扬声器的原理和使用

　　1．扬声器的原理
　　 扬声器是把（扩音机输出的）电能转换成声音（机械能）的一种器件。根据构造不同，扬声器可分为电动式、电磁式、压电式等几种，电化教育工作中最常使用的是电动式扬声器。

 　(1)电动号筒式扬声器
　　 电动号筒式扬声器又称为高音喇叭，其构造如图1所示。主要由磁路系统、振动系统和助音筒三部分组成。磁路系统和振动系统装在一起，称为发音头。发音头和助音简可以分开，各成一体。
　　 磁路系统由永久磁铁和软铁组成，磁场集中在缝隙处。振动系统由带着音圈的振动膜构成，音圈位于磁隙正中。音频电流通过音圈时，受磁场力的作用，音圈便带动振动膜前后运动，使空气发生振动。由于发音头前面装有助者简，可使空气共鸣，从而发出宏亮的声音。

　　　　　　　　　　　　　　 图1电动号筒式扬声器

　（2）电动纸盆式扬声器
　　 电动纸盆式扬声器又称为低音喇叭，其构造如图2所示。主要由磁路系统和振动系统两部分组成。
　　 磁路系统由环形永久磁铁和软铁组成，磁场集中在缝隙处。振动系统由带着音圈的纸盆构成，弹性片把音圈固定在磁隙的正中。有音频电流通过时，音圈在磁场力的作用下，带着纸盆前后运动，从而发出声音。

图2电动纸盆式扬声器

　（3）组合式扬声器
　　 为了提高放音质量，扩展有效频率范围，通常将几只不同频率响应范围的扬声器组合在一起，装入同一助音箱内，构成组合音箱。它可以使得在整个音频范围内的频率响应曲线得到显著改善。
2．扬声器的使用
　 （1）正确选择扬声器的类型。在室外使用时，应选用电动号筒式扬声器；在室内使用，应选用电动纸盆式场声器，并选好助者箱；要求还原高保真度声音时，应选用优质的组合音箱。
　 （2）扬声器在电路中得到的功率不要超过它的额定功率，否则会烧毁音圈，或将音圈振散。
　 （3）注意扬声器的阻抗应和扩音机输出阻抗匹配，避免损坏扬声器或扩音机。
　 （4）使用电动号筒式扬声器时，必须把发音头套在助音筒上后再通电，否则很易损坏发音头。
　 （5）两个以上扬声器放在一起使用时，必须注意相位问题。如果反相，声音将显著削弱。设置立体声音箱时，更要注意相位不要接错。
　 （6）在使用立体声放音系统时，应将两个音箱分开适当的距离，如图3所示。按照经验，两个音箱之间的距离应等于音箱到听众中间位置的长度。

图3立体声音箱的布置

　　三、扩音机的原理和使用
　　1．扩音机的原理
　　 扩音机是用来将微弱的电信号放大成具有一定电功率的音响设备。它可以把来自传声器、电唱机、激光（CD）唱机、录音机和收音机等的音频信号加以放大，推动扬声器放出声音。其中，话筒输出的音频信号最弱，首先要进行前置放大，然后与其它各路信号一起在混合级里进行混合放大，再经推动级放大，最后由功率放大级输出足够功率的信号。
　　扩音机的组成如图4所示。

图4扩音机的组成

　　2．扩音机与扬声器的配接
　　由于扩音机构造不同，它的输出有两种形式：定阻式和定压式。定阻式扩音机的输出阻抗，不随负载的增减而变化，它的输出阻抗常有4Ω,8Ω,16Ω,25OΩ等；定压式扩音机的输出电压，不随负载的增减而变化，它的输出电压常有12OV、240V等。而在定阻式输出中，还可以分为低阻 输出和高阻输出两种。在教室或会场中单独使用扩音机时，一般都采用低阻输出；在学校的有线广播线路中，一般都使用高阻输出或定压式输出。低阻抗输出时，可以和扬声器直接配接；高阻抗输出时，要通过变压器与扬声器间接配接。
　 ①定阻式输出扩音机与扬声器的配接
　　 扬声器所得功率总和应等于或稍小于扩音机额定输出功率，而扬声器额定功率总和必须大于或至少等于扩音机输出功率，以防扬声器过载而损坏。通常所说的“负载总功率”指的是各扬声器所得功率之和，而不是各扬声器额定功率之和。
　　 扬声器连接好以后，负载线总阻抗应等于扩音机输出阻抗。若条件有限，相差不应超过1O％。此时，应使负载线总阻抗稍大于扩音机输出阻抗，而不应小于其输出阻抗。
每只扬声器所得功率不得超过其额定功率，一般达到额定功率 75％～ 8O％即可。这样声音虽然轻一些，但失真小，寿命长。
　　 *A.低阻输出的定阻式扩音机与扬声器的配接
　　 根据上面三项条件，遵照欧姆定律的原则，直接进行“阻抗匹配”。如图5所示。

图5低阻输出的定阻式扩音机与扬声器的配接

　　*B．高阻输出的定阻式扩音机与扬声器的配接
　　 在高阻输出的情况下，一般都使用线间变压器来进行“阻抗匹配”。线间变压器的次级阻扰与扬声器阻抗相同，初级阻抗按照线路的实际需要确定；线间变压器的功率和扬声器额定功率相同。

　　高阻抗输出一般都采用并联方式连接扬声器，此时：

　　线间变压嚣初级阻抗= 扩音机输出阻抗 ×扩音机输出阻抗
　　扬声器所得功率
　　 例：学校有一台100W扩音机，输出阻抗250Ω；有25W16Ω扬声器3只、12.5W8Ω扬声器2只，如何进行配接？
　　 解：扬声器总额定功率
　　　　　　 P总=3×25+2×12.5=100(W)
　　与扩音机输出功率相同。此时，线间变压器初级阻抗 Z25= 100 ×250=1000(Ω)
　　25
　　Z12.5= 100 ×250=1000(Ω)
　　12.5
　　所以，扬声器可按图6与扩音机配接。

图6高阻输出的定阻式扩音机与扬声器的配接

　②定压式扩音机与扬声器的配接
　　 只要扬声器所得功率总和不超过扩音机额定输出功率，那么就可以按照接电灯的方法一样，把扬声器一个个接好。此时，主要注意扩音机输出电压和各扬声器的承受电压之比，用线间变压器来配接。

 　 扬声器承受的电压= √扬声器所得功率×扬声器阻抗

　　例：学校一部250W扩音机，输出电压为120V。现有25W16Ω、12.5W8Ω、2W4Ω等几种扬声器，如何选择线间变压器？
　　 解：各种扬声器承受的电压
　　U25=√25×16=20(V)
　　U12.5=√12.5×8=10(V)
　　U25=√2×4=2.8(V)
　　所以线间变压器的变压比分别为 120:20、12O:10和 120:2.8等几种，功率分别与扬声器额定功率相同。