传输信道的传输函数和频率响应应为何会变化(在把手放在扬声器和麦克风之间,除了带来更大的衰减之外)?

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手把手教你搞懂麦克风的技术指标
[提要]当你阅读麦克风技术指标的时候,重要的是你要知道怎么去理解它们。在大部分的状况下,技术指标可以通过很多方法来得到。
音响网 &当你阅读技术指标的时候,重要的是你要知道怎么去理解它们。在大部分的状况下,技术指标可以通过很多方法来得到。
麦克风的技术指标可以证明它的电声特性,却不能表示的音质。举个例子,一个频率响应曲线可以如实的展现麦克风将如何录制正弦曲线频率。但是无论如何详细的,彻底的清晰的技术参数都不能展现实际的音质。
多数的麦克风技术指标里最基础的就是dB 的单位。分贝是一个相对数,等同于人耳在声音的压力下感到的变化曲线。此外,分贝的变化是很平稳的,而且相对于声压数据的巨大的变化。
分贝是以一个特定的声压为参考的相对数值,通常将20 微帕这人耳刚刚可以察觉的响度为参考,定义为0 分贝。请注意,0 分贝并不代表没有一点声音,这只是根据大多数人的耳朵对于声音的察觉度而规定的一个数值。
频率响应曲线阐述了麦克风将声音的能量转化为电信号的能力,并且不管信号是保真的的还是录入的时候被渲染的。注意不要误把频率范围认为是频率响应。麦克风的频率范围,大多数情况下告诉你的是话筒录音的频段,但可能存在误差。
举例:DPA 4006 全指向话筒频率响应
拾音轴向内:20Hz - 20kHz ±2dB
多样的录放频率响应曲线
许多专业设备的制造厂商总是提供多种频率响应曲线,这对于了解麦克风在不同的声场和不同的方向产生反应是很有必要的。
拾音轴内响应
拾音轴内响应指的是话筒对来自振膜正面 (0°)声音的响应。这项指标会因为拾音距离的不同而变化,例如单指向话筒的近讲效应就是一个例子。
扩散声场频响
扩散声场频响曲线阐述了麦克风在高混响声场的反应,在这个音响环境里的声音没有准确的方向。声音的反射来自于墙面,地板,天花板等等,和直接声一样大,甚至更大,并且每个地方声压级都是一样的。如果在这种情形选择全指向话筒会非常有趣,因为它们可以拾取声场所有的低频频段,扩散声场在频率响应上会对高频进行陡降式衰减。
拾音轴向内与离轴频率响应,用DPA 4011 心型指向话筒在30 厘米处测量
离轴响应可以展现来自话筒不同角度的声音频率曲线。当你试验一支心型话筒的正面与其它角度拾音的差别是很有趣的一件事情。即使离轴响应的电平衰减的厉害,但这条曲线是否平直非常重要,否则就会为拾音引入离轴声染色。
一个极性坐标图常用于展示中心频率从不同的角度进入麦克风的情况。坐标图可以展示话筒背面拾音频率是均匀(或不均匀)。
举例:4006全指向电容话筒
参考点一般用1KHz 正弦波信号正对话筒振膜来得的圆周来定义。除非特别强调,一般圆周之间按5dB 计算。通过这样的方法,你可以看出不同中心频率的指向性,一般中心频率点是5KHz,10kHz 和20kHz。
响应曲线必须平滑,对称,这表示话筒没有声染。极端的波峰和凹陷都是话筒指向性不好的象征,不同中心频率的响应曲线绝对不能交叉到一起。通过极性图你可以了解到全指向话筒的高频指向性通常比较强。(看最中间的那个圆圈)
等化噪音电平
等化噪音电平(就是话筒的本底噪音),当话筒在录音的时候,自己也产生一些噪音。话筒本底噪音低是很重要的,这意味着声源声压小的时候声音不至于被话筒本身的噪音淹没。本底噪音与话筒的动态范围也有直接的关系。
有两个常用的标准:
1. dB(A)计权,它表示人耳对录音SPL的感知,尤其是对低频部分不敏感。好的结果通常是在15dB(A)以下。
2. CCIR 468-1 计权,与dB(A)不同,在这个标准下,25-30dB 是一个不错的指标。
例如:DPA4041-S 全指向电容话筒
等化噪音电平 A 计权:最大值 7 dB(A) re. 20 μPa
等化噪音电平 CCIR 468-1: 最大 19dB
灵敏度指的是话筒将声压转化为电平的能力。高灵敏度话筒输出高电平,不需要后级话放进行过多的增益。高灵敏度话筒用于微小声音拾音的时候非常有用,话筒的高灵敏度让后级不需要太多增益,从而保证了低噪音。
根据IEC268-4 标准, 灵敏度的单位是mV,以每Pascal 声压在1 千赫测得。灵敏度的单位是dB,以1V/Pa 为测量条件,灵敏度为负数。一个严格的话筒厂商应该提供灵敏度偏差,由于生产的原因,一般这个偏差在2 个dB 以内。
立体声配对话筒
灵敏度,nominal, ±2 dB:
10 mV/Pa; -40dB re. 1 V/Pa unloaded (at 250Hz) Max
difference 1 dB
SPL 承受能力
SPL 声压级承受能力是很多录音中需要考虑的重要因素。一般音乐录音的SPL 峰值会比RMS 值高20 个dB。RMS 显示的是SPL 平均值,不能显示SPL峰值。
需要知道的重要事情:
1. SPL 必然伴随THD 总谐波失真。
2. 关于话筒最大可承受SPL 定义是:声压让话筒即将削波,输出方波。
THD 的常见数值为0.5%(1%也经常看到),这种小数点级别的失真可以被测量,但听不出来。要确保THD 指的是由完整的话筒来测试(振膜+前置放大器),很多厂商的数据来自前置放大器,失真度远远小于振膜。圆形振膜的失真度伴随输入声压以6dB 递增,所以你可以通过这个因素来计算出一个新的THD。
举例:4004 高声压级全指向电容话筒, 130 V
最大可承受声压级:168 dB SPL peak
总谐波失真度:
142 dB SPL peak(&0.5% THD)
148dB SPL peak(&1% THD)
话筒技术指标并不能表示话筒品质的全部,更不能体现主观音质。尽管不同厂商提供的数据没有完全的可比性,但技术指标还是可以从客观上帮助我们选择一支好话筒。
大振膜全指向话筒vs 小振膜全指向话筒
在你选择大振膜话筒与小振膜话筒之前,一定要了解两者特性上的不同。话筒特性之间的比较与音箱不一样。
通过下面的表,你可以直观的看到大振膜与小振膜话筒之间的不同。
Large Vs Small:Table 1
大振膜话筒的本底噪音比小振膜低。因为小振膜话筒的振膜面积小,这导致振膜表明坚硬,空气分子冲击振膜后会产生很多能量。是否可以录制极高声压级信号,是由振膜的灵敏度和面积决定的。
Large Vs Small:Table 2
大而顺从的振膜具有高灵敏度,反过来,小而坚硬的振膜灵敏度低。大振膜膜片容易运动,即使是比较低的声压级,也可以输出高电平。
Large Vs Small:Table 3
SPL 承受能力:
电容话筒SPL承受能力被下面两个因素限制:
话筒头,振膜与背板之间的距离,它们决定了振膜的坚硬程度,但也限制了振膜产生严重失真前的运动范围。
话筒前置放大器的电源供应限制了话筒的SPL 承受能力。
Large Vs Small:Table 4
全指向话筒可以感应声压的细微变化,大振膜和小振膜都是如此,大体上,拾取低频的能力与其他频率一样。它的下限频率由小排气孔来设置,这个小孔用来防止振膜运动时改变周围的气压。排气孔的面积(例如直径,长度)起到了声学低通滤波器的作用。上限频率由受几个因素影响,这些都和振膜的尺寸有关。
1. 大振膜倾向于衰减。这一点和扬声器技术相似,这与扬声器厂商用不同尺寸的单元重放不同的频率是一个道理。
2. 振膜的重量会衰减振膜的高频位移。
3.话筒罩边缘的衍射将限制极高频的拾取能力。
结论是大振膜话筒的频率范围比小振膜窄。下面的这个图形现实了频率响应之间的不同。
Large Vs Small:Table 5
方向性特征
当话筒摆在声场,话筒本身也会影响声音。这是由于话筒头尺寸产生的一种声学现象,总的来说,主要反映在高频。大振膜话筒高频的指向性强,小振膜话筒高频指向性弱。
Large Vs Small:Table 6
小振膜话筒的动态范围通常比大振膜话筒大。
Large Vs Small:Table 7
不同的振膜尺寸各有优劣,通过下面的表格,我们比较了小振膜,中型振膜,大振膜话筒的多项技术特性。
Large Vs Small:Table 8
单指向话筒VS.全指向话筒
这篇文章向大家讲述单指向与全指向的不同,让大家对话筒摆位的概念更加清晰,澄清PA 领域对全指向话筒的偏见。
很多音频工程师害怕在多话筒拾音的情况下选择全指向话筒,担心话筒之间的串音。“串音”就是我们在录音中听到的旁边的人说闲话的声音,为了避免这个问题,很多工程师在不实验的情况下就选择了单指向话筒。心型话筒往往是不错的选择,但有些时候全指向话筒可以得到更好的声音,因为全指向话筒有很好的声场,比较低的手持摩擦声,风声,喷口,它的近讲效应也比较少。
此外,某些高品质话筒的“串音”听起来非常自然。我们所担心的串音,是让声音变坏。如果一只话筒话筒拾取的串音在同一声场,而且自然,那么会给录音增加自然的堂音。DPA 的话筒,无论是单指向还是全指向,在它们的拾音轴线之外都有非常平滑和自然的频率响应。这些话筒不仅在拾音轴线区域音质好,在拾音轴线之外音质也很好。
通道隔离度
如果你选择全指向话筒,通道隔离度将低于单指向话筒,因为全指向话筒拾取来自所有方向的声音。因此,如果通道隔离度是录音的首选要素,那么全指向话筒所呈现的直接声和非直接声的比例非常不合适。
如果选择全指向话筒,因为它没有单指向话筒的近讲效应,所以我们应该尽可能的将话筒靠近声源。在一个自然声场进行录音,串音是无法完全避免的。少量的串音会给乐器录音带来漂亮的“空气”感。
按照常规,如果我们将心型话筒放在离声源17 厘米的位置,它所拾取的直接声与非直接声的比例与全指向话筒10 厘米的位置一样。
不同种类的话筒,拾音距离与获得相等直接声与反射声平衡度的关系。
声反馈前增益
在现场扩声领域使用全指向话筒需要好设备和有经验的音响工程师。
一般来说,用全指向话筒后,音响系统的声反馈前增益可能会减少,不过声反馈前增益受很多因素的影响。
单指向与全指向的声反馈特点也不一样。单指向话筒的啸叫往往在意想不到的情况下突然出现,全指向话筒的啸叫来得缓慢,经常是从低频的轰鸣声开始。在舞台上使用全指向可以带来一些特殊的好处,让你有可能去调整整个舞台的声反馈前增益。让演员可以在舞台上随处走动,话筒不会突然产生啸叫。
离轴声染色
心型话筒是最常用的单指向话筒,心型指向意味着在话筒正面130 度的范围属于它的拾音角。话筒背面有30dB 的声隔离,根据频率的不同会不一样。另外,心型话筒在拾音角度内具有非常平滑的频率曲线,但拾音角之外就不是这样。事实上,一些单指向话筒的拾音角之外的频率响应不好。这意味着从话筒侧面和背面拾取的声音或多或少存在“声染色”。
尽管从侧面和后面拾取的信号微弱,但还是会让录音变得的浑浊,不真实。请确认你用的单指向话筒具有平滑的非拾音轴向频率响应。
举例:DPA /22/23 的轴内和轴外响应
全指向话筒对360 度的方向具有相同的灵敏度,但对高频信号有明显的指向性。
振膜越小,全指向性更强。
举例:DPA 4007 全指向电容话筒极性图
单指向性话筒有几种,例如心型,超心型,枪型,它们的不同之处在于对侧面和后面的声隔离度。
举例:DPA 4011 心型指向话筒极性图
我们可以通过近距离拾音来增加通道隔离度,这样做的目的往往是为了防止“串音”。然而,当我们选择心型话筒用在这种场合的时候,会遇到一种损害音质我的近讲效应;当话筒靠近声源,低频提升。串音减少了,低频的轰隆声增加了。当你将单指向话筒靠近乐器,音色的中频和高频受到影响,不得不用均衡来调整音色的平衡。
4011 心型电容话筒的近讲效应
大多数全指向话筒具有极好的低频响应,而且在30 厘米的距离内失真度低于单指向话筒。在听音测试中,这个特点被描述为“低频丰满,温暖”。如果换成单指向话筒,可能需要用均衡器来弥补低频的损失。
风和噗噗噪音
气流,喷口和手持噪音也是使用单指向话筒需要考虑的问题。单指向话筒对这些噪音敏感度大于全指向话筒,由于振膜的原因,单指向话筒对这些比较灵敏。
单指向vs. 全指向:
失真度也是在全指向与单指向之间做出选择的因素。单指向的失真度要比全指向明显,这在大声压近距离拾音的时候非常重要。他们之间的失真度是明显的,你可以比较一下话筒参数表中两者THD 之间的区别。如果要用单指向话筒,一定要选择低失真,高headroom 的型号。
通过上面的叙述,我们可以对近距离拾音话筒的选择做出一个结论,请认真考虑首选全指向话筒。我们强烈建议总是先试试全指向话筒,养成习惯。它声音自然,可以承受极高的声压级,没有近讲效应,对风和喷口都不灵敏。
变压器输出VS.无变压器输出
电容话筒有变压器和无变压器的区别,请看下面的表格:
Tranformer vstranformerless: Table 1
我们举例用的是有名的DPA 4006,含变压器输出,用它与不带变压器的4006-TL进行对比。
大多数话筒变压器设计为高压变低压,变压器会降低话筒的灵敏度。因为灵敏度就是输出信号与声压级的比值。
Tranformer vstranformerless: Table 2
电缆负载能力
当输出信号经过变压器,电压根据变压器的转换线圈比率被降低,与此同时信号电流提高。提高的信号电流让话筒可以驱动更长的电缆。
Tranformer vstranformerless: Table 3
低频处理能力
输出变压器将产生一些可被听见的低频失真,变压器容易出现低频信号饱和现象。无变压器输出不但频率范围变宽,还有一件非常有趣的现象是80 Hz 周围的频段变得紧绷。
Tranformer vstranformerless: Table 4
输出变压器有好处也有坏处。下面的表格列出了一些比较。如果对音质要求极高,请选择无变压器输出的话筒,今天,话筒线一般都不会超过100 米。话放和AD 转换器一般都放在与话筒很近的地方,这让含变压器话筒可以驱动长电缆的优势变小。
&编辑:Eric
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请后再发言基本概述/扬声器
扬声器扬声器在音响设备中是一个最薄弱的器件,而对于音响效果而言,它又是一个最重要的部件。扬声器的种类繁多,而且价格相差很大。音频电能通过电磁,压电或静电效应,使其纸盆或膜片振动并与周围的空气产生共振(共鸣)而发出声音。按换能机理和结构分动圈式(电动式)、电容式(静电式)、压电式(或陶瓷)、电磁式(压簧式)、电离子式和气动式扬声器等,电动式扬声器具有电声性能好、结构牢固、成本低等优点,应用广泛;按声辐射材料分纸盆式、号筒式、膜片式扬声器 ;按纸盆形状分圆形、椭圆形、双纸盆和橡皮折环;按工作频率分低音、中音、高音,有的还分成录音机专用、电视机专用、普通和高保真扬声器等;按音圈阻抗分低阻抗和高阻抗;按效果分直辐和环境声等。扬声器分为内置扬声器和外置扬声器,而外置扬声器即一般所指的音箱。内置扬声器是指MP4播放器具有内置的,这样用户不仅可以通过耳机插孔还可以通过内置扬声器来收听MP4播放器发出的声音。具有内置扬声器的MP4播放器,可以不用外接音箱,也可以避免了长时间配带耳机所带来的不便。
外形特征/扬声器
扬声器(1)扬声器有两个接线柱(两根引线),当单只扬声器使用时两根引脚不分正负极性,多只扬声器同时使用时两个引脚有极性之分。
(2)扬声器有一个,它的颜色通常为黑色,也有白色。(3)扬声器的外形有圆形和椭圆形两大类。(4)扬声器纸盆背面是,外磁式扬声器用金属去接触磁铁时会感觉到磁性的存在;内磁式扬声器中没有这种感觉,但是外壳内部确有磁铁。(5)扬声器装在机器面板上或内。
构造部件/扬声器
最常见的电动式锥形纸盆扬声器。电动式锥形扬声器即过去常说成纸盆扬声器,尽管现在振膜仍以纸盆为主,但同时出现了许多高分子材料振膜、金属振膜,用锥形扬声器称呼就名符其实了。锥形纸盆扬声器大体由磁回路系统(、芯柱、导磁板)、振动系统(纸盆、音圈)和支撑辅助系统(定心支片、盆架、垫边)等三大部分构成。
扬声器1.音圈:音圈是锥形纸盆扬声器的驱动单元,它是用很细的铜导线分两层绕在纸管上,一般绕有几十圈,又称线圈,放置于导磁芯柱与导磁板构成的磁疑隙中。音圈与纸盆固定在一起,当声音电流信号通入音圈后,音圈振动带动着纸盆振动。
2.纸盆:锥形纸盆扬声器的锥形振膜所用的材料有很多种类,一般有和人造纤维两大类。天然纤维常采用棉、木材、羊毛、绢丝等,人造纤维刚采用人造丝、尼龙、玻璃纤维等。由于纸盆是扬声器的声音辐射器件,在相当大的程度上决定着扬声器的放声性能,所以无论哪一种纸盆,要求既要质轻又要刚性良好,不能因环境温度、湿度变化而变形。
3.折环:折环是为保证纸盆沿扬声器的轴向运动、限制横向运动而的,同时起到阻挡纸盆前后空敢流通的作用。折环的材料除常用纸盆的材料外,还利用塑料、天然橡胶等,经过热压粘接在纸盆上。
4.定心支片:定心支片用于支持音圈和纸盆的结合部位,保证其垂直而不歪斜。定心支片上有许多同心圆环,使音圈在磁隙中自由地上下移动而不作横向移动,保证音圈不与导磁板相碰。定心支片上的防尘罩是为了防止外部灰尘等落磁隙,避免造成灰尘与音圈摩擦,而使扬声器产生异常声音。
车载音响/扬声器
扬声器扬声器(SPEAKER)俗称喇叭,是一套中不可或缺的重要器材。所有的音乐都是通过“喇叭”发出声音,供人们聆听、欣赏。作为将电能转变为“声能”的惟一器材,喇叭的品质、特性,对整个音响系统的,起着决定性作用。
喇叭在汽车音响系统中的重要性更为突出。要想表现出极佳的音色与定位感,扬声器的数量和其布置方式是很重要的条件。扬声器与效果:在汽车音响领域,人们一直在追求这样一种效果:坐在汽车里就如同坐在舞台前,所有的声音都是从前处发出来的,闭上眼睛,就如同感受到身处演唱会现场。每种乐器的音响都可以达到最佳的重播效果。这就是我们通常所说的专业级的Hi—Fi(High Fidelity高保真)效果。 达到理想的Hi—Fi效果,关键是做到同步和各频段信号的放大比例相同。这对家用音响来说并不是件难事。因为家用音响的高中低频单元都放在同一个固定的箱体里,而且所有的音乐信号都经过同一台功放加以放大,放大比例一致也就比较容易达到一个优良的平衡度。但汽车音响不同,由于安装位置的局限,超低音单元通常只能安装在后,中低音单元一般只能安装在车门的下前方,高音单元则一般安装在A柱附近。这样出来的效果很可能只听到前面的高音与从后面传来的低音,而中音部分则显得较弱。此外出于不同单元的放大及功率要求不同,音响一般只能采取多台功放驱动扬声器的方式(许多设计低频部分就需由多台功放放大),因此音色平衡度方面很难达到一个理想的水平。 解决这些难题涉及的因素很多,扬声器的数量与安装布置是其中的关键之一。扬声器的数 扬声器量能决定声音发出点的分配,多则细,少则糙。 一般高级车的扬声器的数量比普通车型扬声器的数量多。扬声器的安装位置往往影响着汽车音响的音质效果,同一对扬声器在不同的安装位置就会产生不同的效果,因此中高级轿车音响喇叭的安装位置要经过种种测试后才能确定下来。 .通过扬声器的数量加之正确的安装经验与技巧,正确处理不同喇叭的安装位置,保持其良好的指向性,与相容的作技术性调校,最终获得良好的效果。 安装布置方式直接影响Hi—Fi效果 对从专业角度讲,具有优秀音色平衡的可通过前置声场效果(声响效果感觉前置)、声场定位(不同音源在声场中定位准确)、空间感(低音的回响效果对音响效果的空间感受)、重播效果(声音还原保真效果)、声像效果(音质、音色及画面质量效果)等方面分别考核。 良好的(STAGING)主要取决于设置在驾驶室前排的高音单元和设置在驾驶室左右的中音单元。因为人的听觉系统主要是靠中音频率部分的声波到达左右耳朵的先后来进行声源定位的。安装在A柱附近的高音扬声器与安装在车门下前方的只有达到协调的频繁匹配才能形成协调的声源一致感。同时考虑到听众的位置,左右中音扬声器的放声角度还要根据不同情况反复计算,准确调校,只有这样才能使汽车音响要达到良好的声场定位。 所以汽车扬声器的布置方式对于汽车的音响听觉效果是很重要的。
原理解析/扬声器
扬声器扬声器是一种把转变为声信号转变为声信号的换能器件,扬声器的性能优劣对音质的影响很大。
(一)扬声器的种类扬声器的种类很多,按其换能原理可分为电动式(即动圈式)、静电式(即电容式)、电磁式(即舌簧式)、压电式(即晶体式)等几种,后两种多用于有线中;按频率范围可分为、、,这些常在音箱中作为组合扬声器使用。(1)低频扬声器对于各种不同的音箱,对低频扬声器的品质因素——Q0值的要求是不同。对闭箱和来说,Q0值一般在0.3~0.6之间最好。一般来说,低频扬声器的口径、磁体和音圈直径越大,低频重放性能、瞬态特性就越好,灵敏度也就越高。 低音单元的结构形式多为锥盆式,也有少量的为平板式。低音单元的振膜种类繁多,有振膜、振膜、振膜、振膜、防弹布振膜、振膜、、纸振膜等等。采用铝合金振膜、玻璃纤维振膜的低音单元一般口径比较小,承受功率比较大,而采用强化纸盆、玻璃纤维振膜的低音单元重播音乐时的音色较准确,整体平衡度不错。 (2)中频扬声器一般来说,中频扬声器只要频率响应曲线平坦,有效频响范围大于它在系统中担负的放声频带的宽度,阻抗与灵敏度和低频单元一致即可。有时中音的功率容量不够,也可选择灵敏度较高,而阻抗高于低音单元的中音,从而减少中音单元的实际输入功率。中音单元一般有和球顶两种。只不过它的尺寸和承受功率都比高音单元大而适合于播放中音频而已。中音单元的振膜以纸盆和绢膜等软性物质为主,偶尔也有少量的合金球顶振膜。扬声器(3)高频扬声器高音单元顾名思义是为了回放高频声音的扬声器单元。其结构形式主要有号解式、锥盆式、球顶式和带式等几大类。
(二) 电动式扬声器的结构和工作原理电动式扬声器应用最广泛,它又分为纸盆式、号筒式和球顶形三种。这里只介绍前两种。1、纸盆式扬声器纸盆式扬声器又称为。它由三部分组成:①振动系统,包括锥形纸盆、音圈和定心支片等;②磁路系统,包括永义磁铁、导磁板和场心柱等;③辅助系统,包括盆架、接线板、压边和防尘盖等。当处于磁场中的音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发生相互作用,使音圈沿着轴向振动,由于扬声器结构简单、低音丰满、音质柔和、频带宽,但效率较低。2、号筒式扬声器号筒式扬声器的结构,它由振动系统(高音头)和号筒两部分构成。振动系统与纸盆扬声器相似,不同的是它的振膜不是纸盆,而是一球顶形膜片。振膜的振动通过号筒(经过两次反射)向空气中辐射声波。它的频率高、音量大,常用于室外及方场扩声。(三)扬声器的主要性能指标扬声器扬声器的主要性能指标有:、频率响应、额定功率、额定阻抗、指向性以及失真度等参数。1、扬声器的功率有标称功率和最大功率之分。标称功率称额定功率、不失真功率。它是指扬声器在额定不失真范围内容许的最大输入功率,在扬声器的、技术说明书上标注的功率即为该功率值。最大功率是指扬声器在某一瞬间所能承受的峰值功率。为保证扬扬器工作的可靠性,要求扬声器的为标称功率的2~3倍。2、额定阻抗扬声器的一般和频率有关。额定阻抗是指为400Hz时,从扬声器输入端测得的阻抗。它一般是音圈直流电阻的1.2~1.5倍。一般动圈式扬声器常见的阻抗有4Ω、8Ω、16Ω、32Ω等。3、频率响应给一只扬声器加上相同电压而不同频率的音频信号时,其产生的声压将会产生变化。一般中音频时产生的声压较大,而低音频和高音频时产生的声压较小。当声压下降为中音频的某一数值时的高、低音频率范围,叫该扬声器的频率响应特性。理想的扬声器频率特性应为20~20KHz,这样就能把全部音频均匀地重放出来,然而这是做不到的。每一只扬声器只能较好地重放的某一部分。4、失真扬声器不能把原来的声音地重放出来的现象叫失真。失真有两种:频率和。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够完全一致造成的,在输出的声波中增加一新的频率成分。扬声器5、指向特性用来表征扬声器在空间各方向的声压分布特性,频率越高指向性越狭,纸盆越大指向性越强。
(四)扬声器的使用要根据使用的场反和对声音的要求,结合种扬声器的特点来选择扬声器。例如,室外以语音为主的广播,可选用电动式呈筒扬声器,如要求音质较高,则应选用电动式扬声器箱或音柱:室内一般,可选单只电动纸盆扬声器做成的小音箱:而以欣赏音乐为主或用于高质量的会扬扩音,则应选用由高、低音扬声器组合的扬声器箱等。在使用扬声和对应注意以下几点:(1)扬声器得到的功率不要超过它的额定功率,否则,将烧毁,或将音圈振散。电磁式和压电陶瓷式扬声器工作电压不要超过30V。(2)注意扬声器的阻抗应与输出线路配合,具体做法可参看扩音机一节。(3)要正确选择扬声器的型号。如在广场使用,应选用高音扬声器;在室内使用,应选用纸盆式扬声器,并选好助音箱。也可将高、低音扬声器做成功扬声器组,以扩展频率响应范围。(4)在布置扬声器的时候,要做到匀且足够的,如用单只(点)扬声器不能满足需要,可多点设置,使每一位听众得到几乎相同的声音响度,提高声音的清晰度;有好的方位感,扬声器安装时应高于地面3米以上,让听众能够“看”到扬声器,并尽量使水平方位的听觉(声源)一视觉(讲话者)要尽量一致,而且两只扬声器之间的距离也不能过大。(5)电动号筒式扬声器,必须把音头套在号筒上后才能使用,否则很易损坏发音头。(6)两个人以扬声器放在一起使用时,必须注意相位问题。如果是反相,声音将显着削弱。测定扬声器相位的最简单方法利用高灵敏度表头或万用表的50~250μA电流挡,把测试表与扬声器的接线头相连接,双手扶住纸盆,用力推动一下,这时就可从表针的摆动方向来测定它们的相位。如相同,表针向一个方向摆动。此时可把与正表笔相连的音圈引出头作为“十”级。扬声器附:号筒式扬声器音膜安装技巧号筒式扬声器在农村和的一些集市上仍在广泛使用,而号筒式扬声器的音膜一旦损失后,要保证音膜位置的正确安装下面介绍一种方法,能够比较容易地解决这个问题。安装可分两步进行。第一步,选取适当厚度纸张,裁两条宽松~10mm,长度比中心片的直径大20mm的纸条。然后把两纸条互相垂直地放在中心片上(位置要取中)。为了防止它们移动,可用一点把它们粘住。将纸条的两端插入磁隙中。把音膜上的音圈对准磁隙,轻轻压下去。由于纸条的存在,这时音圈的位置正好在磁隙中间,而不会偏斜。在音膜边缘上测涂上测涂上万能胶,并把音头的上盖盖好。对正螺孔,把螺拧紧。并在适当位置记好上盖上与音头的相对位置。放置8小时,待万能胶完全干透后,便可拧开,取下上盖。这时,音膜已粘在上盖上了。第二步,把焊在接线柱上。取下两张纸条,然后把上盖盖回去,注意对准原来所做的记号。这时可用万用表R×挡或1.5V干电池,一边不断碰触两接线柱,发出“喀喀”声,一边轻敲上盖,至“喀喀”声达最大,而且没有摩擦声音时,便可逐渐拧紧固定螺丝。在拧螺丝时,应对称地轮换旋紧,而不应将一只螺丝旋得很紧以后,再去旋紧第二只螺丝。
性能参数/扬声器
扬声器扬声器的参数是指采用专用的扬声器测试系统所测试出来的扬声器具体的各种性能参数值.其常用的参数主要包括:Z,Fo,η0,SPL,Qts,Qms,Qes,Vas,Mms,Cms,Sd,BL,,Gap gauss.以下分别是这几种参数其意义。Z:是指扬声器的,包括有:额定阻抗和直流阻抗.(单位:欧姆/ohm),通常指额定阻抗。扬声器的额定阻抗Z:即为阻抗曲线第一个极大值后面的最小阻抗模值,即图1中点B所对应的阻抗值。它是计算扬声器电功率的基准。直流阻抗DCR:是指在音圈线圈静止的情况下,通以直流信号,而测试出的阻抗值. 我们通常所说的4欧或者8欧是指额定阻抗。Fo(最低)是指扬声器阻抗曲线第一个极大值对应的频率。
单位:(Hz)扬声器的阻抗曲线图是扬声器在正常工作条件下,用或测得的扬声器阻抗模值随频率变化的曲线。η0(扬声器的效率):是指扬声器输出声功率与输入电功率的比率。SPL(声压级):是指喇叭在通以额定阻抗1W的电功率的电压时。在参考轴上与喇叭相距1m的点上。扬声器单位:分贝(dB)产生的声压。
Qts :扬声器的总品质因数值。Qms:扬声器的值。Qes:扬声器的电品质因数值。Vas(喇叭的有效):是指密闭在刚性容器中空气的声顺与扬声器单元的声顺相等时的容积。Mms(振动质量):是指扬声器在运动过程中参与振动各部件的质量总和,包括部分,音圈,弹波以。单位:克(gram).及参与振动的空气质量等。Cms(力顺):是指扬声器振动系统的支撑部件的柔顺度。其值越大,扬声器的整个振动系统越软。单位:毫米/(mm/N)Sd(振动面积):是指在扬声器的振动过程中,鼓纸/振膜的有效振动面积。单位:平方米(m2).。BL(磁力):间隙磁感应强度与有效音圈线长的乘积。单位:(T*M)。Xmax:音圈在振动过程中运动的线性行程。单位:毫米(mm)。Gap Gauss:间隙磁感应强度值.单位:(Tesla)。
材料选择/扬声器
扬声器低档塑料音箱因其箱体单薄、无法克服,无音质可言(也有部分设计好的塑料音箱要远远好于劣质的木质音箱);木制音箱降低了箱体谐振所造成的音染,音质普遍好于塑料音箱。通常多媒体音箱都是双单元二分频设计,一个较小的扬声器负责中高音的输出,而另一个较大的扬声器负责中低音的输出。挑选音箱应考虑这两个喇叭的材质:多媒体有源音箱的高音单元现以软球顶为主(此外还有用于模拟音源的等),它与数字音源相配合能减少高频信号的生硬感,给人以温柔、光滑、细腻的感觉。多媒体音箱现以质量较好的丝膜和成本较低的PV膜等软球顶的居多。低音单元它决定了音箱的声音的特点,选择起来相对重要一些,最常见的有以下几种:纸盆,又有、、等几种。
纸盆音色自然、廉价、较好的刚性、材质较轻灵敏度高,缺点是防潮性差、制造时一致性难以控制,但顶级HiFi系统中用纸盆制造的比比皆是,因为声音输出非常平均,还原性好。防弹布,有较宽的频响与较低的失真,是酷爱强劲低音者之首选,缺点是成本高、制作工艺复杂、灵敏度不高轻音乐效果不甚佳。羊毛编织盆,质地较软,它对柔和音乐与轻音乐的表现十分优异,但是低音效果不佳,缺乏力度与震撼力。PP()盆,它广泛流行于高档音箱中,一致性好失真低,各方面表现都可圈可点。此外还有像纤维类振膜和复合材料振膜等由于价格高昂极少应用于普及型音箱中。扬声器尺寸自然是越大越好,大口径的低音扬声器能在低频部分有更好的表现,这是在选购之中可以挑选的。用高性能的扬声器制造的音箱意味着有更低的瞬态失真和更好的音质。普通多媒体音箱低音扬声器的喇叭多为3~5英寸之间。用高性能的扬声器制造的音箱也意味着有更低的瞬态失真和更好的音质。
引脚极性/扬声器
扬声器扬声器的引脚极性是相对的,只要在同一室中使用的各扬声器规定一致即可。多于一只扬声器运用时,出于这样的原因需要分清各扬声器引脚极性:两只扬声器不是同极性相串联或并联时,流过两只扬声器的电流方向不同,一只从音圈的头流入,一只从音圈的尾流入,这样当一只扬声器的纸盆向前时,另一只扬声器的纸盆向后振动,两只扬声器纸盆振动相位相反,有一部分空气振动的能量被抵消。所以要求多于一只扬声器在同一室内中运用时,同极性相串联或,以使各扬声器纸盆振动的方向一致。一些扬声器背面的接线支架上已经用“+”“-”符号标出两根的正负极性,可以直接识别出来。扬声器的引脚极性可以采用视听判别法,两只扬声器两根引脚任意并联起来,接在功率放大器输出端,给两只扬声器馈入,两只扬声器同时发出声音。将两只扬声器口对口接近,如果声音越来越小,说明两只扬声器反极性并联,即一只扬声器的正极与另一只扬声器的负极相并联。上述识别方法的原理是:两只扬声器反极并联时,一只扬声器的纸盆向里运动,另一只扬声器的纸盆向外运动,这时两只扬声器口与口之间的声压减小,所以声音低。当两只扬声器相互接近后,两只扬声器口与口之间的声压更小,所以声音更小。利用万用表的直流电流档识别出扬声器极性办法是:万用表置于最小的直流电流档(微安档),两只表棒任意接扬声器的两根引脚,用手指轻轻而快速将纸盆向里推动,此时表针有一个向左或向右的偏转。当表针向右偏转时(如果向左偏转,将红黑表棒互相反接一次),红表棒所接的引脚为正极,黑表棒所接的引脚为负极。同样的方法和极性规定,检测其他扬声器,这样各扬声器的引脚极性就一致了。这一方法能够识别扬声器引脚极性的原理是:按下纸盆时,由于音圈有了移动,音圈切割永久磁铁产生的磁场,在音圈两端产生感生电动势,这一电动势虽然很小,但是万用表处于量程很小的电流档,电动势产生的电流流过,表针偏转。由于表针偏转方向与红黑表棒接音圈的头还是尾有关,这样可以确定扬声器引脚的极性。
扬声器识别扬声器的引脚极性过程中要注意以下两点:(1)直接观察扬声器背面引线架时,对于同一个厂家生产的扬声器,它的正负引脚极性规定是一致的;对于不同厂家生产的扬声器,则不能保证一致,最好用其他方法加以识别。(2)采用万用表识别高声扬声器的引脚极性过程中,由于高声扬声器的音圈较少,表针小,不容易看出来,此时可以快速按下纸盆,可使表针偏转角度大些。按下纸盆时小心,切不可损坏纸盆。扬声器故障处理方法开路故障:两根引脚之间的电阻为无穷大,在电路中表现为无声,扬声器中没有任何响声。纸盆破裂故障:直接检查可以发现这一故障,这种故障的扬声器要更换。音质差故障:这是扬声器的软故障,通常不能发现什么明显的故障特征,只是声音不悦耳,这种故障的扬声器要更换处理。业余条件下对扬声器的检测只能采用试听检查法和万用表检测法。试听检查法是将扬声器接在功率放大器的输出端,通过听声音来主观评价它的质量好坏。采用万用表检测扬声器也是粗略的。测量直流电阻:用R*1档测量扬声器两引脚之间的,正常时应比铭牌扬声器阻抗略小。例如8欧姆的扬声器测量的电阻正常为7欧姆左右。测量阻值为无穷大,或远大于它的标称,说明扬声器已经损坏。听喀喇喀喇响声:测量直流电阻时,将一只表棒断续解除引脚,应该能听到扬声器发出喀喇喀喇响声,响声越大越好,无此响声说明扬声器音圈被卡死。直观检查:检查扬声器有无纸盆破裂的现象。检查磁性:用螺丝刀去试磁铁的磁性,磁性越强越好。
发展历程/扬声器
扬声器自从人类有了梦想,我们就一直努力着,企盼着有一天可以把那些留下,藏在怀里,甚至可以将它们重复播放。这从企盼到尝试到最终如愿以偿的过程,就是人类在电与声的探索中逐渐摸索、逐步成长的过程。
:为了能更好的讲述人类电声史的故事,我们从第一次把人类的声音传达到远方的“”开始说起。一百多年前的日,Alexander Graham Bell提出了历史上最重要的一份专利“电话”。该项发明让人类的声音从此可以传到比叫喊更远的地方,人类也从此懂得了声与电的转换关系,并从此乐此不疲。为了更好的回放记录被记录下的声音,1910年,S. G. Brown将驱动力和,发明了“” 。:而在1910年,Baldwin 又发明了“balanced armature”平衡电枢耳机。电枢式耳机是在一个U型的磁铁的中间架设可移动铁片(电枢),当电流流经线圈时电枢会受磁化与磁铁产生,并同时带动振膜运动。这种设计成本低廉,虽然效果不佳,但在当时也是划时代的发明,该项技术多用在电话筒与小型耳机上。在记录声音的科技方面,1917年,Wente 和Thuras设计了电容式麦克风。到了上世纪30年代中期,根据电容式麦克风原理,静电扬声器面世。上世纪50年代初期,C. V. Bocciarelli 提出 “constant charge”恒定电荷法则。P. Walker在同一时期独立发展了相同理论,并将其应用到著名的Quad静电扬声器设计中。式声器基本原理是库伦(Coulomb)定律,通常是以塑胶质的膜片加上铝等电感性材料汽化处理,两个膜片面对面摆放,当其中一片加上正高压时另一片就会感应出小电流,藉由彼此互相的吸引排斥作用推动空气就能发出声音。静电单体由於质量轻且振动分散小,所以静电扬声器工作于中高频段,音质轻盈细致,富有特色,很容易得到清澈透明的中高音。但是它的效率不高,声压输出低,动态小,成本较为昂贵也是其弱项。扬声器:和Bell同一时期,不同的扬声器类型被提出。作为一种业余兴趣,Ernst W. Siemens (Siemens & Halske公司创始人)于日,申请了电动式扬声器原型,让带支撑系统的音圈处于磁场中,以便使振动系统保持轴向运动。当时主要用于继电器而不是扬声器领域。日, Siemens申请了号筒专利,在一个移动的音圈上面附着一个羊皮纸作为声音辐射器,羊皮纸可以制成指数型锥体形状,这是第一个留声机时代的号筒实型。1898年,Oliver Lodge申请了第一个实用电动式扬声器专利,将放在内外圆极板的中运动,和许多发明一样,当时这个伟大的发明太超前了。这个发明决定了现在99%的现代动圈扬声器的结构。又过了整整25年,上世纪20年代,无线电广播出现。C. W. Rice 和 E. W. Kellogg发表了划时代的论文'新型非号筒式单元',详细介绍了直接辐射式扬声器,利用这个理论设计的售价为250的Radiola 104音箱风靡美国。在过去的五十年间,电动式扬声器的基本原理没有变化,只是改进了设计细节及零件。频响范围动态范围等方面较老产品有了长足的发展。电动式扬声器以结构简单,音质优秀,成本低,动态大已经成为目前市场主流。
:号筒式扬声器起源于。1928年,Wente 和Thuras 生产了他们的高效率的号筒式扬声器接受器。号筒式扬声器的原理是振膜推动位於号筒底部的空气而工作,因为声阻很大所以效率非常高,但由于号角的形状与长度都会影响音色,要重播低频也不太容易。今天,高效率的号筒主要应用于专业扩声领域。扬声器:在上述扬声器技术逐渐成型期间,人们开始明白了理想的换能器应当使用可以通过电流的薄片振动膜,大家开始构思带式扬声器。1923年1月,Siemens Halske的Schottky和Gerlach申请了第一个带式扬声器专利。它将一个水平波浪型纯安装在磁体两极之间,波浪形纯铝膜可以降低纵向硬度,降低了谐振频率。1931年,Olson 和 Massa 生产了带式麦克风。带式扬声器主要应用于中高频段,由于其频响曲线平直,高频上限极高,有着非常好的瞬态效果,因此可以方便的形成线性声源。虽然人类电声的历史是如此曲折复杂,但如今确实涌现出非常多的优秀创新型电声扬声器,而事实上,这些创新的扬声器设计让很多上世纪最好的电声科学家。
1997年,HiVi惠威()将0.005毫米铝电路蒸涂蚀刻到高强度Kapton薄膜上面,用组成平面矩阵磁场,彻底改进了传统纯铝带式扬声器的振膜强度低,需配备阻抗变压器,输入功率低,寿命短等先天性缺点。2001年,惠威开发了灵敏度高达103dB的专业扩声用带式扬声器R2pro!并且推出了世界上第一款宽辐射角多单元专业系统Pro1808,正式将带式扬声器引入到专业扩声领域。2003年,开发了世界首创两路环形带式同轴中高频扬声器S1( 2-Way Mid-High Range Ribbon Coaxial Driver)。这简直一种天才的设计,它巧妙的把电动扬声器的振膜和折环融合在了一起,有了这样的设计,音响制造商们就可以生产出更高质量的音箱,因为这样的同轴中高频扬声器从中频到高频都有非常平直的频响和极佳音乐质感,绝对是不多得的扬声器极品。
2005年,惠威又开发了世界首创三路带式同轴全频扬声器Trinity6 (3-Way Full Range Ribbon Coaxial Driver)。这是一种大型的扬声器单元,低音单元音圈直径高达3英寸。它融合了传统振膜和惠威带式同轴单元的优势,可以让一只单元的频响变得非常宽广,从一直跨越至高频段。Trinity6从某种意义上来说已经成为完美的发声体,频率回放范围跨越全频带,而且同轴共点发声,可以说的诞生意味着人类电声发展史又迎来了新的一页。自上世纪惠威开发了等磁场带式扬声器以来,惠威一直是世界上最大的等磁场带式扬声器制造商,并且为众多世界知名品牌提供各类电声产品。为了进一步延伸低频重放,惠威在2005年又开发了新型超,将其放置在听音沙发脚座下,可以直接感受地动山摇的超低频振动。电声改变着人类的生活,改变着人类的未来,我们期待将来有更多的被发明并改变人类的娱乐方式,让天籁真正的留在人类的怀中。
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