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扬声器、受话器的工作原理

1. 扬声器的设计方法

我们做为扬声器的设计人员和技术管理人员，有时也会感觉到，扬声器虽然只有不多的十几个零部件，但是其复杂繁难的程度远远超过我们的想象。这是因为：通常遇到的元器件能量转换一般只有一次。例如电动机是将电能转换为机械能，电灯是将电能转换为光能，电池是将化学能转换为电能，只是一种能量向另一种能量转换。而扬声器有所不同，它是将电能转换为机械能，再将机械能转换成声能，这是在诸多换能器中不常见的。在一个扬声器中同时存在电学部分、力学部分、和声学部分。自然带来系统的复杂性和多样性。扬声器的振动又是在三维空间，具有多个边界条件、多种材质、多种几何形状(聚脂振膜)，因此振动分析极为复杂，一般的数学工具已不够用。

过去扬声器的设计方法主要采用美国白瑞耐克的等效电路法，什么是等效电路法？因为声幅射、力振动、电振荡微分方程的解是一样的，所以将机械系统用电路代替，将声系统用电路代替，用我们熟知的电路理论进行分析，这种替代的电路称为等效电路。利用等效电路对扬声器进行定性的分析，由理论指导在实验中探索，这就是模拟设计法。

目前***的设计方法是利用设计软件，采用计算机进行设计：用有限元法对扬声器进行分析和设计，什么叫有限元法？将振膜看成是由许多性质相同而且又是极其微小的单元组成，对于每一个单元来说都是相同的，利用能量守恒原理建立各节点的平衡方程，求解方程组，得出各节点的位移，再由节点位移求解单元内各处的应变应力。从而获得整个振膜的振动特性。有限元法利用计算机的***技术，只要输入各种数据，经计算机快速计算便可获得结果，使扬声器的设计变成一个使用软件的问题,实现了扬声器的设计可计算的现实。目前国内外已有多种软件，比如我们正在使用的：Femm（磁路系统设计软件）和FINEMotor （扬声器单元的磁路系统和音圈的设计软件—丹麦），通过对这二个软件的应用，我们已从设计软件使用中尝到了甜头，但是对于FINECone（采用有限元法对锥体盆和球顶形振膜的声学特性的摸拟软件—丹麦）的使用我们还没有掌握，所以对它们的使用还需要一段时间。在国内扬声器设计软件已经得到越来越多厂家的认可和使用。我们认为采用计算机辅助设计扬声器是明智之举，设计软件的应用会提高产品的研发水平，会缩短产品开发周期，降低成本。我们要求设计人员要从摸拟设计阶段尽快的过渡到使用设计软件的计算机设计阶段，跟上时代的步伐，提高产品的设计水平。

2扬声器、受话器的工作原理

扬声器是美国人在1925年发明的，80多年来扬声器在不断的改进，采用了一些新的材料、新的工艺、新的结构、新的胶粘剂，使扬声器的承受功率不断提高，工作频率范围逐渐加宽，失真逐步降低，总之扬声器的发展同世界技术水平平行发展，各项技术对扬声器技术的渗透不断为扬声器的发展提供新的动力。比如：钕铁硼磁体和聚脂膜片的使用，使扬声器向小型化、轻量化、性能优良化、产品绿色化、工艺精细化的方向发展。当前世界电子信息业正在进行一次重大的技术转型，就是从模拟技术过渡到数字技术。扬声器的数字化是大势所趋，从世界范围来看数字扬声器的设计还比较繁琐，成本很高，所以还没有得到普及。我们目前生产和开发的扬声器全部是采用模拟技术设计的。

受话器也叫听筒、spk

受话器（也叫听筒、spk）:一种在无声音泄漏(或按ITU标准的3.2型高/低泄漏环)条件下将音频电信号转换成声音信号的电声器件，广泛用于手机、电话机等设备中，实现音频（语音、音乐）重放。测量它是否正常的几个标准：A.测得内阻为30欧左右 B.6～10欧 C.110～150欧 D.用稳压电源1.5V～3V电源线的红线与黑线接触听筒的两端会发出杂音