Estructura d’altaveus, principi de funcionament i índex de rendiment

L’altaveu és una mena de dispositiu de conversió d’energia que converteix els senyals elèctrics en senyals acústiques. El rendiment de l’altaveu té un gran impacte en la qualitat del so. L’altaveu és un component molt feble en l’equip d’àudio i és un component important per l’efecte sonor. Els altaveus comuns inclouen altaveus electromagnètics, altaveus dinàmics, altaveus electrostàtics, etc. Quin és el principi de funcionament dels diferents tipus de altaveus? A continuació, introduiré l’estructura, el principi de treball i l’índex de rendiment dels altaveus un per un.

Estructura del locutor

L’altaveu està generalment compost per una tapa de pols, un con de so, una bobina de veu, una placa de vibració, un marc de conca, un pal d’enquadernació, peces de pol magnètic superior i inferior i d’acer magnètic.

1. Conca sonora

Utilitzeu la vibració de la conca sonora per empènyer l’aire a vibrar per aconseguir el so. Per tant, el material del con del so determina la personalitat del locutor.

2, estand de conca

Els tipus i les característiques del marc de la conca són els següents: xapa de ferro: menor preu; colada de fosa: no és fàcil de deformar; material sintètic: pes lleuger i no fàcil de deformar.

3.Voix de suport de bobina

El suport de la bobina de veu és majoritàriament d’alumini. Com que el suport de la bobina de veu necessita tenir en compte la dissipació de la calor, la pell d’alumini té una bona dissipació de calor, un pes lleuger i cap deformació. També és útil en paper, però ara està obsoleta. També hi ha una placa epoxi KISV, que té un millor rendiment.

4.Magnet

Ferrita: el tradicional més utilitzat, de mida gran i de baix preu.

NdFe: És 7 vegades més magnètic que la ferrita, però és inestable i es pot desmagnar fàcilment, de manera que no pot substituir la ferrita.

Imant d'estronci: es caracteritza per una gran eficàcia, però el seu volum no és gran, per la qual cosa només s'utilitza en piulades.

5.Branques

La placa de suport també es diu placa de molla i ona elàstica, que és el suport de la vibració dels altaveus. Hi ha dos principals materials per centrar la placa de suport: el teixit de cotó i la fibra de polimida.

6, anell plegable

L’anell plegable és la part de connexió de la conca sonora i el marc de la conca, que s’utilitza per suportar el sistema de so de la conca sonora i proporcionar la força de restauració i l’efecte d’amortiment.

7. Tapa de pols

La funció principal és evitar que la pols i les restes entrin al buit magnètic. El material utilitzat és paper, tela, alumini, plàstic o fibra de carboni, i la forma més utilitzada és un hemisferi.

Com funcionen els altaveus

1, de tipus de bobina mòbil

El principi bàsic prové de la llei esquerra de Fleming. Poseu una línia de corrent i una línia magnètica perpendicularment entre els pols nord i sud de l’imant. El filferro es mourà mitjançant la interacció entre la línia magnètica i el corrent. A continuació, s’enganxa un diafragma. A la pista arrel, el diafragma avançarà i retrocedeix a mesura que canviï l'actualitat. En l'actualitat, més del 90% dels cons de con estan movent dissenys de bobines.

2.Electromagnètica

Altaveu magnètic, també conegut com "altaveu reed". En l'estructura dels altaveus magnètics, hi ha un electroimant de nucli en moviment entre els dos pols de l'imant permanent. L'atracció de la força atractiva a nivell de fase es manté estacionària al centre; quan un corrent flueix a la bobina, el nucli mòbil es magnetitza i es converteix en un imant de barra. A mesura que canvia la direcció del corrent, la polaritat de l’imant de la banda canvia en conseqüència, de manera que el nucli mòbil de ferro gira al voltant del fulcre i la vibració del nucli de ferro mòbil es transmet des del voladís al diafragma per afavorir la vibració tèrmica de l’aire.

3.Inductiu

Similar al principi electromagnètic, però l’armadura es duplica i les dues bobines de veu a l’imant no són simètriques. Quan el corrent del senyal passa, les dues armadures es pressionen i es mouran entre si per a diferents fluxos magnètics. A diferència de l'electromagnètica, els inductors poden regenerar freqüències més baixes, però l'eficiència és molt baixa.

4, electrostàtic

El principi bàsic és la llei de Coulomb. Normalment, un diafragma de plàstic i un material inductiu com l’alumini són sotmesos a vaporització al buit. Els dos diafragmes es col·loquen cara a cara. Quan un d’ells afegeix un corrent positiu i una alta tensió, l’altre induirà un corrent petit. En empènyer-se mútuament a través de l’atracció i la repulsió de l’altre, l’aire pot fer sonar.

El monòmer electrostàtic és de pes lleuger i té una petita dispersió de vibracions, de manera que és fàcil obtenir una gamma mitjana i aguda clara i transparent, cosa que afecta la potència baixa, i la seva eficiència no és alta, i és fàcil recollir pols utilitzant una potència de corrent continu. subministrament.

5.Planar

El disseny més primerenc desenvolupat per SONY del Japó, el disseny de la bobina de veu continua sent el tema del tipus de bobina en moviment, però el diafragma de con de con es canvia per un diafragma pla de bresca, ja que menys persones tenen un efecte buit, les característiques són millors, però les l’eficiència també és baixa. .

6.Ribbon

Sense el disseny tradicional de la bobina de veu, el diafragma és de metall molt prim, i el corrent flueix directament al conductor per fer-lo vibrar. Com que el seu diafragma és una bobina de veu, és molt lleuger en pes, té una excel·lent resposta de rendiment i una resposta d'alta freqüència. No obstant això, l'eficiència i la baixa impedància dels altaveus de cinta sempre han estat un gran repte per als amplificadors. Un altre mètode és tenir una bobina de veu, però la bobina de veu està impresa directament a la làmina de plàstic, cosa que pot solucionar alguns problemes de baixa impedància.

7, tipus trompa

El diafragma empeny l’aire situat a la part inferior de la banya perquè funcioni. Com que el so no es difon durant la transmissió, és molt eficient. No obstant això, atès que la forma i la longitud de la trompa afectaran el so, no és fàcil reproduir baixes freqüències. Ara s'utilitza principalment en sistemes PA gigants o al tweeter.

8.Piezoelèctric

Un altaveu que utilitza l’efecte piezoelèctric invers d’un material piezoelèctric s’anomena altaveu piezoelèctrica. El fenomen que un material dielèctric pateix polarització sota pressió provoca una diferència de potencial entre les dues superfícies s'anomena "efecte piezoelèctric". El seu efecte invers, és a dir, el dielèctric deformat en un camp elèctric, experimenta una deformació elàstica, que s’anomena “efecte piezoelèctric invers” o “electrostricció”.

9. Altaveus

Els altaveus d'ions utilitzen descàrregues d'alta tensió per convertir l'aire en protons carregats. Després de l'aplicació de la tensió alterna, aquestes molècules de càrrega lliure sonaran a causa de les vibracions. Actualment, només es pot utilitzar en monòmers d'alta freqüència. Els altaveus de ions es diferencien dels altres altaveus perquè no tenen diafragma, per la qual cosa les característiques transitòries i les característiques d’alta freqüència són bones, però l’estructura és massa complicada.

10. Altaveu de modulació de flux

Altaveus de modulació del flux d'aire, també coneguts com altaveus de flux d'aire. És un altaveu que utilitza l’aire comprimit com a font d’energia i utilitza el corrent d’àudio per modular el flux d’aire. Consta de cambra d’aire, vàlvula de modulació, trompa i circuit magnètic.

L’aire comprimit flueix des de la cambra d’aire a través de la vàlvula i és modulat pel senyal d’àudio extern, de manera que la fluctuació del flux d’aire canvia segons el senyal d’àudio extern, i el flux d’aire modulat s’acobla a través de la trompa per millorar l’eficiència de el sistema. S’utilitza principalment com a font de so per a proves d’entorn de soroll d’alta intensitat o de transmissió de llargues distàncies.

11.Ultrasònic

No utilitza cap forma tradicional d’altaveus, sinó que utilitza un generador d’ultrasons per generar dos feixos ultrasònics especialment processats. Quan aquests dos feixos actuen sobre el timpà de l’oïda humana alhora, poden produir audició per interacció.

Indicadors de rendiment dels altaveus

1. Resposta de freqüència

Aquest indicador reflecteix l’interval principal de freqüències en què opera l’altaveu. Quan s'aplica una font de senyal de voltatge constant a l'altaveu i es canvia la freqüència de la font del senyal de baixa freqüència a alta freqüència, la pressió sonora generada per l'altaveu canviarà amb el canvi de freqüència. La corba de pressió / freqüència sonora resultant, com més ampli és aquest rang, millors característiques de reproducció del so

2. Impedància ratificada

Es refereix al valor d’impedància mesurat a l’entrada de l’altaveu a una freqüència de funcionament específica. Normalment s’indica a la placa de marca comercial del producte, donada pel fabricant, la impedància nominal sol ser el valor del mode d’impedància al qual es pot esperar la màxima potència en el rang de freqüència nominal. La impedància nominal sol ser de 4 ohms, 8 ohms, 16 ohms, 32 ohms, etc. 3 ohms i 6 ohms també s'utilitzen a l'estranger.

3.Poder

La potència de l’altaveu és un dels indicadors importants a l’hora de triar l’ús. És la potència d’entrada quan l’altaveu pot funcionar contínuament durant molt de temps sense generar so anormal. En proves generals s’utilitza un senyal de soroll rosat i la prova es realitza en l’interval de freqüències nominal mitjançant un filtre específic.

La potència màxima de soroll és diferent de la potència nominal, cosa que indica la capacitat del parlant de suportar una gran potència d’entrada durant un temps curt, i el seu temps de prova és de pocs segons o minuts. En general, la potència màxima de soroll és de 2-4 vegades la potència nominal.

4.Sensibilitat

La sensibilitat característica es refereix al nivell de pressió sonora mesurat a 1 m en la direcció axial quan l'altaveu afegeix una tensió de senyal de soroll rosa equivalent a 1W de potència sobre la impedància nominal. Cada unitat d’altaveus ha de ser bàsicament la mateixa a la banda de freqüència responsable de la reproducció, de manera que tot l’altaveu tingui un saldo entre alt, mig i baix durant la reproducció. Especialment per als altaveus estèreo, les unitats utilitzades per als canals esquerre i dret han de ser estrictament seleccionades i emparellades. Es requereix que la diferència entre els nivells de pressió sonora de la sortida de les unitats utilitzades als canals esquerre i dret haurà d'estar a més o menys 1 dB, en cas contrari, es veurà afectada la localització de la imatge sonora.

5.Directivitat

La directivitat s'utilitza per descriure la capacitat d'un altaveu per irradiar ones sonores en diverses direccions a l'espai. Generalment s’expressa per la corba del nivell de pressió sonora en funció de l’angle de radiació. La directivitat d’un altaveu està relacionada amb la freqüència i, generalment, no hi ha una directivitat òbvia en freqüències baixes. En freqüències elevades, a causa de la curta longitud d'ona de les ones sonores, la directivitat es farà més nítida, de manera que alguns altaveus organitzen diverses unitats d'alta freqüència en direccions diferents per millorar la directivitat. La directivitat també està relacionada amb el calibre de l’altaveu. Generalment, quan el calibre és gran, la directivitat també és nítida; quan el calibre és petit, la directivitat és àmplia.

6.Distorsió

Les distorsions en els sistemes d’altaveus inclouen la distorsió del chirp, la distorsió de la intermodulació i la distorsió de la intermodulació transitòria. Les característiques de distorsió d’un altaveu són més propensos a fer que les característiques es deterioren que un altaveu. Normalment a prop del punt de crossover, la distorsió augmenta considerablement a causa d'un disseny o depuració indeguts. La distorsió harmònica es genera principalment a freqüències baixes, sobretot a prop de freqüències de ressonància. La distorsió harmònica mínima requerida per als altaveus d'alta fidelitat no és superior al 2%.