一文看懂音響工作原理

什么是音響

音響指除了人的語言、音樂之外的其他聲響，包括自然環(huán)境的聲響、動物的聲音、機器工具的音響、人的動作發(fā)出的各種聲音等。

音響大概包括功放、周邊設備(包括壓限器、效果器、均衡器、VCD、DVD等)、揚聲器(音箱、喇叭)、調(diào)音臺、麥克風、顯示設備等等加起來一套。其中，音箱就是聲音輸出設備、喇叭、低音炮等等。一個音箱里包括高、低、中三種揚聲器，三種但不一定就三個。技術(shù)的的發(fā)展歷史可以分為電子管、晶體管、集成電路、場效應管四個階段。

音響組成部分

音響設備大概包括功放、周邊設備(包括壓限器、效果器、均衡器、激勵器等)、揚聲器(音箱、喇叭)、調(diào)音臺、聲源(如麥克風、樂器、VCD、DVD)顯示設備等等加起來一套。其中，音箱就是聲音輸出設備、喇叭、低音炮等等，一個音箱里包括高、低、中三種揚聲器，三種但不一定就三個。

音響電路原理圖

音箱的工作原理

要知道音箱發(fā)聲的原理，我們首先需要了解聲音的傳播途徑。聲音的傳播需要介質(zhì)(真空不能傳聲);聲間要靠一切氣體，液體、固體作媒介傳播出去，這些作為傳播媒介的物質(zhì)稱為介質(zhì)。就好比水波，你往平靜的水面上拋一個石子，水面就有波浪，再由對岸傳播到4周;聲波也是這樣形成的。聲波的頻率在20——20，000Hz范圍內(nèi)，能夠被人耳聽到;低于或高于這個范圍，人耳都聽不到。波與聲波的傳播方式是一樣的，通過介質(zhì)的傳播，人耳才能聽到聲音。聲波可以在氣體、固體、液體中傳播。

下面在來說說喇叭的工作原理。喇叭是把電信號轉(zhuǎn)換為聲信號的一種裝置，它由線圈、磁鐵、紙盆等組成。由放大器輸出大小不等的電流(交流電)通過線圈在磁場的作用下使線圈移動，線圈連接在紙盆上帶動紙盆震動，再由紙盆的震動推動空氣，從而發(fā)出聲音。

喇叭的發(fā)聲原理

當喇叭接收到由音源設備輸出的電信號時，電流會通過喇叭上的線圈，并產(chǎn)生磁場反應。而通過線圈的電流是交變電流，它的正負極是不斷變化的;正極和負極相遇會相互吸引，線圈受到喇叭上磁鐵的吸引向后(箱體內(nèi))運動;正極和正極相遇則相互排斥，線圈向外(箱體外)運動。這一收一擴的節(jié)奏會產(chǎn)生聲波和氣流，并發(fā)出聲音，它和我們講話的喉嚨振動是同樣的效果。

頻率響應曲線SPLvsFreq

人耳所能聽到的頻率范圍為20Hz─20KHz，(《20hz稱為次聲，》20KHz稱為超聲)圖標縱坐標─表示聲壓級，單位是dB。圖標橫坐標─表示頻率，單位是Hz。

上圖為低音單體頻響曲線，右側(cè)為高音單體，包含左右的是音箱。從頻響曲線可以知道幾個重要參數(shù)：

特性靈敏度(SPL)：以一瓦電功率，在一米距離處所測得的聲壓，并由頻響曲線取四個點所得平均值即為平均音壓。

有效頻率范圍(F0~20KHz)：可由SPL-10dB，這樣一條直線與曲線相交兩點，這兩點之間就是有效頻率范圍。如上圖音箱的有效頻率范圍是45Hz─20KHz，低音單體有效頻率范圍是40Hz─3KHz，高音單體有效頻率范圍則是1800Hz─20KHz。頻響曲線越平直越好，帶寬則越寬越好。

從阻抗曲線可以知道幾個重要參數(shù)：

阻抗值(Ohm)：

圖示波峰過后最低點對應縱坐標即為阻抗值。

最低共振周波數(shù)(F0)：

單體喇叭(單峰)─以阻抗曲線波峰對應橫坐標的點即為F0。音箱喇叭(雙峰)─以阻抗曲線第一波峰與第二波峰間的波谷對應橫坐標的點即為Fb，第一波峰為導音管F0，第二波峰則為單體F0。音箱喇叭+高音單體(三峰)─仍以阻抗曲線波峰與波峰間的波谷對應橫坐標的點即為Fb，第三波峰即為高音單體的F0。

1.直流阻抗(Ohm)：

以靜態(tài)揚聲器來測其阻抗，所以求的的結(jié)果是直流阻抗，就是音圈上所繞的銅線總長的阻抗值。直流阻抗不受頻率的影響。

2.交流阻抗(Ohm)：

在動態(tài)的揚聲器，即通電以后所求得的交流阻抗值。

(通常對音圈的公差要求是±15%。)

3.標準輸入功率(W)：就是揚聲器的額定承受功率，為保證值。

4.最大輸入功率(W)：指揚聲器的最大承受功率，僅承受1秒內(nèi)峰值電壓，非保證值。

5.出力音壓，又稱靈敏度(dB)：

靈敏度也叫特性靈敏度，一般規(guī)定為揚聲器放在消聲室隔板上輸入端加上相當于在額定阻抗上一瓦電功率的信號電壓時，在參考軸上離參考點一米處產(chǎn)生的音壓時，用分貝“(dB)”單位表示特性靈敏度。揚聲器靈敏度高低與揚聲器振動系統(tǒng)的性能及氣隙中磁感應強度的大小有較大關系。

6、極性：

在揚聲器的輸入端加上脈沖直流信號，如果振摸向前推動，則與直流電壓正端相接的為喇叭的正極，反之為負極，如果接反，則喇叭振動的相位將不正確。

音響遙控電路圖

接收和主控電路原理如圖2所示。IC2為風扇電路芯片。本文將其工作原理介紹如下。

1.手控/遙控：按圖1中的遙控鍵實現(xiàn)手控/遙控，方便使用。

2.音源選擇：按開/選擇鍵，IC2第13腳先輸出低電平，使紅色LED6點亮作電源接通顯示，并使V4導通，K1得電吸合，將功放電源接通。3秒后第13腳恢復為高電平，第14腳轉(zhuǎn)為低電平，使綠色LED7點亮作音源1接通顯示，V5導通，使K2、K3得電吸合，接通圖2(a)中的音源1信號和電源。因VD2作用，V4仍導通，使K1吸合接通功放電源。同時經(jīng)VD8也使K4得電吸合接通揚聲器。

若要使用音源2，則需再按一下開/選擇鍵，IC2第14腳又恢復為高電平而第12腳則為低電平。藍色LED5點亮作音源2顯示，并使V3導通，K5得電吸合接通音源2電源，再經(jīng)VD9使K4吸合接通揚聲器。此時K2釋放接通音源2的信號，K3釋放斷開音源1的電源。

想要靜音只需按開/選擇鍵，使紅色LED6常亮即可。

因BA8206具有記憶功能，下次開機時會自動恢復上次關機前的工作狀態(tài)。如在關機前是聽音源2，則下次開機先由第13腳為低電平，3秒后第12腳轉(zhuǎn)為低電平接通音源2，方便使用而不必每次開機都重新選擇音源。

3.音量遙控：圖2b中IC2第20、11腳為獨立的兩個雙穩(wěn)態(tài)輸出端，調(diào)音量大小時如按一下音量+鍵，IC2第20腳輸出低電平，使V8、VD3截止，LED8點亮作顯示，并使V6導通。電源V+經(jīng)V6、音量電機M和V9到電源V-，實現(xiàn)音量增加。如按一下音量-鍵，則IC2第11腳為低電平，使V9、VD4截止，LED9點亮作顯示，并使V7導通。電源V+經(jīng)V7、音量電機和V8到電源V-。使電機反轉(zhuǎn)達到音量減小目的。

以上調(diào)音量大小到合適時。需再按一下音量+或-鍵，使第20或第11腳恢復為高電平即可。平時V8、V9和VD3、VD4均導通，因V6、V7截止，所以音量電機無電流通過而停轉(zhuǎn)。

4.延時關機：在開機后按定時鍵可使延時關機時間從0.5-7.5小時累加，LED1～LED4作相應顯示。延時過程中LED1～LED4會作相應遞減顯示，結(jié)束時全部熄滅，非常直觀。該功能很適合夜晚使用。

5開關機場聲器保護：每次開機總是IC2第13腳先輸出低電平接通功放電源，3秒后再接通所選擇的音源1或2，并使K4吸合接通揚聲器，避免了開機時對揚聲器的電流沖擊。關機時第12、13、14腳同時為高電平，但因VD1或VD2的作用，C2充電為低電平，使V4仍導通，使功放電源接通，此時音源1或2及揚聲器已斷開，同樣避免了關機時對揚聲器的電流沖擊。按圖中C2的容值，3秒鐘后才使V4截止而關斷功放電源。

保護電路：從功放輸出中點引出經(jīng)R1、R2和R3分壓后，無論功放中點正偏或負偏達到2V時，V1或V2就導通，將IC2第③腳對地實現(xiàn)關機保護目的。

6.聲光顯示：圖中各種控制功能均有相應的LED顯示。上面已介紹。同時，HTD均會鳴叫一聲，很直觀。

圖2b中的IC1為紅外接收頭，圖1中的LED作按鍵遙控發(fā)射顯示。各種顏色LED均選中3mm高亮度發(fā)光管。