扬声器

扬声器（英语：Loudspeaker），也称喇叭、音箱、扩音器，是将电子信号转换成为声音的换能器、电子元件，可以由一个或多个组成音响组。

有三种动圈式扬声器的家用音箱
1. 中音扬声器（Mid-range driver）
2. 高音扬声器（Tweeter）
3. 低音扬声器（Woofers）

原理

扬声器是由磁铁、线圈、喇叭振膜组成。扬声器把电流频率转化为声音。物理学原理，当电流通过线圈产生电磁场，磁场的方向为右手法则。假设，扬声器播放C调，其频率为256Hz，即每秒振动256次，则扬声器输出256Hz的交流电，使线圈与扬声器薄膜一起振动，推动周围的空气振动，扬声器由此产生声音。

人耳可以听到的声波的频率一般在20赫兹至20000赫兹之间，所以一般的扬声器都会把程序设定在这个范围内。工作原理和上述相同。能量的转换过程是由电能转换为磁能，再由磁能转换为机械能，再从机械能转换为声音。

性能

一款扬声器

所以是，扬声器的最终性能，是依靠人耳的听感决定的，所以这个结果可能会因人而异。不过，还是可以将扬声器许多方面的特性通过数据的形式表达出来的。一些常见参数包括：

• 功率：包括最大功率、额定功率、平均功率等，功率越大对应的声音也就越大。
• 频率：发声频率，由于一般很难制造出在20-20000赫兹范围内都表现良好的扬声器，所以通常将几个不同频率的扬声器组合起来构成扬声器系统。
• 阻抗：通常为2的次方，例如2欧姆、8欧姆、32欧姆等等。
• 失真：包括互调失真、谐波失真等参数。
• 灵敏度（分贝／瓦）：灵敏度越高，细节表现力越强。

类型

扬声器为一个扬声系统内最多变的元素，每种声音装置都有可能不同。扬声器的分类方法有很多，比如可以按照工作方式、形状等来区分。

按工作方式分

按其工作原理来分可分为电动式扬声器、电磁式扬声器、压电式扬声器、电极式扬声器和等离子体扬声器。

电动式扬声器

它的工作原理是让电流通过线圈产生磁场，利用这个激励出来的磁场和扬声器原有的磁场作用产生振动，它是最常用的扬声器。电动式扬声器大致分为四个主要部分：

• 动力系统：包括音圈也就是电线圈，线圈通常同振动系统固定在一起，通过振膜来将线圈的振动转换成声音信号。
• 振动系统：包括音膜，也就是喇叭膜片、振膜。振膜可以由各种材料构成，可以说振膜的材料、制作工艺在很大程度上决定了扬声器的发声质量。按照制作材料不同，可以将振膜分为以下几种：
  • 纸盆：纸盆的成本较低，而且还可以和其它纤维混合起来制作成混合型振膜，它是应用最多的振膜材料。
  • 陶瓷：重低音效果较好
  • 羊毛：在纸浆中混合进羊毛制作而成，低音效果不佳。
  • 聚丙烯：成本较高。
  • 金属：多用于高音球顶喇叭。
  • 木质：声音温暖，较适合听人声或古典。
• 支撑系统：包括盆架等
• 磁铁：按照其磁铁安装方式不同分为：
  • 外磁式：让音圈包著磁铁，所以音圈尺寸要大于磁铁。外音圈尺寸提升，与振膜接触面积也更大，动态也就更好。加大尺寸的音圈，还具备更高的散热效率。
  • 内磁式：音圈做在磁铁内部，所以音圈尺寸较小得多。

压电式扬声器

利用压电效应，电流通过时产生振动，驱动振膜产生声音。

电极式扬声器

实际上就是电容式，在电容的两极之间施加巨大的电压从而利用静电场产生电场力，驱动振膜运动。虽然早在20世纪30年代就发明出了电极式扬声器，但电极式扬声器成本极高。

等离子体扬声器

电弧击穿空气引起共振发声，是现有的扬声器中音质最好的。发声元件、放电电极体积小。发声部分是电极和电弧，放电电极是两个尖端。电弧击穿空气时有臭氧产生。

早在1900年就有人提出等离子体扬声器的概念，此后又有人尝试过商业化，但始终没大规模流行，关键在于还存在不少问题：

• 对低频响应很差
• 寿命短，功耗大
• 易受高压、电磁干扰。

按振膜形状

按振膜形状不同，可以将扬声器分为锥形、平板、球顶、号角式等。

锥形扬声器

是目前应用最广泛的喇叭。还可分为圆形、椭圆形等。圆形扬声的尺寸通过最大直径表示，椭圆形的尺寸则用椭圆的长短轴表示。

平板扬声器

锥形喇叭的圆锥形振膜必然会产生气室，这个气室会造成共振使得性能变坏。而平板扬声器则可改善这种现象。

球顶扬声器

指向性较高，它的振膜通常由金属构成，常用于中高音单元。

号角扬声器

号角扬声器主要原理同锥形扬声器相同，只不过它的声音是经由号筒辐射到空间的间接辐射。

参见

• 耳机
• 喇叭
• 助听器
• 高保真
• 音频信号处理