Structure des enceintes, principe de fonctionnement et indice de performance

Le haut-parleur est une sorte de dispositif de conversion d'énergie qui convertit les signaux électriques en signaux acoustiques. Les performances du haut-parleur ont un grand impact sur la qualité sonore. Le haut-parleur est un composant très faible de l'équipement audio et c'est un composant important pour l'effet sonore. Les enceintes courantes comprennent les enceintes électromagnétiques, les enceintes dynamiques, les enceintes électrostatiques, etc. Alors, quel est le principe de fonctionnement des différents types d'enceintes? Ensuite, je présenterai la structure, le principe de fonctionnement et l'indice de performance des haut-parleurs un par un.

Structure de l'orateur

Le haut-parleur est généralement composé d'un capuchon anti-poussière, d'un cône acoustique, d'une bobine acoustique, d'une plaque vibrante, d'un cadre de bassin, d'un poteau de liaison, de pièces polaires magnétiques supérieures et inférieures et d'acier magnétique.

1. Bassin sonore

Utilisez la vibration du bassin sonore pour pousser l'air à vibrer pour obtenir le son du son. Par conséquent, le matériau du cône sonore détermine la personnalité du locuteur.

2, support de bassin

Les types et les caractéristiques du cadre du bassin sont les suivants: tôle de fer: prix inférieur; moulage sous pression: pas facile à déformer; matière synthétique: légère et peu déformable.

3. support de bobine de voix

Le support de bobine acoustique est principalement en aluminium. Parce que le rack de bobine acoustique doit prendre en compte la dissipation thermique, la peau en aluminium a une bonne dissipation thermique, un poids léger et aucune déformation. Il est également utile dans le papier, mais il est désormais obsolète. Il existe également une carte époxy KISV, qui offre de meilleures performances.

4. aimant

Ferrite: La plus traditionnelle, la plus grande taille et le prix le plus bas.

NdFe: Il est 7 fois plus magnétique que la ferrite, mais il est instable et facilement démagnétisé, il ne peut donc pas remplacer la ferrite.

Aimant en strontium: il se caractérise par une efficacité élevée, mais son volume n'est pas important, il n'est donc utilisé que sur les tweeters.

5.Branches

La plaque de support est également appelée plaque à ressort et onde élastique, qui est le support de la vibration du haut-parleur. Il existe deux principaux matériaux pour centrer la plaque de support: le tissu en coton et la fibre de polyimide.

6, anneau pliant

L'anneau pliant est la partie de connexion du bassin sonore et du cadre du bassin, qui est utilisé pour soutenir le système audio du bassin sonore et fournir une force de restauration et un effet d'amortissement conformes.

7. capuchon anti-poussière

La fonction principale est d'empêcher la poussière et les débris de pénétrer dans l'espace magnétique. Le matériau utilisé est le papier, le tissu, l'aluminium, le plastique ou le tissu en fibre de carbone, et la forme couramment utilisée est un hémisphère.

Fonctionnement des haut-parleurs

1, type de bobine mobile

Le principe de base vient de la loi de gauche de Fleming. Mettez une ligne de courant et une ligne magnétique perpendiculairement entre les pôles nord et sud de l'aimant. Le fil sera déplacé par l'interaction entre la ligne magnétique et le courant. Ensuite, un diaphragme est attaché ici. Sur la piste racine, le diaphragme se déplacera en avant et en arrière à mesure que le courant change. À l'heure actuelle, plus de 90% des cônes à cône sont des conceptions à bobine mobile.

2. électromagnétique

Haut-parleur magnétique, également appelé "haut-parleur à anches". Dans la structure du haut-parleur magnétique, il y a un électroaimant à noyau mobile entre les deux pôles de l'aimant permanent. L'attraction de la force d'attraction au niveau de la phase est maintenue stationnaire au centre; lorsqu'un courant circule dans la bobine, le noyau mobile est magnétisé et devient un aimant en barre. Au fur et à mesure que la direction du courant change, la polarité de l'aimant en bande change en conséquence, de sorte que le noyau de fer mobile tourne autour du point d'appui, et la vibration du noyau de fer mobile est transmise du cantilever au diaphragme pour favoriser les vibrations thermiques de l'air.

3. inductif

Semblable au principe électromagnétique, mais l'armature double et les deux bobines vocales sur l'aimant ne sont pas symétriques. Lorsque le courant du signal passe, les deux armatures se poussent et se déplacent l'une avec l'autre pour différents flux magnétiques. Contrairement à l'électromagnétisme, les inducteurs peuvent régénérer des fréquences plus basses, mais l'efficacité est très faible.

4, électrostatique

Le principe de base est la loi de Coulomb. Habituellement, un diaphragme en plastique et un matériau inductif tel que l'aluminium sont soumis à une vaporisation sous vide. Les deux diaphragmes sont placés face à face. Lorsque l'un d'eux ajoute un courant positif et une haute tension, l'autre induit un petit courant. En se poussant mutuellement par l'attraction et la répulsion les uns des autres, l'air peut émettre un son.

Le monomère électrostatique est léger et a une faible dispersion des vibrations, il est donc facile d'obtenir des médiums et des aigus clairs et transparents, ce qui affecte la puissance des basses, et son efficacité n'est pas élevée, et il est facile de collecter la poussière en utilisant une alimentation CC la fourniture.

5. planaire

La conception la plus ancienne développée par SONY au Japon, la conception de la bobine acoustique est toujours le thème du type de bobine mobile, mais le diaphragme à cône est remplacé par un diaphragme plan en nid d'abeille, car moins de personnes ont un effet creux, les caractéristiques sont meilleures, mais le l'efficacité est également faible. .

6. ruban

Sans la conception traditionnelle de la bobine acoustique, le diaphragme est en métal très mince et le courant circule directement dans le conducteur pour le faire vibrer. Parce que son diaphragme est une bobine acoustique, il est très léger, a une excellente réponse de performance et une réponse haute fréquence. Cependant, l'efficacité et la faible impédance des haut-parleurs à ruban ont toujours été un gros défi pour les amplificateurs. Une autre méthode consiste à avoir une bobine acoustique, mais la bobine acoustique est imprimée directement sur la feuille de plastique, ce qui peut résoudre certains problèmes de faible impédance.

7, type de corne

Le diaphragme pousse l'air situé au bas du klaxon pour fonctionner. Parce que le son n'est pas diffusé pendant la transmission, il est très efficace. Cependant, comme la forme et la longueur du klaxon affecteront le son, il n'est pas facile de rejouer les basses fréquences. Maintenant, il est principalement utilisé dans les systèmes de sonorisation géants ou sur le tweeter.

8. piézoélectrique

Un haut-parleur qui utilise l'effet piézoélectrique inverse d'un matériau piézoélectrique est appelé un haut-parleur piézoélectrique. Le phénomène selon lequel un matériau diélectrique subit une polarisation sous pression provoque une différence de potentiel entre les deux surfaces est appelé "effet piézoélectrique". Son effet inverse, c'est-à-dire le diélectrique déformé dans un champ électrique, subit une déformation élastique, appelée "effet piézoélectrique inverse" ou "électrostriction".

9. haut-parleurs d'ion

Les haut-parleurs ioniques utilisent une décharge haute tension pour transformer l'air en protons chargés. Après l'application de la tension alternative, ces molécules chargées libres sonneront en raison des vibrations. Actuellement, il ne peut être utilisé que dans des monomères à haute fréquence. Les haut-parleurs ioniques diffèrent des autres haut-parleurs en ce qu'ils n'ont pas de diaphragme, de sorte que les caractéristiques transitoires et les caractéristiques haute fréquence sont bonnes, mais la structure est trop compliquée.

10. haut-parleur à modulation de flux d'air

Haut-parleurs à modulation de flux d'air, également appelés haut-parleurs à flux d'air. Il s'agit d'un haut-parleur qui utilise l'air comprimé comme source d'énergie et utilise un courant audio pour moduler le flux d'air. Il se compose d'une chambre à air, d'une valve de modulation, d'un klaxon et d'un circuit magnétique.

L'air comprimé s'écoule de la chambre à air à travers la vanne et est modulé par le signal audio externe, de sorte que la fluctuation du flux d'air change en fonction du signal audio externe, et le flux d'air modulé est couplé à travers le klaxon pour améliorer l'efficacité de le système. Il est principalement utilisé comme source sonore pour les tests d'environnement de bruit à haute intensité ou la diffusion longue distance.

11. ultrasons

Il n'utilise aucune forme traditionnelle de haut-parleur, mais utilise un générateur d'ultrasons pour générer deux faisceaux ultrasoniques spécialement traités. Lorsque ces deux faisceaux agissent simultanément sur le tympan de l'oreille humaine, ils peuvent produire une audition par interaction.

Indicateurs de performance des haut-parleurs

1. réponse en fréquence

Cet indicateur reflète la plage de fréquences principale dans laquelle l'enceinte fonctionne. Lorsqu'une source de signal à tension constante est appliquée au haut-parleur et que la fréquence de la source de signal passe de basse fréquence à haute fréquence, la pression acoustique générée par le haut-parleur change avec le changement de fréquence. La courbe pression-fréquence sonore résultante, plus cette plage est large, meilleures sont les caractéristiques de reproduction du son

2. impédance nominale

Il s'agit de la valeur d'impédance mesurée à l'entrée du haut-parleur à une fréquence de fonctionnement spécifique. Habituellement, il est indiqué sur la plaque signalétique du produit, donnée par le fabricant, l'impédance nominale est généralement la valeur du mode d'impédance à laquelle la puissance maximale peut être attendue dans la plage de fréquences nominale. L'impédance nominale est généralement de 4 ohms, 8 ohms, 16 ohms, 32 ohms, etc. 3 ohms et 6 ohms sont également utilisés à l'étranger.

3. puissance

La puissance de l'enceinte est l'un des indicateurs importants lors du choix d'utilisation de l'enceinte. C'est la puissance d'entrée lorsque le haut-parleur peut fonctionner en continu pendant une longue période sans générer de son anormal. Dans les tests généraux, un signal de bruit rose est utilisé et le test est effectué dans la plage de fréquences nominale via un filtre spécifique.

La puissance de bruit maximale est différente de la puissance nominale, ce qui indique la capacité de l'enceinte à résister à une puissance d'entrée élevée pendant une courte période, et son temps de test n'est que de quelques secondes ou minutes. Généralement, la puissance de bruit maximale est de 2 à 4 fois la puissance nominale.

4. sensibilité

La sensibilité caractéristique fait référence au niveau de pression acoustique mesuré à 1 m dans la direction axiale lorsque le haut-parleur ajoute une tension de signal de bruit rose équivalente à 1 W de puissance sur l'impédance nominale. Chaque haut-parleur doit être fondamentalement le même dans la bande de fréquences responsable de la lecture, afin que le haut-parleur entier ait un équilibre entre les aigus, les médiums et les graves pendant la lecture. Surtout pour les haut-parleurs stéréo, les unités utilisées pour les canaux gauche et droit doivent être strictement filtrées et adaptées. Il est nécessaire que la différence entre les niveaux de pression acoustique de sortie des unités utilisées dans les canaux gauche et droit soit de plus ou moins 1 dB, sinon la localisation de l'image sonore sera affectée.

5. directivité

La directivité est utilisée pour décrire la capacité d'un haut-parleur à émettre des ondes sonores dans diverses directions dans l'espace. Elle s'exprime généralement par la courbe du niveau de pression acoustique en fonction de l'angle de rayonnement. La directivité d'un haut-parleur est liée à la fréquence, et il n'y a généralement pas de directivité évidente aux basses fréquences. Aux hautes fréquences, en raison de la courte longueur d'onde des ondes sonores, la directivité deviendra nette, donc certains haut-parleurs organisent plusieurs unités à haute fréquence dans des directions différentes pour améliorer la directivité. La directivité est également liée au calibre de l'enceinte. Généralement, lorsque le calibre est grand, la directivité est également nette; lorsque le calibre est petit, la directivité est large.

6. distorsion

Les distorsions dans les systèmes d'enceintes comprennent la distorsion gazouillis, la distorsion d'intermodulation et la distorsion d'intermodulation transitoire. Les caractéristiques de distorsion d'un haut-parleur sont plus susceptibles de détériorer les caractéristiques qu'un seul haut-parleur. Habituellement près du point de croisement, la distorsion est considérablement augmentée en raison d'une conception ou d'un débogage incorrect. La distorsion harmonique est principalement générée aux basses fréquences, en particulier à proximité des fréquences de résonance. La distorsion harmonique minimale requise pour les enceintes haute fidélité ne dépasse pas 2%.