扬声器保护
人们做出种种努力以期很大限度地提高便携设备扬声器发出的感知响度,必须小心避免扬声器本身的损坏。这些小型换能器仅能承受这么大的有限音量。现有两个主要的扬声器保护方面--大薄膜偏移和很高音圈温度。
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。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。音圈中的高温也会导致其电气绝缘性能劣化,Zui后致使音圈的线匝短路,从而降低音圈阻抗而使放大器过载。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电感测。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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扬声器的结构和工作原理
电动式扬声器应用Zui广泛,它又分为纸盆式、号筒式和球顶形三种。这里只介绍前两种。
1、纸盆式扬声器
纸盆式扬声器又称为动圈式扬声器。
它由三部分组成:①振动系统,包括锥形纸盆、音圈和定心支片等;②磁路系统,包括永义磁铁、导磁板和场心柱等;③辅助系统,包括盆架、接线板、压边和防尘盖等。当处于磁场中的音圈有音频电流通过时,就产生随音频电流变化的磁场,这一磁场和久磁铁的磁场发生相互作用,使音圈沿着轴向振动,由于扬声器结构简单、低音丰满、音质柔和、频带宽,但效率较低。
2、号筒式扬声器
号筒式扬声器的结构,它由振动系统(高音头)和号筒两部分构成。振动系
各种扬声器统与纸盆扬声器相似,不同的是它的振膜不是纸盆,而是一球顶形膜片。振膜的振动通过号筒(经过两次反射)向空气中辐射声波。它的频率高、音量大,常用于室外及广场扩声。
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扬声器的功率
扬声器的功率是指扬声器能长时间工作的输出功率,又称为不失真功率,它一般都标在扬声器后端的铭牌上。当扬声器工作于功率时,音圈不会产生过热或机械动过载等现象,发出的声音没有显示失真。功率是一种平均功率,而实际上扬声器工作在变功率状态,它随输入音箱音频信号强弱而变化,在弱音乐及声音信号中,峰值脉冲信号会超过功率很多倍,由于持续时间较短而不会损坏扬声器,但有可能出现失真。为保证在峰值脉冲出现时仍能获得很好的音质,扬声器需留足够的功率余量。一般扬声器能随的大功率是功率的2-4倍。
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