スピーカーの構造、動作原理、パフォーマンスインデックス
スピーカーは、電気信号を音響信号に変換する一種のエネルギー変換デバイスです。 スピーカーの性能は音質に大きな影響を与えます。 スピーカーはオーディオ機器の非常に弱いコンポーネントであり、効果音にとって重要なコンポーネントです。 一般的なスピーカーには、電磁スピーカー、動的スピーカー、静電スピーカーなどがあります。では、さまざまなタイプのスピーカーの動作原理は何ですか？ 次に、スピーカーの構造、動作原理、パフォーマンスインデックスを1つずつ紹介します。
スピーカーの構造
スピーカーは一般に、ダストキャップ、サウンドコーン、ボイスコイル、振動板、洗面器フレーム、ビンディングポスト、上部および下部磁極片、および磁気鋼で構成されます。
1.サウンドベイスン
サウンドベイスンの振動を使用して、空気を押して振動させ、サウンドのサウンドを実現します。 したがって、サウンドコーンの素材がスピーカーの性格を決定します。
2、洗面台
洗面器フレームのタイプと特性は次のとおりです。鉄板：低価格。 ダイカスト：変形するのは簡単ではありません。 合成素材：軽量で変形しにくい。
3.ボイスコイルスタンド
ボイスコイルスタンドの大部分はアルミニウムです。 ボイスコイルラックは熱放散を考慮する必要があるため、アルミニウムスキンの熱放散は良好で、軽量で、変形はありません。 紙でも役立ちますが、現在は廃止されています。 KISVエポキシボードもあり、パフォーマンスが向上しています。
4.マグネット
フェライト：最も一般的に使用される従来の大型で低価格。
NdFe：フェライトの7倍の磁性を持ちますが、不安定で容易に消磁されるため、フェライトを置き換えることはできません。
ストロンチウム磁石：高効率という特徴がありますが、体積は大きくないため、ツイーターでのみ使用されます。
5.ブランチ
サポートプレートは、スプリングプレートと弾性波とも呼ばれ、スピーカーの振動をサポートします。 サポートプレートをセンタリングするための主な材料は、綿生地とポリイミド繊維の2つです。
6、折りたたみリング
フォールディングリングは、サウンドベイスンとベイスンフレームの接続部分であり、サウンドベイスンのサウンドシステムをサポートし、柔軟な復元力と減衰効果を提供するために使用されます。
7.ダストキャップ
主な機能は、ほこりや破片が磁気ギャップに入るのを防ぐことです。 使用される材料は、紙、布、アルミニウム、プラスチック、または炭素繊維織物であり、一般的に使用される形状は半球です。
スピーカーの仕組み
1、ムービングコイルタイプ
基本原則は、フレミングの左手の法則から来ています。 磁石の北極と南極の間に電流線と磁力線を垂直に配置します。 ワイヤは、磁力線と電流の間の相互作用によって移動します。 次に、ダイアフラムがここに取り付けられます。 ルートトラックでは、電流が変化するとダイヤフラムが前後に移動します。 現在、コーンコーンの90％以上が可動コイル設計です。
2.電磁
「リードスピーカー」としても知られる磁気スピーカー。 磁気スピーカーの構造では、永久磁石の2つの極の間に可動コア電磁石があります。 位相レベルの引力の引力は中央で固定されています。 コイルに電流が流れると、可動コアが磁化されて棒磁石になります。 電流の方向が変わると、それに応じてストリップ磁石の極性が変わり、可動鉄心が支点を中心に回転し、可動鉄心の振動がカンチレバーからダイアフラムに伝達され、空気の熱振動が促進されます。
3.誘導
電磁原理に似ていますが、アーマチュアは2倍になり、磁石の2つのボイスコイルは対称ではありません。 信号電流が流れると、2つのアーマチュアが異なる磁束に対して互いに押し合って移動します。 電磁気とは異なり、インダクタは低い周波数を再生できますが、効率は非常に低くなります。
4、静電気
基本原則はクーロンの法則です。 通常、プラスチックのダイヤフラムとアルミニウムなどの誘導性材料は真空蒸発にさらされます。 2つのダイアフラムは向かい合って配置されます。 それらの1つが正の電流と高電圧を加えると、もう1つは小さな電流を誘導します。 互いの引力と反発力を介して互いに押すことにより、空気が音を出すことができます。
静電モノマーは軽量で振動の分散が小さいため、低音パワーに影響するクリアで透明な中音域と高音域を簡単に取得でき、効率は高くなく、DC電源を使用してほこりを収集しやすい供給。
5.平面
日本のソニーが開発した最も初期のデザインであるボイスコイルデザインは、依然として可動コイルタイプのテーマですが、コーンコーンダイアフラムはハニカムプレーンダイアフラムに変更されています。これは、中空効果のある人が少ないため、特性が優れていますが、効率も低い。 。
6.リボン
従来のボイスコイル設計がなければ、ダイアフラムは非常に薄い金属でできており、電流は導体に直接流れて振動します。 ダイアフラムはボイスコイルであるため、非常に軽量で、優れた性能応答と高周波応答があります。 ただし、リボンスピーカーの効率と低インピーダンスは、アンプにとって常に大きな課題でした。 もう1つの方法は、ボイスコイルを使用することですが、ボイスコイルはプラスチックシートに直接印刷されるため、低インピーダンスの問題を解決できます。
7、ホーン型
ダイアフラムは、ホーンの底にある空気を押して作動させます。 音は送信中に拡散されないため、非常に効率的です。 ただし、ホーンの形状と長さがサウンドに影響するため、低周波数を再生するのは簡単ではありません。 現在では、主に巨大なPAシステムまたはトゥイーターで使用されています。
8.圧電
圧電材料の逆圧電効果を使用するスピーカーは、圧電スピーカーと呼ばれます。 圧力下で誘電体が分極を起こす現象は、2つの表面の間に電位差を生じさせ、「圧電効果」と呼ばれます。 その逆効果、つまり電場で変形した誘電体は、「逆圧電効果」または「電歪」と呼ばれる弾性変形を受けます。
9.イオンスピーカー
イオンスピーカーは、高電圧放電を使用して空気を荷電プロトンにします。 AC電圧の印加後、これらの自由に帯電した分子は振動のために鳴ります。 現在、それは高周波モノマーでのみ使用できます。 イオンスピーカーは、振動板を持たないという点で他のスピーカーと異なります。そのため、過渡特性と高周波特性は良好ですが、構造が複雑すぎます。
10.気流変調スピーカー
気流変調スピーカー、気流スピーカーとも呼ばれます。 エネルギー源として圧縮空気を使用し、空気流を変調するためにオーディオ電流を使用するスピーカーです。 エアチャンバー、モジュレーションバルブ、ホーン、磁気回路で構成されています。
圧縮空気は空気室からバルブを通って流れ、外部オーディオ信号によって変調されるため、空気流の変動は外部オーディオ信号に従って変化し、変調された空気流はホーンを介して結合され、システム。 主に、高強度の騒音環境試験や長距離放送の音源として使用されます。
11.超音波
従来の形式のスピーカーユニットは使用しませんが、超音波発生器を使用して、特別に処理された2つの超音波ビームを生成します。 これらの2つのビームが人間の耳の鼓膜に同時に作用すると、相互作用によって聴覚が生まれます。
スピーカーパフォーマンスインジケーター
1.周波数応答
このインジケータは、スピーカーが動作する主な周波数範囲を反映しています。 定電圧信号源がスピーカーに適用され、信号源の周波数が低周波数から高周波数に変更されると、スピーカーによって生成される音圧は周波数の変更とともに変化します。 結果として生じる音圧周波数曲線は、この範囲が広いほど、音の再現特性が向上します
2.定格インピーダンス
特定の動作周波数でスピーカーの入力で測定されたインピーダンス値を指します。 通常、メーカーによって与えられた製品商標銘板に示されています。定格インピーダンスは通常、定格周波数範囲で最大電力が期待できるインピーダンスモード値です。 定格インピーダンスは、通常4オーム、8オーム、16オーム、32オームなどです。3オームと6オームも海外で使用されています。
3.パワー
スピーカーのパワーは、スピーカーの使用を選択する際の重要な指標の1つです。 スピーカーが異常な音を発生させずに長時間連続して動作できる場合の入力電力です。 一般的なテストでは、ピンクノイズ信号が使用され、テストは特定のフィルターを介して定格周波数範囲で実行されます。
最大ノイズ電力は定格電力とは異なります。定格電力は、短時間で大きな入力電力に耐えるスピーカーの能力を示しており、テスト時間はわずか数秒または数分です。 通常、最大ノイズ電力は定格電力の2〜4倍です。
4.感度
特性感度とは、スピーカーが定格インピーダンスで1Wの電力に相当するピンクノイズ信号電圧を加えるときに、軸方向に1mで測定される音圧レベルを指します。 再生中にスピーカー全体が高音域、中音域、低音域のバランスを保つように、各スピーカーユニットは、再生を担当する周波数帯域が基本的に同じでなければなりません。 特にステレオスピーカーの場合、左右のチャンネルに使用されるユニットは厳密にスクリーニングされ、一致する必要があります。 左右のチャンネルで使用されるユニットの出力音圧レベルの差は、プラスまたはマイナス1 dB以内である必要があります。差がないと、音像定位に影響します。
5.指向性
指向性は、空間内のさまざまな方向に音波を放射するスピーカーの能力を記述するために使用されます。 一般的に、放射角度の関数としての音圧レベルの曲線で表されます。 ラウドスピーカーの指向性は周波数に関連しており、一般に低周波数では明らかな指向性はありません。 高周波では、音波の波長が短いため指向性がシャープになるため、スピーカーによっては指向性を改善するために複数の高周波ユニットを異なる方向に配置します。 指向性は、スピーカーの口径にも関連しています。 一般に、口径が大きい場合、指向性も鋭くなります。 口径が小さい場合、指向性は広くなります。
6.歪み
スピーカーシステムの歪みには、チャープ歪み、相互変調歪み、および過渡相互変調歪みが含まれます。 スピーカーの歪み特性は、単一のスピーカーよりも特性を劣化させる可能性が高くなります。 通常、クロスオーバーポイントの近くでは、不適切な設計またはデバッグにより歪みが大幅に増加します。 高調波歪みは、主に低周波数、特に共振周波数付近で発生します。 忠実度の高いスピーカーに最低限必要な高調波歪みは2％以下です。
