电声基础知识

1电声基础知识2声学基础特性电声器件的原理与使用特性扬声器及受话器的参数及测量方法受话器产品的发展趋势电声器件与整机的配合关系目录3声学基础特性（音频）声音的产生来源于振动声音的传播必须要有介质，这个介质就是空气、水等空气压力Po，受到振源的扰动，产生微弱的疏密变化ΔP,并通过空气分子间的相互作用传递出去就形成了声波。4几个基本概念1、声压：表达式：P=Po(ωt-kx+Ψ)2、频率：声源每秒振动的次数称为频率，单位为Hz.人耳可听得见的声波频率范围约为20Hz~20000Hz,即音频范围3、声速：在介质中传播速度称为声速。固体最快，液体次之，空气中最慢。54、波长：相邻同相位的两点之间的距离称为波长λCo=λfCo为空气中声速f为频率5、声压级：Lp=20lg(p/po)(dB)Po为基准声压2x10-5pa基准声压为0，称为听阀一般交谈为60纺织车间为100高于120耳朵有痛感，称这个声压级为痛阀。声学基础特性（音频）66、声压级与功率的关系：ΔL=10lg(w/wo)(dB)wo为参考功率功率增加一倍，声压级增加3dB7、声压级与距离的关系：ΔL=-20lg(r1/ro)(dB)ro为参考距离距离增加一倍，声压级减小6dB声学基础特性（音频）7语音的产生声带振动产生声音，舌头喉腔的调制产生语音语言的动态范围语音特性名称一般讲话艺术语言歌唱动态范围25~3540~5045~558响度与等响度曲线人耳的听觉特性响度是人耳对声音强弱的主观尺度，相对应的物理量是振幅。人耳对强弱相同但频率不同的声音有不同的响度感觉，对低频不敏感，对中频最灵敏，对高频次之。由于这种变化是一种非线性的，所以右边列出正常人耳的听觉曲线，即等响曲线。9等响曲线人耳的听觉特性10哈斯效应与掩蔽效应1、哈斯效应是指当两个声音发生时间超过50ms时，听觉上感到有回声，也叫优先效应。2、掩蔽效应是指当同时听到两个或以上声音时，对其中一个声音的感觉会因其他声音的存在而受到干扰，使听阀提高。3、声像定位问题与声压级、时间差（优先效应决定）有关。人耳的听觉特性11电声器件原理与使用特性电声器件最典型的是扬声器、受话器、传声器等，是一种声电互相转换的换能器件。广播电声器件：频率范围宽（20~20KHz),动态范围大，噪声低，失真小等特点。通信电声器件：主要用于语言通信，频带窄（300~3400Hz),强调语言的清晰度，可懂度。12动圈式电声器件的原理SSN电动扬声器的力效应由下式决定F=Bli式中：F为磁声对音圈的作用力，N；B为磁隙中的磁感应密度，Wb/m2；l为音圈导线的长度，m；i为流经音圈的电流，A。13动圈式受话器的主要参数主要技术指标如下：交流阻抗z=√R+jωLz----------交流阻抗R---------直流电阻L----------线圈电感ω---------圆周频率对动圈式电声器件讲，其交流阻抗接近直流电阻，随频率变化很小，一般Z≈1.1R14灵敏度标志着电声转换能力的大小，一般以1KHz的频率点来表示。Lp=20lg(p/po)单位为dB定义为当施加于受话器一定电功率（或电压）时，受话器所产生的耦合于仿真耳中的声压值。动圈式受话器的主要参数15频率响应即灵敏度对频率的依赖关系，一般用曲线表示。原则：要求曲线平坦，低频、高频均不可过高。若低频低，则声音不发闷；若高频低，则可降低刺声。动圈式受话器的主要参数16动圈式受话器的频响分析等效网络17动圈式受话器的频响分析参数解释：r0，m0，C0为振动系统的声阻，声质量，声容。r1，m1为前盖出声孔的声阻，声质量，C1为振膜与前盖间腔体的声容。C2为振膜的第一腔的声容，C3为振膜的第二腔的声容。r2，m2为振膜的第一、二腔间小孔的声阻，声质量。Ｃ４为仿耳的耳室声容。P为振膜产生的声压18理论分析：左图曲线由三个回路组成m0，C0，C1，C2组成基本谐振曲线a，m2，C2，C3，组成反谐振曲线b，作用是降低基本谐振曲线的峰值。m1，C1组成低通曲线c，提高低频响应。动圈式受话器的频响分析19动圈式扬声器的主要参数一、额定阻抗额定阻抗是指阻抗曲线上紧跟在第一个极大值后面的极小值。在额定频率范围内，阻抗模值的最低值一般不应小额定阻抗的80%（一般取±20%公差，例8±20%Ω）。20动圈式扬声器的主要参数额定阻抗的测试方法：用替代法进行，馈给扬声器的电流通常选用50mA±10%，测量原理图如下声频信号发生器有效值电压表RsSPRk21动圈式扬声器的主要参数二、额定共振频率共振频率是在扬声器单元的阻抗模值随频率递增变化的曲线上，出现第一个阻抗极大值时所对应的频率。额定共振频率值的允许偏差一般取±15%，例如ƒ0=50±15%Hz，但纸盆如果是全纸的一般允许偏差取±20%。结合上面的阻抗曲线测量，现在的数字式电声测试系统都是采用恒压法一次性测试同时得到阻抗曲线及共振频率ƒ022动圈式扬声器的主要参数三、频率响应与有效频率范围扬声器的频率响应就是用曲线来表示扬声器的输出声压级与频率之间的关系，这个曲线通常是在自由场条件或半空间自由均条件下测得的。信号源可用正弦信号或1/3oct的窄带噪声信号测试，测试频率至少应覆盖扬声器的有效频率范围。23动圈式扬声器的主要参数测试方法：用正弦信号测的频响曲线图上（如下）24动圈式扬声器的主要参数四、额定特性灵敏度级指在规定频率范围内，在自由场条件下，相当于馈给扬声器1W粉红噪声信号电压，在其参考轴上距参考点1m处所产生的声压级。测量电原理图：粉红噪声发生器带通滤波器测量功率放大大器测量放大器有效值电压表自由场空间25动圈式扬声器的主要参数五、失真谐波失真瞬态失真当馈给扬声器电信号快速变化时，其振动系统不能及时变化而产生的失真。异常音即纯音不良，杂音等。26动圈式扬声器的主要参数六、额定噪声功率也可称为功率承受能力。是指在额定频率范围内馈给扬声器规定的模拟节目信号，在一定时间内不产生热和机械损坏的噪声功率。一般的试验条件为白噪声信号经带通滤波器后通过功率接到扬声器上试验的时间要求为100小时。27受话器的发展趋势普通电话用受话器，大口径38MM左右的无绳电话用受话器，口径20~28MM左右的，薄型高频无绳电话用受话器，口径15MM左右的移动通信用受话器，口径10~15MM，泄漏频响移动通信用多功能器件，外形更小，异型等，泄漏频响，大功率，高可靠性28手柄前侧的腔体设计原则：应该是尽量使受话器装在手柄内测试和不放在手柄内测试两者一致或差别愈小愈好，要起到这目的：1、前腔台阶+EVA垫圈后，总高度H不超过1~1.5mm2、手柄前侧孔径宜大而少，不要小而少3、前腔内径φK，应小于受话器前盖直径。受话器与整机的配合关系29受话器与整机的配合关系30谢谢大家！