扬声器设计手册全册.pdf
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1、第一章扬声器材料的认识第jj 各部品材料的认识一、扬声器材料的构成喇叭厂属材科组装型企业,故开寂的关键就是原材料的选择原材料的好坏很大程度上决定的产品品质,同时.bi接决定了产品的成本肉此产品开发设计是快定产品品和企业经济放益的关键环节,动圄式圆锥形外磁型扬声器主要材料包括:支架、铁片、铁心、磁铁(后磁铁、后壳、鼓纸、结片(背雨给片、弹波、音罔、防盖、端子、锦终线等十多种,见阁1-1,lead wire锦丝线因1-1-a.mi voice coil 问1101防尘盖dustcap 地edge/surround鼓纸conepaper 弹每封amperwasher 叫卜笠主w时er/plate后究
2、shieldcover 磁铁magnet铁心yoke_后夜夜cane!magnet 对这些材料了解,越深,对开发越有和助,要能开发成本低、性能好、作业方便的扬声器,除了需要很强的开发经验放严琐的i:作态度外,还必须在原材料t1功夫,F而依次对k述原材料来做认识。一、支架(FIL山11E)亦称BASKET,是安装拨动部分,;件,磁气l!.!In和其它零件的母体小型SPK的支架都是钢饭,材屈ISPCC(S:STEEL钢铁P:板钢C:COLD冷锻C:硬度区分)。铜版的材质再度为0.5l.2MM冲际成型,表而通常处理何五影电辙,烤黑、电黑,加以防锈大门栓的磁气时路特别强劲笨重,钢扳材质会使用l.OMM
3、tt至更厚但尚级皿FlSPK也有用铝铸的立架,此外用咱料成型的文架亦很多,l坊7)喇叭A头机最常用也料眶的材J员多为ABSE且ABS1JO纤以增高耐热及强度有些i,Yj艇上使用的塑料悟的材质为ASA料,可以延长塑料框受紫外战照射而变颜鱼的时间。铁框材质的厚度除对SPK承受压力有影响外,同时对SPK的安装后能否承受一定的搬动不致变形亦有影响。此外,SPK工作频繁振动时,文架可能会在某些频率产生共振而影响芮硕。中高TTSPK的支架多为密闭的,故也有ff箱的性能如有为中ff时,通常茧求有必要的内在容权且在振动的背丽不产生定在攘的形状,通常为了防止定在波的发生和调整FO与Qo值之衔,要在支架内部填入吸
4、昔的材料。开发设计选用文架时,附注意三点:l.平而应:鼓纸EDGE,弹法EDGE与准接着处甫平坦,充分严峦才安全对T鼓纸EDGE为问地时,还芮考虑SPK作搬动才EDGE娃否碰,a丽2.高度设配:结合弹波、鼓纸有先生向来设计或选用合适之铁梅,三点接着处鼓纸与弹波间在;有少许宅隙,一般为0.3-0.SMM为宜,过紧穿鼓纸后使颈部胶外分,与frl耐不能很好接籽,严噬着便压鼓纸困难造成CI、B芦、H同体翘高度不一、弹波下阳、A声不良机率增加等诸多不良。另外弹,波闹到底郁的高度县内部电间,对于功率大,振l蜗大的SPK,非与此高度不够,J辰动时神,放颈部会碰右铁片贝克锵按汗,凸.旦.而造成一种类似AB不良
5、的致命缺点3.散热设计:扬声!工作时何罔产生的很高热吭,热空气主坚集中F到i波以下的l腔内。若铁框底部和弹波之间的内部空间不够,令热Ii!积累无法扩散,会增加汗罔的老化速度而致使功率达不到,故开发设计时需周:要f考虑可以使铁框的底部空间适当加大城在铁框的底部边给设计为有孔型。如果是塑料框,铁片产生的过高温度会使塑料软化变形而产生不良。这时除框的成部边缘设计为有手L型外还要考虑塑料的耐热性而米选用材质,D且在铁片和1塑料擅问附加隔热材料4.表而处理检验:a.:.而处理有电镀五彩,f包镀白饼,烤黑2是丝纹漆。b.为了检盒铁眶农而处理后对接3拧开lj是否能很好的粘合,一般使用端性试验来检测。五彩一般
6、用37度作浦性试验,严格的用38度作涌性试验。烤J骂一般用33度作涌性试验试验如果缩成一团则为NG.c.也镀膜厚盟求大fSt四d.检验铁框是否耐民氧化生锈,用盐水喷雾试验进行检测.5%成8%的盐水48H.5.铁框通用只、j要求:铁框共通点尺寸公差表骂:ii子孔公差全高A公差行效高B公Z!柳孔c对角3.63.6+o.1/-0 全商三10土0.2B 35 土0.22.2土0.1 土0.1 2.22.2 主0.1 lO 35 土0.33.2土0.1 闲4.84.8土0.1 30 10 士10取入整数5.3土0.1 铝铸螺丝孔M4P0.7 6.3士0.1 二、铁片(,VAS皿R/PLATE)铁片又叫铁
7、艇、华司.!.比上汁,在磁气国巾,铁片与铁心都起了导磁作用,主;们能将磁铁的N极与st反j函过国路集中剑问隙,仪间隙产生较强的磁场,ru,厅阔的卷嗣同lj好位于何JI琼茫中,故铁片的内径、再度非常重要一般功率比较大,就振动时冲击力大的扬声器,铁片与铁框都是以柳接同定在他们的接合处再用胶补强,以防止扬卢z,曾在l;作Ht气流从锵接之间的缝阳内挤出,产生气流2 J1f不良即前风如果磁气国很咱的扬声器,一般使用铁片攻月二锁蝶纹的形式柳接或锁蝶量生可以承受大冲击力,一般破坏试验都可承受。一般柳接浮凸点必螺丝孔有46个。塑料缸和铝铸框不能ijp接,一般以蜡纹锁紧,结合处同样以胶补强,螺量生锁紧后,宿在螺
8、丝头与框1点结合处点胶,以防止SPK频繁振动而松弛至脱施。有些塑料框在注射成型时,铁片就成型1其中,可以降低成卒,许多小型SPK饺什通过内iljp固定于铁片惬上,与框体形成一个整体,不:后再够ll接加工,结合处一般也市金周补强,防止肉销合不7在而脱藩故内柳式1!压应E扫孔径精确,内镑式的弱点是不能承受破坏试验,不能承受太大的冲击力,仅适合于磁铁外径在。45皿以下的扬声椿优点是扬卢摞生产作业时方便省时,可适当降低扬芦器的成本铁片的材质为SPHC(S:STEEL钢铁P:敏钢H:HOLD热锻C:硬度区分,一般炭而五彩咆镀旦旦镀辛辛开发设计边用铁Jt时,根据SPK的用途客户要求的性能来设计!X选用铁片
9、,铁汁的内径是扬j1J器磁气M路间隙的外网,而线阳就在间隙内振动,般铁片的厚度与内径非常重要,一般低tt扬声器振帕大,振动系统盟,这就要求磁气恒l路强劲有力,铁片厚度此时不能太薄弱强振动的扬声音告发热快且也应高,磁场制度较珑,散热快,用波数特性五fV.快,同时还可降低低古i皆根F。有刷f低-rt.相反铁片商时,间隙磁珠(尖锐,散热慢,适合商-rt振帕小之类型选用,但必须了解的是铁片导磁2泉水管一样当磁力剑一定程度,铁汁的导磁性能饱和,即使磁铁再加大,磁力再加强,铁片的导磁性能不会再加强,尤其是铁片厚度小街,导磁更容易饱和1.6.铁片外径尺寸要求:扬卢苦苦元后先时,铁片外径K、J-一般比磁铁外役
10、小一个等级,如磁铁外径为70时,铁片外径为65,超过120以上的磁铁,铁片外径可以比磁铁外怪小1Omm.公差要求不是很严格,能够达到l士隅,四合五入保留置lj小数点后丽一位故即可,至可以蚊大放宽到士2%.均铁片为内磁扬声器使用时,铁片相当F是铁心的中枝,那么外栓的公差i炕头l铁心中柱的公是要求,即o,-o.04 扬声器有加附后元,当磁铁外径lOOmm时,铁Jr外径尺、J一般比磁铁外径大个等级,如磁铁外径为70时,铁片外始为75.当然也有特殊状况如;后考虑装配要求帘诫小后先外役的,磁铁外位)145,铁片外径为46.5.公差要求也比较严格,与后先市科学的配合,一般要求为o.-0.4,.!.!成土0
11、.2.7.铁片内往尺寸要求:铁片的内位公差范围一般见下表:一般铁片内径公差司是?奇闹自栓内径4号冶;内栓公差厚度公差13 14 vc棋大外栓0.35(有磁波)0.5一般士5o/ot 16 20 vc-M.大外栓+o.50.7但最小限度为土0.225 vc最大外栓0.60.8+o.04/-0 30 32 vc陆大外栓0.70.835 38 VC敢大外栓0.750.950以l二vc棋大外栓0.81.1+o.051-0 3 3.铁片浮ln_l点而公差柳接固定型铁片浮凸点之尺、J比较重要,尺、J不严谨时,会使银Pi斐不牢固,做成SP松动或掉头,还有浮fl,点承受不f哪接lli力而F陷者设浮川点高度为F
12、,浮11点且径为E,铁片厚度J-:1 T,贝lj铁片浮凸点向公差要求如下农所示铁片浮凸J省、高度公差农铁片厚度ti手凸点B.径Ei宇凸点向公差hi手I巳点的个数E=2 h=l.5土0.l 34 芷3 E=3 h=l.6士0.l 34 E=3 h=l.6士0.l 34 t=3 h=2.0士0.l E=1 4 3(t 5 E=4 h=2.3士0.2 ti.E=1 h=2.5土0.3 46 E=5 h=2.8土0.3 46 StG h=3.0士0.3E=6 攻牙M5646 E=G h=3土0.346 t:?!8 攻牙MG46 为了使浮凸点不放在柳接时承受不了H二力而下i驹,浮 11.X下空做成供桥式
13、较为理想,.!%!.阁l2.浮11点与框底孔的配合也要适当,tf仰l会造成于岱入城太弛易偏位、j民瑶等trtJfi.图12g应三、铁心(YO阻铁心义字;T铁,在磁气加路中起导磁作用铁心实际上院称为辆,必文Yoke,根据其形状可分J-Ju J在t尼与T在削种,自下罔13找们可以了解到极在磁气凶路中的作用(带斜线部分为磁铁罔13开发设计边用铁Jt时,根据扬声器的用途、功率、性能要求不同而异,铁心中心径足扬声器磁气但l附间隙的内缘,而线罔就在间猿肉振功,故铁心中心位尺寸豆关重要铁心中柱i岛、铁片厚度、ft罔岳阳等对横幅大的扬声器趋沓产生AB不良部有路响如果磁铁与铁片问:阿定,扬声器不能承常受附有的功
14、卒,j辰QJ碰底,这就必须采用冲沟旦旦乍弘j形式的铁心,以1点版背凸在式来补赏j成扳的再度,但在设计冲沟铁心时必须注意以下三点:i、叶均不能;.以太尖锐(A!.阁卜的,罔中A为冲向,斜而D不能太陡,沟成c1F前保持一定宽4 度,否则铁心冲l长棋会承受不了容易爆裂维捎2底饭固有再度,即if卡沟后沟!配部厚度斜面B之厚度最少维持有民饭T之厚度,否则会影响导磁性能主.,然比TJ早更好如C很狭窄,底部厚度稍有出入,影响乐大,可以忽略2、阁1-4T 铁心中校亦有打问榕的,优点有气点:一是减少铁心llii章,降低成本:是使磁气回路中间隙磁场分11i!.E均匀,有助F减少谐波失真但往孔不能随意设计,必须注意
15、不能影响其性能,右该SPK的铁心厚度为t,”A-ra二主2t,但有多个机种使用该铁心时,必须以最j京之t为基准,t写则会影响磁省皮见罔1-5)。有些扬卢器为了i企t,散热,加A;扬卢器的功率,铁心中位会设计为i画扎,通扎的尺寸也不能过大,丰?阁1-5中B为通化,川亦尽母遵循A-ra2t.阁1-5中如果铁心中柱的R角大,相当于间隙少许加大.R角i:t小,容易击伤而造成中往不平,SPKA声不良一般20以下这R=0.5-0.6:20-25为R=0.6-0.8:25以上R=0.81.2.铁心之底部定位孔标准规格皆为6603.7士0.2.W细标注见回1-6,定位孔不符规格时,SPK生产在旋转台k旋转不正
16、中,交谊脏:法达到标准位需铁心通.fl一般要求如F表铁心涵孔一般要求农rt I拉径B一般涌:JLJ-J rt1幢径B一般涌.fLJ-t 巾往往B一般涌孔J、r-r13 5 25 8V 12 50-r20 25 14 30 60 20 38 5 6 10 15 16 32 63 25 38 19 35 10 20 75 35 6f 10 20 38 15 20 如果划.fl足为f穿入银钱不在此列罔1-5罔1-6(ij;孔)RmaJC1.5 呵。an”5 60 Rmax0.8 丁:之Jiivllil-liJ!ji-iiaLt kR甲川CBJ町iz”霄tiE同ij!向liliL,leil-!lis
17、E 仙一础铁心公差求如下农:外径A公22巾拄径B公2主部位公2 主运36士0.413.13-0.01-0.09 主三4士0.23660 土0.6l I 11-0.0 I-0.09 l字)T=7 土0.36176 士0.816 16-0.04-0.09 8 士0.477110 士1.0 19 19-o.01-0.09 台做n.liH 土0.2Ill174 士1.2 20 20-0.07-0.012 底iL 660 3.7土0.2175以七士1.5 25 25-0.07-0.012 fr阶商EE=0.5/+0.5-0 30 30-0.09-0.011 磁铁内径公差32 32-0.09-0.014
18、18 17.4土0.235 35-0.09-0.011 22 21.2士0.238 37.95均-0.0525 21.2土0.250 48.85+o-0.05.-c 32 31土0.260 60-o.12-o.18 10 39土0.263 63 TO-0.05 60 59。0.575 74.8O-0.06 75 73.5+0-0.5 90 88.5+0-0.5 四磁铁(llIAGNET)l.耍了解磁铁,先必须掌握磁场的有关知识。磁体用网存在磁场,磁体之间的相互作用力是通过磁场发生的,磁场和电场一样是一种物质磁场有方向,磁力钱在磁场中任意li,小磁针北极的受力方l岛JdFRP小磁针静II:时,J
19、tf,放N所拙的J1t:.1就是那一点的磁场方ftiJ.线电流的磁力钱J向与电流之间的关系可用去培定则也叫右手螺旋定则来判定(J.!.阁1-7).通电踹线管外部的磁力线和条形磁铁外部的磁力线相似,也是从北极N出来进入南极S的,其内部亦有f磁场,内部磁力线与螺轩的轴线平行,方triJrn商极拍rnJ北极,并有1外音I滋力线连接形成些闭合曲线cjffi I毡螺线管磁力线方向与咆流之间的关系亦可用安指定则来判定(见图1 肘,在磁场中,乖丘于磁场的通电导受到的磁场的作用力,跟咆流的强度I和l导线的长皮L的乘积E的比且,(ILj边也导线所在处的磁感应强度用B再是尽磁!:BA.5.虽肢,贝1)B=F/IL
20、 B单位是特斯拉,罔际咱也是TXl特l牛去米,磁力珑的疏密反映了磁感应强度的大小四1-7A、磁力线分布i阁1-8B、安措定贝I)、6 穿过某一陌积的磁力线条数就叫做穿过这个丽积积的磁通吭,磁迪址常称为磁池,宫的符号是。穿过垂且于磁感应强度方向单位面职的磁力线条数等于磁感应强度B。般在匀强磁场中,垂五if磁感肉强度面积S的磁通?在BS,如巢平而不与磁场苟且,就同作出它在接且于磁场方向上的投影平丽。在国际单位制中,磁涵串:的单位是韦帕,简称书,国际单位是Wb,1 归1将XI米,从立民可知B叩S,这表明磁感股强试等于单位面积的磁通电故常把磁感应强度叫做磁通密度,并且用韦米2作悦位.l特l韦米2=1t
21、卡安)米,磁场对电流的作用力F=B且sin(9:BL),通常把通电导线在磁场中所受的作用力叫炎培力,去培)J的厅oJ可用左手定贝0米1-lJ定2、屯动型扬声器工作原理:当垂直于磁场的导体有屯流的话,导体就会在垂直于磁场及电流的方向上受到力作用,这个力的方向1-1用佛来明在孚定贝lj判定(见阳1-9).街f这些知识,对屯动型扬声榕的工作原理就能容易描述,在扬声器的磁气也路的间隙有一个各处同性的环状磁场,线闸的卷r11就位F这个问隙内,当外界的信号电流发生L生变时,根据佛来明左孚定贝lj,线罔就会随在电流的大小和方向受力运动,推动与ff陪连在一起的鼓纸向外辐射声ff.(见阳1-10).阁1-9价,
22、来明左手定则(Flemings1ule)F B l 罔1-10扬声器的工作原理直直纸运动方向 放纸一一磁场万向r I I I/s I三王一.-罩、电流万向I3、磁气回路当?吁国导电而振动时,对线圈以丘角供给血流磁通(供给瞄j元的部分,就叫融气M路7 ;)久磁石底久磁石大致分为Alnico系木久磁石、Fenite系本久磁石及椅上类钻系;)久磁石三种。I)Alnico系永久磁石Alnico系永久磁石的构成是以铁(Fe)、铝(AL)、保(Ni)、钻(Co)为主要成份另加少盘的铜(Cu)和铁(Ti)等故其.¥,称也越取其主要成分的符号而)1X,.其制造是以锦造为主,也有少许锻造的Alnico磁右,但不
23、作制造SPK之用II)Fenite系未久磁石早先SPK用的磁石,几乎全部是Alnico,而Fenite系磁石大部数用在SPK以外,如Core之闸,约在气十年前开始用于SPK之后,阳电视机喇叭I顾虑漏磁的影响之外,其立大型SPK儿乎全部使用Fenite系磁石了特别是1i1f几年,全世界钻拉地萨伊比属刚果发生战争之后,钻的价格描眺数倍,而且来源不易,故小口径的SPK亦大部换用Fenite磁石Fenite系磁石是以氧化铅!与氧化二铁的泪合粉水经Pressl就型,在尚热炉内烧结而成,材料比Alnico便宜很多而且来源稳定,保磁力(HC)大,对外部磁场的安全性亦佳磁气回赂的形态概为外磁式,但:陆近亦街内
24、磁式的研究设计了。111)希土类钻系永久磁石宫是把稀土炎金h总平(I钻的化合物所flj成的稀土炎钻的ii久磁石这种磁石的扯大特点是性能上所显尽的物理盐,所谓最大能fit积(Maximun Energy Prodoct代号是“BHmax”)约为Alnico磁石的2-3倍,故小的体积可以获得大的能憬,随非7超溥f白喇叭的问1哇,尤其前两年WallcMantfl收录机的流行,稀土类锚11久磁石更见大行其i草了,由近又有塑料稀上类钻(Medn1ax)的出现,成型容易价格亦低,宫的成份是错(SM)、钻(CO)及地料粘结I而成,比稀土类钻木久磁右便且一半电磁型及永久磁布型造成磁边的方法JJl阁1-11.磁
25、气回路的组成铁心、铁片和磁铁结合构成了磁气凶路(磁路,但小型SPK使用圆形辄时就不需铁Jr了,铁心和铁片的作用是在形成磁板的同时,把发生于永久磁石的磁通贵(磁点导向磁隙(GAP)之内,用电气剧路作比喻,这就是导入也流的导线,攸最重要的是将灰白水久磁石的磁通量非常有效的导入磁限内,而且通过铁心与铁片的磁通赶快定于其材质和l听西J亨肢),如果材质不佳和断而再度不够时,则导入磁隙内的磁通fit少,泄漏的磁通盐就多扬声器磁气回路SPK街内磁式Alnico飞机和外磁式Fenite可pe州种,SPK的磁气凶路包指永磁体(即磁铁,磁石J:!X磁钢铁片,铁心和工作气貌,而在气隙中利用木磁体所提供的磁能永磁体的
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