T,铁、华司、磁钢的间,隙中进入金属铁粉、磁钢铁粉、缺片而发生的音。作为音症状，会感觉,到在驱动内部有异物移动。而且在其不发生时，再现方法是拿着盆架的,外周，向内加力压歪时，初期的铁粉会再现。铁粉是会滚动的，时有时,无。,C,间隙：主要是在,F0,附近能判别出的不良。是由于音圈与,T,铁、华司、磁钢的接,触磨檫而发生的。作为音症状，在中心驱动内部有异常音发生，拿着盆,架的外周向内加力压歪时，间隙症状音会发生大小变化，轻微间隙音会,消失。,D,杂音,:,偏位碰触、音圈变形、打底、有异物，杂音和碰圈音应是装配造成的,E,共振：主要在,5001200HZ,附件能判别出来的不良，只发生在周,波数周边的异常共振声。,1,、根部共振：由于纸盆的根部粘接不完全而发出的音。,2,、根部折弯共振：由于纸盆的根部周边折弯而发出的音。,3,、鸡眼共振：由于焊锡过大而发出的音。,4,、中部共振：在纸盆中部周边，振幅不平衡发间。主要是因为纸盆中部比较薄,造成。,5,、边缘共振：纸盆的中部与边缘振幅不平衡发音。,6,、金属接着共振：由于盆架,/T,铁（,U,铁）的接着不完全而发音。微型扬声器的共,振主要是膜片承受功率不足造成。改变的方法：,（,1,）可以将膜片上的花纹加深加宽，也可以磨纱，目的是增加膜片的强度。最,好的方法是增加厚度，但是一般是不行的，因增加了厚度,f0,上升，,SPL,下,降。也可以采用换材质的方法，缺点是成本增加。,2,）本来膜片承受功率就很免强，由于划线胶太多，破坏了膜片的平衡。,改变的方法：从工艺上控制打胶量，打弯形状，也可以考虑更换胶，换一种,比重轻的胶。,F,音小：主要是通过高频比较能判别出来的不良，音压低,。,1,）音圈指定位置偏离磁缝隙太多造成。,2,）磁钢的磁束不足：这类由于充磁机的充电不足及能力不足、指定音圈,及磁钢的结晶密度不良而发生的音小，通过现时充磁比较等可判明。,G.,沙音,(BB),：也就是沙音。主要在,F0,附近能判别出来的不良。中,大型扬声器的,BB,不良种类就太多了，微型扬声器的,BB,不良主要是缺胶及胶丝造成。,H,异物进入：在,F0,附近能判别出来的不良。跟铁粉的性质有点像，,作为音症状，会感觉到在驱动内部有异物明显跳动。,用手摇动都能判别出的不良。,六：扬声器电气性能对手机电气性能以及音质的影响,Speaker,电气性能,对手机电气性能影响,对音质的影响,谐振频率（,F,o,）高,谐振频率（,F,o,）低,谐振频率（,F,o,）高,谐振频率（,F,o,）低,声音尖锐,低音较好,灵敏度高,灵敏度低,灵敏度高,灵敏度低,声音大而有力,声音小而无力,高频截止频率高,高频截止频率低,高频截止频率高,高频截止频率低,声音丰满,声音单调,总谐波失真（,THD,）高,总谐波失真（,THD,）低,总谐波失真（,THD,）高,总谐波失真（,THD,）低,声音浑浊,声音清晰,功率大,功率小,功率大,功率小,声音可以较大,声音相对较小,