喇叭的原理和發(fā)聲方式 喇叭發(fā)生故障的原因

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(chǎng)互動(dòng)，這種互動(dòng)造成紙盤(pán)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(pán)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(lái)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(guò)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(guò)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(guò)效率卻非常的低。

4、靜電式

基本原理是庫(kù)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(wèn)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(kāi)發(fā)出來(lái)的設(shè)計(jì)，音圈設(shè)計(jì)仍是動(dòng)圈式為主題，不過(guò)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(méi)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(guò)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(wèn)題，Magnepang此類(lèi)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(zhǎng)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(guó)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(lái)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(jiàn)原因

1、長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷驅(qū)動(dòng)喇叭，喇叭會(huì)因?yàn)檫^(guò)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(pán)移動(dòng)超出范圍并和線圈分離，或線圈和線圈座分離，紙盤(pán)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(pán)組件已不能適當(dāng)?shù)卦谥行奈恢脩业酰〉钠屏岩苍S剛開(kāi)始感覺(jué)不出來(lái)，但是經(jīng)過(guò)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(kāi)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(wú)法回到原位，這樣將使整個(gè)機(jī)械的動(dòng)作被紙盤(pán)帶向前方，偏離原始停留的位置，結(jié)果紙盤(pán)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(kāi)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(kāi)磁力間隙，那么線圈在繼續(xù)接收來(lái)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(jiàn)，因?yàn)楝F(xiàn)在的喇叭都是長(zhǎng)沖程的設(shè)計(jì)。