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静电多媒体扬声器的工作原理

2022-02-16 16:58:41

静电扬声器是利用加到电容器极板上的静电力而工作的扬声器,就其结构看,因正负极相向而成电容器状,所以又称为电容扬声器。扬声器作为一个电声换能器件,我们就不得不从人类懂得电与声的转换关系开始说起。

扬声器又称“喇叭”。是一种十分常用的电声换能器件,在发声的电子电气设备中都能见到它。多媒体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(晶体或陶瓷)、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。

多媒体扬声器

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。内置多媒体扬声器是指MP4播放器具有内置的喇叭,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。

为典型的扬声器剖面图,可以清楚看到薄膜运动的物理极限,尤其是向下方向。音频信号不允许过强,否则会导致振动元件接触到固定盆架组件,或导致悬架材料(环形圈或弹架)过度拉紧。此外,音频信号的RMS值不允许太大,否则会导致音圈过热。音圈过热会使线圈管的圆形变形,引起与磁体或磁极片边缘的摩擦。而且,音圈中的高温也会导致其电气绝缘性能劣化,致使音圈的线匝短路,从而降低音圈阻抗而使放大器过载。多媒体扬声器音圈温度过高也会使永磁体受热,可能导致其退磁。 

用于防止扬声器损坏的技术包括:针对输入信号幅度和/或电源电压进行自动增益控制(AGC),动态范围压缩(如前所述),硬限幅,柔性削音,以及放大器输出过流感测。这些技术的缺点在于它们都是前馈式方法,无法感测实际的扬声器音盆偏移、音圈温度、或扬声器阻抗(其随温度按比例改变)。热反馈等更复杂的保护机制有望在未来实现,但目前的常规方法是上述提及的一种或多种保护机制。


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