扬声器工作原理是什么(分析麦克风运用了电磁感应原理吗)-钰翎珑科普网

音响讯号是把音乐声波之波型变成电气讯号，因此亦只需把讯号之波型一样带动空气便能产生音乐声。音响系统中充当这种把电气讯号变成声音的设备，即「扬声器」，亦即通常所说的「喇叭」。当前人类科技欲将电能转换成音波，最为主流之技术仍以「电磁」之方式进行，而市场上扬声器亦以电磁原理为主进行设计与制造。

一个完整的扬声器将由几部分组成：喇叭单体，分频网络和音箱高块，本文将对它们进行分类论述。一种是喇叭单体，实质上是倒转麦克风之原理，利用电气讯号送入磁力系统中音圈之线圈中，线圈随讯号发生磁性变化并同时驱动音圈移动磁力系统中发声之波形。音圈又带动喇叭单体上的振膜或者音盆带动空气形成音波而发声。

扬声器工作原理是什么(分析麦克风运用了电磁感应原理吗)

说起来的确不难，但尽量使电气讯号按本来应具有之波形，反应等低失真状态发声则另当别论。音频范围从低频（20Hz）至高频（18kHz）有十多个八度音程，而单个喇叭单体为了能够覆盖该音频范围，其音量将受到结构上的制约。但目前全音域单体的技术已趋于成熟和发展，市场上也出现了许多性能尚好的全音域单体。

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当然，为了构建能够大音量、高带宽扬声系统，必须在低频域（300Hz以下）和低音单体等不同音域中配置具有不同性能的单体、中频域（300Hz-2500Hz）给予中音单体，高频域（2500Hz以上）给予高音单体单独发音并融合为一个完整音域。低频由于要驱动大量空气而要求振膜/音盆最多；中音域所需推进的空气量比较小，所以音盆口径和单体尺寸都比较小巧轻便；而且高音域仅需驱动最小的气流，所以高音单体又是振膜和体形最轻巧小巧的单体。

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实质上单体音盆/振膜的口径越大、质量越重可以带动越多的气，但是同时又有较大的惯性故反应速度较小，故适用于较低频率；相反，单体之振膜口径越小、质量越轻，则有较快之反应速度并可发出较高频率之振膜，而相对可推挤之空气量则受到限制。这就是为什么市场上稍微大一些的扬声器都配置了多音路和多种单体集成发音。

当然那样的话就得把扩大机电气讯号划分为高低音路甚至中音路了，这就叫「分频」。一般来说扬声系统分频有二种作法，目前主流是利用被动分频网络从扩大机之讯号中划分出不同频率范围之音路。而被动分频网络说白了是由被动电感，电容及电阻组成的「滤波器」过滤掉这个音路音域范围之外的频带，只有需要的频带才能通过。因此扬声器统有多条音路，同时还有多组滤波网络组成分频网络分别带动承担不同音域任务的单体进行工作。

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另一种作法为「电子分音」即从讯号仍处于前级输出阶段时，传送到电子分音器中，将需要频带内的各个音域进行分音，但使用主动式电子分音电路，一般来说，分频的效果将比被动分频网络来的好。而分频后出不同音路则需单个不同扩大机来驱动每个音路单体，故将显着增加扬声系统成本；一般电子分音在较大扬声系统中使用。

最后，这些音路各异的单体固然应该被装置成一个整体扬声系统，但仍需更进一步思考，那就是单体来回振动带动空气发声，它的前声和后声都是「反相」，若没有经过进一步的处理，就会对聆听空间造成相互抵消的影响，所以就需要「装箱」对单体后发出的背波作进一步的处理。一般情况下每个单体在背波处理时会有一个独立空间，如果中高音单体尺寸很小，则单体在出厂时会建一个封闭背腔进行提前处理。

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因此，扬声器音箱主要是为一些口径比较大的中音和低音单体而设。当前扬声器音箱设计主要采用密闭式和开放式两大主流模式，其中开放式主流为低音反射式设计，即令音箱低音腔室容量和反射导管口径及长度经测算，与单体低频特性进行调谐，生成较多（适量）低频性能。而密闭式音箱容积仍须经考量单体特性之计算后，使低频能获得最低频率之扩展。

然而开放式音箱不仅有低音反射设计，还包括双单体多气室Isobarik形式或传输线（把音箱内分隔成长导管形式，使低频频率得到扩展）。音箱在材料和结构方面还有很多设计来加强它的结构，以免共振而影响音质，其中最为主流的材料被称为中密度纤维板（MDF），这类材料具有价格合宜，加工方便，且效果理想等许多特点。当然还有一些扬声器厂家为了达到更好的性能和效果而使用金属或者特殊材料来进行音箱的设计/构建。

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以上是扬声器的典型组成元素，当然技术上也有其他不同设计将会离开以上类别，如「电浆/离子高音」式以放电来带动空气；静电扬声器是利用电极/电场驱动薄膜推动空气发音，完全没有扬声器结构。想把电能变成声能，的确有很多别的办法，但现在技术最为成熟和主流的方法，还是基于电磁系统的原理来设计传统单体，然后集成到音箱的结构中去。

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