喇叭 蜂鸣器 咪头基本知识点

一、喇叭基础原理

喇叭其实是一种电能转换成声音的一种转换设备,当不同的电子能量传至线圈时,线圈产生一种能量与磁铁的磁场互动,这种互动造成纸盘振动,因为电子能量随时变化,喇叭的线圈会往前或往后运动,因此喇叭的纸盘就会跟着运动,这此动作使空气的疏密程度产生变化而产生声音。

首先要明白一个入门知识:振动有可能会导致发声,发声必来自于振动。(人耳听不到的高频振动,为超声波。人耳听不到的低频振动,为次声波。)

人耳能听到的声音范围在20Hz~20000Hz,极限频率是20000Hz。对微小的声音,只要响度稍有增加人耳即可感觉到,但是当声音响度增大到某一值后,即使再有较大的增加,人耳的感觉却无明显变化。我们把人耳对声音响度的这种听觉特性称为“对数式”特性。
频响范围:声音与喇叭共振点(峰值点)为FO。

可听声按倍频关系分为3份,确定低、中、高音频段。即(附案例):

低音频段20Hz~160Hz(3倍频)

中音频段160Hz~2500Hz(4倍频)

高音频段2500Hz~20000Hz(3倍频)

泛音:一个复音中,除去基音(频率最低的纯音)外,所有其余的纯音叫做泛音,也叫陪音。

 

二、喇叭原理与分类

A、原理:
喇叭是将输入的交流电信号,通过线圈和磁场的配合,带动喇叭发音膜片振动,从而将电信号转变为声音信号的电声配件。

B、分类:

1、按盆架材质分:可分为铁壳和胶壳。

2、按磁铁位置结构材质分:可分为内磁有磁碗(白色钕铁硼)和外磁(黑色铁氧体叫磁石);一般内磁喇叭成本贵过外磁喇叭(铁壳外磁喇叭除外)。

3、按发音膜片材质分:可分为纸膜和MYLAR(胶)膜;

4、其中MYLAR(胶)膜按其压制的花纹分:又可分为平膜和半花膜、全花膜;

5、按阻抗分:可分为4欧、8欧、16欧、32欧、64欧等;

在喇叭2端测电压,喇叭阻抗值最好的匹配值:

8欧小于1.414;16欧:1.4-2V;32欧:2-2.82V;

6、按喇叭的盆架直径∮分为:胶壳内外磁可分为∮20/21/27/29/36/40/50/57mm;铁壳内磁分为:∮20/23/27/28/29/36/40/50/57mm;铁壳外磁分为:∮40(1-43”)/50(2”)/57(2-41”)/66(2-21”)/72(3”)等,一般是以1/4”为一台阶递增.

7、内外磁,按磁铁大小又可分:塑壳喇叭有大磁/小磁之分,铁壳外磁喇叭有∮28/32/36/40/45mm磁头等分别,内磁喇叭有1.0/1.1/1.2/1.3/1.5mm磁分别(指磁铁的厚度)。

8、按音圈工艺分,又可分为线圈和纸管音圈。低端喇叭用线圈多,高档喇叭(高端铁内磁、所有铁外磁均用纸管音圈)。

9、按喇叭的用途分:手机喇叭、玩具喇叭(胶外磁)、导航仪喇叭(铁内磁)、电话机(胶外磁或铁外磁)、多媒体音箱喇叭(铁外磁)、耳机喇叭。

喇叭发声,要达到音质最好,必须做到共鸣(共振),即电路输出音频频点与喇叭的f0达到一致,此时喇叭音量最大、不失真。现业内为节省成本,均为IC(集成块)直接输出接喇叭,故IC声音输出端的音频频点,就是喇叭必须达到的频点,喇叭的f0由膜片的厚度、直径、花纹而决定。阻抗、磁铁大小、T铁只影响其输出功率。

C、配件组成

胶壳外磁喇叭:从上到下,配件依次为盆架、膜片、线(音)圈、华司(介子)、T铁、磁铁(黑色)、焊盘(PCB)。

内磁喇叭:从上到下,配件依次为盆架、膜片、线(音)圈、垫片、磁铁(白色)、磁碗、焊盘(PCB)。

铁壳外磁喇叭:从上到下,配件依次为盆架、防尘帽、膜片、线(音)圈、弹波(布)、华司(介子)、T铁、磁铁(黑色)、焊盘。

D、常遇问题解决方法

一、音量不够大:客户在未知IC音频频点的前提下,一味要求喇叭要大声,这可靠以下方法来调整:

1、将磁铁改大,增大功率,将外磁改内磁,但这势必会增加成本;

2、膜片的灵敏度加强(膜片改薄);

3、线圈阻抗改小,但应在-10%的范围内方可,一般8欧的很难再做改动。

4、喇叭盆架的出音孔改大;

5、膜片的斜度改大,令线圈的磁路下降,切割磁力线大。

二、无音(测量线圈阻抗为无限大)

1、此一般是线圈开路(断路)而造成,此在常用规格中32欧喇叭最常见(因32欧嗽叭线圈所用线材最幼),这可通过喇叭生产线“纯音检测”这一工序来控制好。

2、客户如果喇叭焊接时间过长,电烙铁的温度过高,也会造成此类次品。喇叭焊接工艺要求:烙铁头的温度不能超过270度,且焊接时间不能超过3秒/点。

3、无音(测量线圈阻抗为0)

此一般是线圈短路而造成,改善方法同上。另外,要检查IC输出的电流和电压,用P=U2/R,计算其功率是否大过喇叭的标准功率(如0.25W/0.5W)

4、沙声、失真、小声(小百分比的)

原因:

1)喇叭膜片已变形,人手不慎接触膜片变形而致;

2)喇叭音膜(音圈和膜片)装配不良,造成音圈撞磁槽T铁;

3)磁槽内有异物。
5、音色不好

对塑外磁36mm以上及内磁喇叭,有些要求高的客户有时会要求音色,即喇叭发声时高、中、低音的配比要适当,这是凭个人的听觉、感官上因人而异。基本上为:

低音不够(表现为声不够有力、雄浑)。这可通过将出音孔改小,平膜改花膜、半花膜改全花膜、膜片改薄来改善;有些内磁喇叭也可通过后贴膜类增加低音阻尼效果。

中、高音不够(表现为声不够清脆、解像度不够、穿透力不够)。这可通过将出音孔改大,花膜改平膜、全花膜改半花膜、膜片改厚来改善。
6、环保问题

喇叭用料中,与环保Rohs有密切关系的用料有:锡线(影响铅Pb)、五金件(T铁、华司、铁盆架)的电镀层,(影响6价铬Cr6+),焊盘(影响阻燃剂PBB、PBDE),所有胶水(影响P)。

7、高温、超时焊,是喇叭最大的砒霜。

 

三、蜂鸣片(压电式)

A、原理:蜂鸣片是将输入的交流电信号,通过基片(铜片或钢片、铁片)和压电陶瓷片的共同振动,带动蜂鸣片发音。

蜂鸣片发出来的声音频率比喇叭发出的声音频率要高许多,音色要单调,声音也要小,在要求不高的发声下,因蜂鸣片便宜,是替代喇叭好方法。

因声音也会造成振动,故蜂鸣片有时也可作为触摸开关、声控开关,则是利用蜂鸣片将声信号,转为振动信号,再转变为电信号。

B、分类

1、按基片材质分:可分为铜片或钢片、铁片;

2、按瓷片镀银工艺分:可分为双面银和单面银;

3、按尺寸可分为:∮12/15/20/25/27/31/35/36mm,也可做成方形及异形。

4、按极性分,分为2极和3极。玩具业内3极较少用。

发音的原理与喇叭一样,要在线路中发声达最佳效果,IC的出音频频点与蜂鸣片的f0必须一致。蜂鸣片的f0由基片与瓷片的厚度、直径决定。银层的白银含量浓度和直径大小,影响到其接触电阻,也会影响其大小声。

环保问题:蜂鸣片中的瓷片铅含量超标,至今科学界仍无法去解决,无替代品,故这在全球环保法典中是豁免的物料。一般蜂鸣片说要求环保,只是指基片的环保,或是指基片上焊锡点的环保。瓷片及焊锡点是豁免的。

成本问题:铜片最贵,双面银贵过单面银,瓷片大小及银浆大小、银的含量均是成本的影响因素。

 

四、蜂鸣器

业内所讲的蜂鸣器有两种绝然不同的组成:

1、蜂鸣片加个胶壳或铝壳,而组成的压电式蜂鸣器;其英文名为:BUZZER。原理见第二项

2、用线圈、金属膜片、磁环、撞针、胶壳组成电磁式的蜂鸣器。

A:分类

以上第2类,分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。

有源蜂鸣器,是指封装好的管体内已含发声IC和驱动电路,接上电源后,其会发出不停的高频声音。(给电源就发声,频率固定)

无源蜂鸣器,是指封装好的管体内不含发声IC和驱动电路,接上电源后,其不会发出的高频声音,只会发出“咔咔”一声。(程序控制频率,可调频率)

区分:将两种蜂鸣器的引脚都朝上放置时,可以看出有绿色电路板的一种是无源蜂鸣器,没有电路板而用黑胶封闭的一种是有源蜂鸣器。

 

五、咪头

跟以上三种所说的作用恰好相反,以上三中电声元件,是将电信号转化为声信号,而咪头恰恰是将声信号转化为电信号的元件。所以又叫拾音器、麦克风,话筒,传声器等。

A、原理

我们所销售的咪头,从工作原理上分,是驻极体电容式。

组件:防尘网、外壳、振膜、垫片、背极板、铜环、腔体、PCB组件、管脚。

B、分类

1、按尺寸分,9767、9745、6050等(前两位是直径、后两位是高度)。

2、按是否有管脚分;带脚/光头(后焊和贴片)

3、按灵敏度分:从灵敏度高到低-48DB至-68DB均有,一般每一个段的公差为±2DB。

4、按接收信号方向,又可分为,全指向(360度)、双指向(前后)、单指向。一般用的是全指向咪头,单指向咪头是全指向咪头的三倍。全指向咪头和单指向咪头,对于来自不同角度的声音,其灵敏度是基本相同的。

咪头有时在电路中也会作为振动开关使用,如飞镖靶的环数。当咪头作为“麦克风”使用时,常用的灵敏度是-58dB–62dB,,当咪头当振动开关使用时,会用到灵敏度较高的,如-48dB。

 

六、产品开模注意事项

尽量多些孔位(备注:若需要输出低频,孔径最好大于Ø1)

喇叭周围打黄胶密合(用:立时得);

喇叭背面加盖或加泡棉,增加共振;省钱小秘诀:在另一边模具加顶或加盖(参考公牛粉色样机)。

喇叭尽量平贴;

喇叭线最好控制在1.3倍(即到PCB板焊点),线直径为Ø28或Ø30为理想。(喇叭线太长会影响音质,因增加电流噪音)