上海天端实业有限公司-磁场测试、磁场发生方案提供商
Tel:021-69950113 52873517
热门关键词: 磁场发生设备| 磁场测试仪器|
您所在的位置: 首页 > 技术支持

喇叭与喇叭磁

发布时间:2020-03-26 11:26:01      发布人:上海天端  浏览量:

大家都知道喇叭、音响和耳机等电声设备中都需要磁体,那么

-磁体在电声器件中究竟发挥什么作用?
-磁体性能对声音输出质量有什么样的影响?
-不同品质的喇叭中应该用哪种磁体?
今天和大家一起探究一下喇叭和喇叭磁。
 
音频设备中负责发出声音的核心部件是扬声器,俗称喇叭,无论是音响还是耳机,其中都少不了这个关键部件。扬声器是一种把电信号转变为声信号的换能器件,扬声器的性能优劣对音质的影响很大。想要了解喇叭磁,首先要从喇叭的发声原理开始。
 
喇叭的发声原理

下面这个喇叭的侧视图能够很好的帮我们了解喇叭的基本结构。喇叭一般是由T铁、磁体、音圈和振膜这几个关键部件组成的。

喇叭与喇叭磁(图1)

那么喇叭是如何发出声音的呢?我们都知道通电导线中会产生磁场,电流的强弱影响磁场的强弱(磁场方向遵循右手定则),当交流音频电流通过喇叭的线圈(即音圈)时,根据上述原理音圈中就产生了相应的磁场,这个磁场与喇叭上自带的磁体所产生的磁场产生相互作用力,这个作用力使音圈在喇叭磁场中随着音频电流强弱而振动起来。喇叭的振膜和音圈是连在一起的,当音圈与喇叭振膜一起振动,推动周围的空气振动,扬声器由此产生声音。如下图,这就是喇叭发生的原理。

喇叭与喇叭磁(图2)喇叭与喇叭磁(图3)

磁体性能对喇叭声音输出质量的影响
在磁体体积相同、音圈相同的情况下,磁体性能对喇叭音质有直接的影响:

  1. 磁体的磁通量密度(磁感应强度)B越大,作用在音膜上的推力也越强。
  2. 磁通量密度(磁感应强度)B越大,功率相对也越大,SPL声压级(灵敏度)相对也越高。
    耳机灵敏度是指向耳机输入1mw 、1khz的正弦波时,耳机所能发出的声压级。声压的单位是dB(分贝),声压越大音量越大,所以灵敏度越高、阻抗越小、耳机越容易出声。
  3. 磁通量密度(磁感应强度)B越大,喇叭总品质因数Q值相对较低。
    Q值(qualityfactor)是指喇叭阻尼系数的一组参数,其中Qms为机械系统的阻尼,体现喇叭各部件运动中的能量的吸收和消耗。Qes为电力系统的阻尼,主要体现在音圈直流电阻对电能的消耗;Qts为总阻尼,与上述两者关联为Qts=Qms*Qes/(Qms+Qes)。
  4. 磁通量密度(磁感应强度)B越大,瞬态越好。
    瞬态可以理解为对信号“反应速度快”, Qms比较高。瞬态响应好的耳机应当信号一来就立即响应,信号一停就嘎然而止,决不拖泥带水。如:尤其是鼓乐及较大场面的交响乐中领奏到合奏的过渡部分体现最为明显。

 
喇叭磁体如何选择
市场上的喇叭磁主要有铝镍钴、铁氧体和钕铁硼三类:

  • 铝镍钴是喇叭最早使用的磁体,如50、60年代的号筒喇叭(大家称为高音喇叭)。一般制成内磁式喇叭(外磁式也可用)。其缺点是功率较小,频率范围也较窄,坚硬而且很脆,加工很不方便,此外钴是稀缺资源,铝镍钴价格比较高。从性价比角度,喇叭磁铁选用铝镍钴的比较少。
  • 铁氧体一般制成外磁式喇叭,铁氧体磁性能相对较低,需要有一定的体积才能满足喇叭的驱动力,所以一般用在体积较大的音响喇叭上。铁氧体的优点在于价格便宜,性价比高;缺点是体积较大,功率较小,频率范围较窄。  

喇叭与喇叭磁(图4)

  • 钕铁硼的磁性能要远远优于铝镍钴和铁氧体,是目前喇叭上使用最多的磁体,尤其是高端喇叭。其优点是同等磁通量下其体积小,功率大,频率范围宽,目前HiFi耳机基本上用此类磁体。其缺点是因为含有稀土元素,所以材料价格较高。

喇叭与喇叭磁(图5)

选择喇叭磁铁时需要考虑的几个因素

首先,需要明确喇叭工作时所处的环境温度,根据温度确定应选择哪种磁体。不同的磁体耐温度特性不同,能支持的最大工作温度也不同。当磁体工作环境温度超出最大工作温度时,可能会出现磁性能衰减、退磁等现象,会直接影响喇叭的发声效果。
其次,要综合考虑磁通需求和磁体体积来选择喇叭磁。有人问喇叭磁铁是不是越大声音越好?其实不然,喇叭并不是磁铁越大越好。从磁体性能对喇叭声音输出质量的影响中我们可以发现,磁体的磁通量对喇叭音质的影响非常大,同体积的情况下,磁体性能:钕铁硼>铝镍钴>铁氧体;同样磁通量的要求下,钕铁硼磁体所需体积最小,铁氧体最大。同样的磁性材料(同材质且同性能),直径越大,磁感强度越大,喇叭的功率相对就越大,喇叭的灵敏度也相对更高,瞬态响应越好。因此需要综合考喇叭体积对磁体体积的限制对磁体磁通性能的要求来确定选择哪种磁性材料。
 
补充:有人问喇叭多少芯多少磁是什么意思?
我们说喇叭多少磁,说的是喇叭中磁铁的直径,比如100磁就是说磁铁的直径是100mm说喇叭多少芯是指喇叭音圈的直径,比如100芯就是说音圈的直径是100mm