扬声器的分类/构成/工作原理/性能指标/检测

扬声器俗称喇叭，是一种十分常用的电声换能器件，是音响、电视机、收音机、放音机、复读机等电子产品中的主要器件。常见的扬声器实物外形和电路符号如下图所示，在电路中常用字母“B”或“BL”表示。

1．扬声器的分类

扬声器按换能机理和结构可分为动圈式（电动式）、电容式（静电式）、压电式（晶体或陶瓷）、电磁式（压簧式）、电离子式和气动式等，其中电动式扬声器具有电声性能好、结构牢固、成本低等优点，应用最广泛；按声辐射材料可分为纸盆式、号筒式、膜片式扬声器；按纸盆形状可分为圆形、椭圆形、双纸盆和橡皮折环扬声器；按工作频率可分为低音、中音、高音扬声器；按音圈阻抗分为低阻抗和高阻抗扬声器；按效果可分为直辐和环境声扬声器等。

2．扬声器的构成

扬声器由纸盆、磁铁（外磁铁或内磁铁）、铁芯、线圈、支架、防尘罩等构成，如下图所示。

3．电动式扬声器的工作原理

当处于磁场中的音圈（线圈）有音频电流通过时，就产生随音频电流变化的磁场，这一磁场和永久磁铁的磁场发生相互作用，使音圈沿着轴向振动，带动纸盆使周围大面积的空气发生相应的振动，从而将机械能转换为声能，发出悦耳的声音。

4．扬声器的主要性能指标

（1）标称功率

标称功率也叫额定功率、不失真功率。它是指扬声器在额定不失真范围内允许的最大输入功率，在扬声器的商标、技术说明书上标注的功率值就是标称功率值。

（2）最大功率

最大功率是指扬声器在某一瞬间所能承受的峰值功率。为保证扬声器工作的可靠性，要求扬声器的最大功率为标称功率的2～3 倍。

（3）额定阻抗

扬声器的阻抗一般和频率有关。额定阻抗是指音频为400Hz 时，从扬声器输入端测得的阻抗值。它一般是音圈直流电阻的1.2～1.5 倍。一般动圈式扬声器阻抗有4Ω、8Ω、16Ω、32Ω等多种。

（4）频率响应

当扬声器的音圈输入了相同电压但频率不同的音频信号后，就会产生变化的声压。一般情况下，中音频信号产生的声压较大，而低音频、高音频信号产生的声压较小。当声压下降为中音频信号的某一数值时的高、低音频率范围，就是扬声器的频率响应特性，也就是频率响应范围。理想扬声器的频率特性应为 20～20kHz，这样就能把全部音频信号均匀地重放出来，然而一只扬声器是不可能实现这样的功能的。每一只扬声器只能较好地重放音频信号的某一部分。

（5）失真

扬声器的失真有频率失真和非线性失真两种。其中，频率失真是由于对某些频率的信号放音较强，而对另一些频率的信号放音较弱造成的。失真破坏了原来高低音响度的比例，改变了原声音色。而非线性失真是由于扬声器振动系统的振动和信号的波动不能完全一致，在输出的声波中增加了一新的频率成分。

（6）指向性

指向性用来表征扬声器在空间各方向辐射的声压分布特性，频率越高指向性越差，纸盆越大指向性越强。

5．扬声器的检测

（1）好坏的判断

如下图所示，将万用表置于“R × 1”挡，用红表笔接音圈（线圈）的一个接线端子，用黑表笔点击另一个接线端子，若扬声器能够发出“咔咔”的声音，说明扬声器正常；否则说明扬声器的音圈或引线开路。

方法与技巧：若手头没有万用表，也可以利用一节5号电池和一根导线对扬声器的音圈是否正常进行判断。方法是将电池的负极与音圈的一个接线端子相接，电池正极接导线的一端，用导线的另一端点击音圈的另一个接线端子，正常时扬声器也能发出“咔咔”的声音。

（2）阻抗的估测

扬声器铁芯的背面通常有一个直接打印或贴上去的铭牌，该铭牌上一般都标有阻抗的大小，若铭牌脱落导致无法识别它的阻抗时，则需要使用万用表进行判别。将万用表置于“R × 1”挡，调零后，测量线圈的电阻，阻值为6.1Ω，将该值乘以1.3 得到的数值为7.93Ω，说明被测扬声器的阻抗为8Ω。

（3）极性的判断

扬声器必须要按正确的极性连接，否则会因相位失真而影响音质。大部分扬声器在背面的接线支架上通过标注“+”、“−”的符号标出两根引线的正、负极性，而有的扬声器并未标注，为此需要对此类扬声器的极性进行判别。采用的判别方法主要有电池检测法和万用表检测法两种。

提示；同一个厂家生产的扬声器背面引线架上标注的正、负极性基本是一致的。

方法与技巧：利用电池判别扬声器的极性时，将一节 5 号电池的正、负极通过引线点击扬声器音圈的两个接线端子，点击的瞬间及时观察扬声器的纸盆振动方向。若纸盆向上振动，说明电池正极接的接线端子是音圈的正极，电池负极接的接线端子是音圈的负极。反之，若纸盆向下（靠近磁铁的方向）振动，说明电池的负极接的引脚是扬声器的正极。利用万用表判别扬声器的极性时，将它置于“R × 1”挡，用两个表笔分别点击扬声器音圈的两个接线端子，在点击的瞬间及时观察扬声器的纸盆振动方向。若纸盆向上振动，说明黑表笔接的端子是音圈的正极；若纸盆向下振动，说明黑表笔接的端子是扬声器音圈的负极。另外，也可以采用万用表电流挡判别扬声器的极性，但没有上述两种方法简单、准确。
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