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音响中相位塞的作用及工作原理

发布时间:2015-01-06 11:54 来源:未知 阅读: 我要投稿

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扬声器的工作原理
扬声器能够发声实际上是通过振膜的活塞运动而产生声波。而活塞运动的产生是通过音圈和驱动磁体的互感作用而形成。

在扬声器单元中具有永磁体和音圈:永磁体通过轭铁在磁路的环形气隙中产生一个磁场,和扬声器振膜相连的音圈插入环形气隙中。而音圈是由一根细长的金属线绕成的圆筒形物体,从放大器输出的电流信号通过音圈,根据电磁感应原理形成电磁场。

当声音以电流的形式通过音圈时,根据电流的强弱和频率产生相应变化的电磁场,磁场方向根据法拉第的右手定律确定。电圈的磁性随电流的强弱变化而不停变化,与永磁体相互作用产生振动,从而带动振膜作活塞运动,进而发出不同频率和强弱的声音。

相位塞的作用

其实对于所有音响系统的最终目的是为了忠实地还原音源的本来面貌。因此任何形式的音色实际都是一种失真。因此,应该采取各种方法来避免这样的失真。
相位塞能避免普通防尘盖分裂问题,并可帮助磁铁系统的散热,以承受更大的功率,同时也使音圈中的涡旋电流短路以降低失真。因此,除了巩固振膜外,相位塞还可改善单元高端偏轴频响扩散特性和改善音像表现,同时均衡振膜前面的气压,显著地减少失真;另一优点是防止在分音点附近方向特性的突然改变,避免产生中音渲染。
相位塞的工作原理
首先看一下扬声器单元的结构图
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在上图中,可以看到扬声器单元各部分的结构(补偿磁体和防磁罩保证了音箱可以放在显示器的旁边而不会产生磁化效应)
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而下图是Z-680的单元结构,可以看到一个相位塞代替了传统的防尘盖。
 
在扬声器单元工作时,振膜在运动而相位塞保持恒定。正是这种运动奠定了相位塞的工作原理。


振膜在前后做活塞运动时,由此产生的声波向外辐射形成声音。然而,并不是所有的声波都直接向外扩散,部分声波将在振膜上经过交叉反射后才送至聆听者的耳中。在下面的图解中可以看到在左侧振膜上产生的声波反射路径。在传统的单元中,声波将先被反射到另一边再反射到聆听者。由于这些声波其实是在同一时间产生的但却在不同时间听到,这就形成了驻波失真。而相位塞能够迅速的将二次反射波发射出去,减少了迟滞时间。因此,相位塞能够有效的改善频响特性,防止驻波和交越失真,使得偏轴频响扩散特性和向轴频响扩散特性更为平滑,避免出现多媒体音箱中经常出现的离轴频响峰谷现象。
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另外,传统单元上的防尘盖增加了振膜的质量。我们知道振膜必须具备轻质量、高刚性、高内部阻尼的特点,才能接近完美的活塞运动。因此,这样会减低单元的灵敏度,带有相位塞的单元相比而言灵敏度要高一些。
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同时防尘盖的后面会形成一个空气空腔,当振膜做活塞运动时,该空腔将反向被压缩或拉伸,引起效率的降低
此外,当电流通过音圈时,会产生大量的热量,而温度的提高将提高扬声器单元的阻抗,从而需要更大的电流来驱动,引起效率降低。但是,音圈和驱动磁体被密闭于单元的内部,无法与外界的空气直接接触,因此,散热非常缓慢。而相位塞有两个方面的特性可以帮助散热:
1.由于铝金属本身的特性将作为一个巨大的热容体;
2.相位塞直接暴露于空气中可以很快的散发热量。

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