一、喇叭發(fā)聲的原理
喇叭其實(shí)是一種電能轉(zhuǎn)換成聲音的一種轉(zhuǎn)換設(shè)備,當(dāng)不同的電子能量傳至線圈時(shí),線圈產(chǎn)生一種能量與磁鐵的磁場互動(dòng),這種互動(dòng)造成紙盤振動(dòng),因?yàn)殡娮幽芰侩S時(shí)變化,喇叭的線圈會(huì)往前或往后運(yùn)動(dòng),因此喇叭的紙盤就會(huì)跟著運(yùn)動(dòng),這此動(dòng)作使空氣的疏密程度產(chǎn)生變化而產(chǎn)生聲音。
二、喇叭發(fā)聲的方式有哪些
1、動(dòng)圈式
基本原理來自佛萊明左手定律,把一條有電流的導(dǎo)線與磁力線垂直的放進(jìn)磁鐵南北極間,導(dǎo)線就會(huì)受磁力線與電流兩者的互相作用而移動(dòng),在把一片振膜依附在這根道線上,隨著電流變化振膜就產(chǎn)生前后的運(yùn)動(dòng)。目前百分之九十以上的錐盆單體都是動(dòng)圈式的設(shè)計(jì)。
2、電磁式
在一個(gè)U型的磁鐵的中間架設(shè)可移動(dòng)斬鐵片(電樞),當(dāng)電流流經(jīng)線圈時(shí)電樞會(huì)受磁化與磁鐵產(chǎn)生吸斥現(xiàn)象,并同時(shí)帶動(dòng)振膜運(yùn)動(dòng)。這種設(shè)計(jì)成本低廉但效果不佳,所以多用在電話筒與小型耳機(jī)上。
3、電感式
與電磁式原理相近,不過電樞加倍,而磁鐵上的兩個(gè)音圈并不對(duì)稱,當(dāng)訊號(hào)電流通過時(shí)兩個(gè)電樞為了不同的磁通量會(huì)互相推擠而運(yùn)動(dòng)。與電磁是不同處是電感是可以再生較低的頻率,不過效率卻非常的低。
4、靜電式
基本原理是庫倫(Coulomb)定律,通常是以塑膠質(zhì)的膜片加上鋁等電感性材料真空汽化處理,兩個(gè)膜片面對(duì)面擺放,當(dāng)其中一片加上正電流高壓時(shí)另一片就會(huì)感應(yīng)出小電流,藉由彼此互相的吸引排斥作用推動(dòng)空氣就能發(fā)出聲音。靜電單體由于質(zhì)量輕且振動(dòng)分散小,所以很容易得到清澈透明的中高音,對(duì)低音動(dòng)力有未逮,而且它的效率不高,使用直流電原又容易聚集灰塵。目前如Martin-Logan等廠商已成功的發(fā)展出靜電與動(dòng)圈混合式喇叭,解決了靜電體低音不足的問題,在耳機(jī)上靜電式的運(yùn)用也很廣泛。
5、平面式
最早由日本SONY開發(fā)出來的設(shè)計(jì),音圈設(shè)計(jì)仍是動(dòng)圈式為主題,不過將錐盆振膜改成蜂巢結(jié)構(gòu)的平面振膜,因?yàn)樯偃丝斩葱?yīng),特性較佳,但效率也偏低。
6、絲帶式
沒有傳統(tǒng)的音圈設(shè)計(jì),振膜是以非常薄的金屬制成,電流直接流進(jìn)道體使其振動(dòng)發(fā)音。由于它的振膜就是音圈,所以質(zhì)量非常輕,瞬態(tài)響應(yīng)極佳,高頻響應(yīng)也很好。不過絲帶式喇叭的效率和低阻抗對(duì)擴(kuò)大機(jī)一直是很大的挑戰(zhàn),Apogee可為代表。另一種方式是有音圈的,但把音圈直接印刷在塑膠薄片上,這樣可以解決部分低阻抗的問題,Magnepang此類設(shè)計(jì)的佼佼者。
7、號(hào)角式
振膜推動(dòng)位于號(hào)筒底部的空氣而工作,因?yàn)槁曇魝魉蜁r(shí)未被擴(kuò)散所以效率非常高,但由于號(hào)角的形狀與長度都會(huì)影響音色,要重播低頻也不太容易,現(xiàn)在大多用在巨型PA系統(tǒng)或高音單體上,美國Klipsch就是老字號(hào)的號(hào)角喇叭生產(chǎn)商。
8、其他
還有海耳博士在一九七三年發(fā)展出來的絲帶式改良設(shè)計(jì),稱為海耳喇叭,理論上非常優(yōu)秀,臺(tái)灣使用者卻很稀少。壓電式是利用鈦酸等壓電材料,加上電壓使其伸展或收縮而發(fā)音的設(shè)計(jì),Pioneer曾以高聚合體改良?jí)弘娛皆O(shè)計(jì),用在他們的高音單體上。離子喇叭(Ion)是利用高壓放電使空氣成為帶電的質(zhì)止,施以交流電壓后這些游離的帶電分子就會(huì)因振動(dòng)而發(fā)聲,目前只能用在高頻以上的單體。飛利浦也曾發(fā)展主動(dòng)回授式喇叭(MFB),在喇叭內(nèi)裝有主動(dòng)式回授線路,可以大幅降低失真。
三、喇叭故障的常見原因
1、長時(shí)間超負(fù)荷驅(qū)動(dòng)喇叭,喇叭會(huì)因?yàn)檫^熱而把喇叭燒壞,因?yàn)榫€圈的溫度升高,使某些結(jié)構(gòu)部分產(chǎn)生熔化,破裂或燒毀,正常使用下線圈的溫度就有180攝氏度,不正常使用之下就可想而知了!
2、機(jī)械式故障,超負(fù)荷的驅(qū)動(dòng)喇叭使得紙盤移動(dòng)超出范圍并和線圈分離,或線圈和線圈座分離,紙盤折邊或喇叭支撐圈被扯破,以上任一種情形一旦發(fā)生,都可以使喇叭發(fā)生故障。當(dāng)折邊或支撐圈被扯破,線圈將會(huì)和它們磨擦,因?yàn)榧埍P組件已不能適當(dāng)?shù)卦谥行奈恢脩业?,小的破裂也許剛開始感覺不出來,但是經(jīng)過一段時(shí)間,當(dāng)裂縫變大時(shí),喇叭就會(huì)跟著壞了。
3、喇叭的故障也可能是以上兩種方式的結(jié)合,比如功放突然輸出一個(gè)很大的瞬間能量,這個(gè)能量可以是聲音突然開大,喇叭就會(huì)有一個(gè)強(qiáng)烈的振動(dòng),使得線圈脫離了磁力間隙,當(dāng)它回去的時(shí)候可能偏心失誤就無法回到原位,這樣將使整個(gè)機(jī)械的動(dòng)作被紙盤帶向前方,偏離原始停留的位置,結(jié)果紙盤已經(jīng)不能發(fā)出聲音,但是能量還繼續(xù)傳送的喇叭的線圈上,線圈雙離開了磁力間隙,因?yàn)榇帕﹂g隙是線圈最好的散熱環(huán)境,但線圈已離開磁力間隙,那么線圈在繼續(xù)接收來自功放的信號(hào)時(shí),線圈很快就會(huì)發(fā)熱導(dǎo)致燒毀線圈。但是現(xiàn)在這種情況比較少見,因?yàn)楝F(xiàn)在的喇叭都是長沖程的設(shè)計(jì)。
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