Struttura degli altoparlanti, principio di funzionamento e indice di prestazione

L'altoparlante è una sorta di dispositivo di conversione dell'energia che converte i segnali elettrici in segnali acustici. Le prestazioni dell'altoparlante hanno un grande impatto sulla qualità del suono. L'altoparlante è un componente molto debole dell'apparecchiatura audio ed è un componente importante per l'effetto sonoro. Gli altoparlanti comuni includono altoparlanti elettromagnetici, altoparlanti dinamici, altoparlanti elettrostatici, ecc. Quindi, qual è il principio di funzionamento di diversi tipi di altoparlanti? Successivamente, introdurrò la struttura, il principio di funzionamento e l'indice di prestazione degli altoparlanti uno per uno.

Struttura dell'altoparlante

L'altoparlante è generalmente composto da un cappuccio antipolvere, un cono sonoro, una bobina, una piastra vibrante, un telaio del bacino, un palo di rilegatura, poli polari superiori e inferiori e acciaio magnetico.

1. Bacino del suono

Usa la vibrazione della cassa del suono per spingere l'aria a vibrare per ottenere il suono del suono. Pertanto, il materiale del cono del suono determina la personalità di chi parla.

2, supporto per lavabo

I tipi e le caratteristiche del telaio del bacino sono i seguenti: lamiera di ferro: prezzo più basso; pressofusione: non facile da deformare; materiale sintetico: leggero e non facile da deformare.

3. Supporto bobina bobina

Il supporto per voice coil è principalmente in alluminio. Poiché il rack per voice coil deve considerare la dissipazione del calore, la pelle in alluminio presenta una buona dissipazione del calore, leggerezza e nessuna deformazione. È anche utile sulla carta, ma ora è obsoleto. C'è anche una scheda epossidica KISV, che offre prestazioni migliori.

4.Magnet

Ferrite: il più comunemente usato tradizionale, di grandi dimensioni e a basso prezzo.

NdFe: è 7 volte più magnetico della ferrite, ma è instabile e facilmente smagnetizzato, quindi non può sostituire la ferrite.

Magnete di stronzio: è caratterizzato da un'elevata efficienza, ma il suo volume non è grande, quindi viene utilizzato solo su tweeter.

5.Branches

La piastra di supporto è anche chiamata piastra a molla e onda elastica, che è il supporto della vibrazione degli altoparlanti. Esistono due materiali principali per centrare la piastra di supporto: tessuto di cotone e fibra di poliimmide.

6, anello pieghevole

L'anello pieghevole è la parte di collegamento del bacino sonoro e del telaio del bacino, che viene utilizzato per supportare il sistema audio del bacino acustico e fornire una forza di ripristino e un effetto smorzante conformi.

7.Cappuccio antipolvere

La funzione principale è impedire a polvere e detriti di penetrare nello spazio magnetico. Il materiale utilizzato è tessuto di carta, stoffa, alluminio, plastica o fibra di carbonio e la forma comunemente usata è un emisfero.

Come funzionano gli altoparlanti

1, tipo di bobina mobile

Il principio di base deriva dalla legge di sinistra di Fleming. Metti una linea corrente e una linea magnetica perpendicolarmente tra i poli nord e sud del magnete. Il filo verrà spostato dall'interazione tra la linea magnetica e la corrente. Quindi un diaframma è attaccato qui. Sulla traccia radice, il diaframma si sposterà avanti e indietro quando la corrente cambia. Attualmente, oltre il 90% dei coni a cono sposta i design delle bobine.

2.Electromagnetic

Altoparlante magnetico, noto anche come "reed speaker". Nella struttura dell'altoparlante magnetico, c'è un elettromagnete a nucleo mobile tra i due poli del magnete permanente. L'attrazione della forza attrattiva a livello di fase è mantenuta ferma al centro; quando una corrente scorre nella bobina, il nucleo mobile viene magnetizzato e diventa un magnete a barra. Quando la direzione della corrente cambia, la polarità del magnete a nastro cambia di conseguenza, in modo che il nucleo di ferro mobile ruoti attorno al fulcro e la vibrazione del nucleo di ferro mobile sia trasmessa dal cantilever al diaframma per promuovere la vibrazione termica dell'aria.

3.Inductive

Simile al principio elettromagnetico, ma l'armatura raddoppia e le due bobine della voce sul magnete non sono simmetriche. Quando la corrente del segnale passa, le due armature si spingeranno e si muoveranno tra loro per diversi flussi magnetici. A differenza dell'elettromagnetismo, gli induttori possono rigenerare frequenze più basse, ma l'efficienza è molto bassa.

4, elettrostatico

Il principio di base è la legge di Coulomb. Di solito, un diaframma in plastica e un materiale induttivo come l'alluminio sono sottoposti a vaporizzazione sotto vuoto. I due diaframmi sono posti faccia a faccia. Quando uno di essi aggiunge una corrente positiva e alta tensione, l'altro induce una piccola corrente. Spingendosi l'un l'altro attraverso l'attrazione e la repulsione reciproca, l'aria può emettere un suono.

Il monomero elettrostatico è leggero e presenta una piccola dispersione delle vibrazioni, quindi è facile ottenere frequenze medie e alte chiare e trasparenti, che influiscono sulla potenza dei bassi e la sua efficienza non è elevata, ed è facile raccogliere la polvere usando una corrente continua fornitura.

5.Planar

Il primo progetto sviluppato dalla SONY giapponese, il design della bobina vocale è ancora il tema del tipo a bobina mobile, ma il diaframma a cono del cono viene cambiato in un diaframma piano a nido d'ape, perché meno persone hanno un effetto vuoto, le caratteristiche sono migliori, ma il anche l'efficienza è bassa. .

6.Ribbon

Senza il tradizionale design della bobina, il diaframma è realizzato in metallo molto sottile e la corrente fluisce direttamente nel conduttore per farlo vibrare. Poiché il suo diaframma è una bobina, è molto leggero, ha un'eccellente risposta alle prestazioni e una risposta ad alta frequenza. Tuttavia, l'efficienza e la bassa impedenza degli altoparlanti a nastro sono sempre state una grande sfida per gli amplificatori. Un altro metodo è quello di avere una bobina, ma la bobina è stampata direttamente sul foglio di plastica, il che può risolvere alcuni problemi di bassa impedenza.

7, tipo di corno

Il diaframma spinge l'aria situata nella parte inferiore della tromba per funzionare. Poiché il suono non viene diffuso durante la trasmissione, è molto efficiente. Tuttavia, poiché la forma e la lunghezza della tromba influiranno sul suono, non è facile riprodurre le basse frequenze. Ora viene utilizzato principalmente in sistemi PA giganti o sul tweeter.

8.Piezoelectric

Un altoparlante che utilizza l'effetto piezoelettrico inverso di un materiale piezoelettrico è chiamato altoparlante piezoelettrico. Il fenomeno che un materiale dielettrico subisce polarizzazione sotto pressione causa una potenziale differenza tra le due superfici è chiamato "effetto piezoelettrico". Il suo effetto inverso, cioè il dielettrico deformato in un campo elettrico, subisce una deformazione elastica, che si chiama "effetto piezoelettrico inverso" o "elettrostrizione".

9. Altoparlanti

I diffusori ionici usano una scarica ad alta tensione per trasformare l'aria in protoni carichi. Dopo l'applicazione della tensione CA, queste molecole cariche libere suoneranno a causa delle vibrazioni. Allo stato attuale, può essere utilizzato solo in monomeri ad alta frequenza. I diffusori di ioni differiscono dagli altri diffusori in quanto non hanno diaframma, quindi le caratteristiche transitorie e le caratteristiche ad alta frequenza sono buone, ma la struttura è troppo complicata.

10. Altoparlante di modulazione del flusso d'aria

Altoparlanti di modulazione del flusso d'aria, noti anche come altoparlanti del flusso d'aria. È un altoparlante che utilizza l'aria compressa come fonte di energia e utilizza la corrente audio per modulare il flusso d'aria. È composto da camera d'aria, valvola di modulazione, tromba e circuito magnetico.

L'aria compressa fluisce dalla camera d'aria attraverso la valvola ed è modulata dal segnale audio esterno, in modo che la fluttuazione del flusso d'aria cambia in base al segnale audio esterno e il flusso d'aria modulato viene accoppiato attraverso il clacson per migliorare l'efficienza di il sistema. Viene utilizzato principalmente come sorgente sonora per test ambientali di rumore ad alta intensità o trasmissioni a lunga distanza.

11.Ultrasonic

Non utilizza alcuna forma tradizionale di unità altoparlante, ma utilizza un generatore di ultrasuoni per generare due raggi ultrasonici appositamente elaborati. Quando questi due raggi agiscono contemporaneamente sul timpano dell'orecchio umano, possono produrre l'udito attraverso l'interazione.

Indicatori di prestazioni degli altoparlanti

1. Risposta in frequenza

Questo indicatore riflette la gamma di frequenza principale in cui opera l'altoparlante. Quando una sorgente di segnale a tensione costante viene applicata all'altoparlante e la frequenza della sorgente di segnale viene modificata da bassa frequenza a alta frequenza, la pressione sonora generata dall'altoparlante cambierà con il cambio di frequenza. La risultante curva pressione-frequenza del suono, più ampia è questa gamma, migliori sono le caratteristiche di riproduzione del suono

2. impedenza nominale

Si riferisce al valore di impedenza misurato all'ingresso dell'altoparlante a una frequenza operativa specifica. Di solito è indicato sulla targhetta del marchio del prodotto, fornita dal produttore, l'impedenza nominale è di solito il valore della modalità di impedenza a cui è possibile prevedere la massima potenza nella gamma di frequenza nominale. L'impedenza nominale è generalmente di 4 ohm, 8 ohm, 16 ohm, 32 ohm, ecc. 3 ohm e 6 ohm sono utilizzati anche all'estero.

3.Power

La potenza dell'altoparlante è uno degli indicatori importanti quando si sceglie di utilizzare l'altoparlante. È la potenza in ingresso quando l'altoparlante può funzionare ininterrottamente per lungo tempo senza generare suoni anomali. Nel test generale, viene utilizzato il segnale di rumore rosa e il test viene eseguito nella gamma di frequenza nominale attraverso un filtro specifico.

La potenza massima del rumore è diversa dalla potenza nominale, il che indica la capacità di chi parla di resistere a una grande potenza di ingresso per un breve periodo, e il suo tempo di test è di pochi secondi o minuti. Generalmente la potenza massima del rumore è 2-4 volte la potenza nominale.

4.Sensitivity

La sensibilità caratteristica si riferisce al livello di pressione sonora misurato a 1 m in direzione assiale quando l'altoparlante aggiunge una tensione del segnale di rumore rosa equivalente alla potenza di 1 W sull'impedenza nominale. Ogni unità altoparlante deve essere sostanzialmente la stessa nella banda di frequenza responsabile della riproduzione, in modo che l'intero altoparlante abbia un bilanciamento di alto, medio e basso durante la riproduzione. Soprattutto per gli altoparlanti stereo, le unità utilizzate per i canali sinistro e destro devono essere rigorosamente schermate e abbinate. È necessario che la differenza tra i livelli di pressione sonora in uscita delle unità utilizzate nei canali sinistro e destro sia compresa tra più o meno 1 dB, altrimenti la localizzazione dell'immagine sonora sarà influenzata.

5.Directivity

La direttività è usata per descrivere la capacità di un altoparlante di irradiare onde sonore in varie direzioni nello spazio. È generalmente espresso dalla curva del livello di pressione sonora in funzione dell'angolo di radiazione. La direttività di un altoparlante è correlata alla frequenza e generalmente non esiste una direttività evidente alle basse frequenze. Alle alte frequenze, a causa della breve lunghezza d'onda delle onde sonore, la direttività diventerà acuta, quindi alcuni diffusori dispongono diverse unità ad alta frequenza in direzioni diverse per migliorare la direttività. La direttività è anche correlata al calibro di chi parla. Generalmente, quando il calibro è grande, anche la direttività è forte; quando il calibro è piccolo, la direttività è ampia.

6.Distortion

Le distorsioni nei sistemi di altoparlanti comprendono la distorsione del cinguettio, la distorsione di intermodulazione e la distorsione di intermodulazione transitoria. Le caratteristiche di distorsione di un altoparlante hanno maggiori probabilità di causare il deterioramento delle caratteristiche rispetto a un singolo altoparlante. Di solito vicino al punto di crossover, la distorsione è notevolmente aumentata a causa di progettazione o debugging impropri. La distorsione armonica è generata principalmente alle basse frequenze, in particolare alle frequenze di risonanza vicine. La distorsione armonica minima richiesta per gli altoparlanti ad alta fedeltà non è superiore al 2%.