探究动圈式扬声器

中 文 摘 要

目的 探究动圈式扬声器的性能。

方法 制作扬声器后使用控制变量法分别探究音圈疏密对扬声器性能的影响、振膜材质对扬声器性能的影响、振膜大小对扬声器性能的影响以及磁铁磁力大小对扬声器性能的影响。

结果 纸盆的声音特性为平顺自然，明快清晰金属振膜：刚性较弱会导致动态和解析力的缺失……

结论 在纸盆中传递的能量可以很快被吸收掉，形成很好的阻尼，因此在发声频域的高端造成的盆分裂共振不明显………利用高刚性的金属材质来制作振膜，会得到很好的效果……

关键词 动圈式扬声器，音圈疏密，振膜材质，振膜大小

1.课题背景

扬声器又称喇叭，是一种十分常用的电声换能器件，在出生的电子电路中都能见到它。

音频电流通过电磁，压电或静电等效应，使扬声器的振动部分向空气中辐射出声音，扬声

器在电子元器件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器件。

1876年3月，美国发明家贝尔和沃森开创了电话的先河，实现了声音的有线传播。1877

年，维尔纳·西门子对贝尔发明的装置进行了改造，制作出了一种将圆形线圈放置在径向磁

场中的电动锥形扬声器，加入到了公司产品行业。1898年英国的洛奇将这种电动锥形扬声器

进一步改进。1911年，珀登和詹森推出了Magnavox动圈扬声器。1919年,韦伯斯特用数学方

法推导出了号筒的声学原理方程，第一次将数学方法运用到后筒扬声器设计中。1924年，第

一个带状扬声器诞生。1925年同轴扬声器诞生，1929年静电扬声器诞生，20世纪30年代倒

相式器扬声器、两分频扬声器系统、三分频扬声器系统诞生。1998年第一台DML平板扬声

器诞生。

扬声器历史悠久，出现了许多种类。按能量方式可分为电动（动圈）扬声器、电磁扬声

器、静电（电容）扬声器、压电（晶体）扬声器、放电（离子）扬声器；按辐射方式可分为纸

盆（直接辐射式）扬声器、号筒（间接辐射式）扬声器；按振膜形式可分为纸盆扬声器、球顶形

扬声器、带式扬声器、平板驱动式扬声器；按组成方式可分为单纸盆扬声器、组合纸盆扬声器、

组合号筒扬声器、同轴复合扬声器；按用途可分为高保真（家庭用）扬声器、监听扬声器、扩音

用扬声器、乐器用扬声器、接收机用小型扬声器、水中用扬声器；按外型可分为圆形扬声器、

椭圆形扬声器、圆筒形扬声器、矩形扬声器。

最常见的锥形扬声器的结构可以分为三个部分：

1.振动系统包括振膜、音圈、定心支片、防尘罩等

2.磁路系统包括导磁上板、导磁柱、导磁下板、磁体等

3.辅助系统包括盆架、压边、接线架、相位等

  2.实验过程

材 料 和 方 法

1 材料

热熔胶枪、电源适配器、小喇叭模型焊线、鳄鱼夹导线、公对公杜邦线、公对母杜邦线、白卡纸、振膜模型、音频线、接线端子、功放板、铁氧体磁铁（25mm×5、8mm×5、15mm×5）纸杯、扬声器、漆包线、砂纸、涤纶布、螺丝刀

2 方法

制作扬声器后使用控制变量法分别探究音圈疏密对扬声器性能的影响、振膜材质对扬声器性能的影响、振膜大小对扬声器性能的影响以及磁铁磁力大小对扬声器性能的影响。

结 果

振膜：刚性较弱会导致动态和解析力的缺失，利用高刚性的金属材质来制作振膜，会得到很好的效果；纸盆的声音特性为平顺自然，明快清晰，盆分裂共振不明显，滚降的截止带平顺；振膜尺寸越大，低频响应能力更好；增加扬声器磁铁的大小可以改善扬声器的频率响应和灵敏度，提高音质效果；磁铁磁力越强，扬声器的效率越高。

结   论

1．利用高刚性的金属材质来制作振膜，会得到很好的效果；

2﹒在其中传递的能量可以很快被吸收掉，形成很好的阻尼，因此在发声频域的高端造成的盆分裂共振不明显，滚降的截止带也就很平顺；

3﹒一般来说，振膜尺寸越大，低频响应能力越好，但过大的振膜设计会导致扬声器出现不完整的声音播放效果；

4﹒磁力越强，扬声器的效率越高，并且在接收相同功率的情况下响度越大。

致 谢

张靓老师的帮助、小组成员的努力！

2023年9月