揚聲器

揚聲器（英語：Loudspeaker），也稱喇叭、音箱、擴音器，是將電子信號轉換成為聲音的換能器、電子元件，可以由一個或多個組成音響組。

有三種動圈式揚聲器的家用音箱
1. 中音揚聲器（Mid-range driver）
2. 高音揚聲器（Tweeter）
3. 低音揚聲器（Woofers）

原理

揚聲器是由磁鐵、線圈、喇叭振膜組成。揚聲器把電流頻率轉化為聲音。物理學原理，當電流通過線圈產生電磁場，磁場的方向為右手法則。假設，揚聲器播放C調，其頻率為256Hz，即每秒振動256次，則揚聲器輸出256Hz的交流電，使線圈與揚聲器薄膜一起振動，推動周圍的空氣振動，揚聲器由此產生聲音。

人耳可以聽到的聲波的頻率一般在20赫茲至20000赫茲之間，所以一般的揚聲器都會把程序設定在這個範圍內。工作原理和上述相同。能量的轉換過程是由電能轉換為磁能，再由磁能轉換為機械能，再從機械能轉換為聲音。

性能

一款揚聲器

所以是，揚聲器的最終性能，是依靠人耳的聽感決定的，所以這個結果可能會因人而異。不過，還是可以將揚聲器許多方面的特性通過數據的形式表達出來的。一些常見參數包括：

• 功率：包括最大功率、額定功率、平均功率等，功率越大對應的聲音也就越大。
• 頻率：發聲頻率，由於一般很難製造出在20-20000赫茲範圍內都表現良好的揚聲器，所以通常將幾個不同頻率的揚聲器組合起來構成揚聲器系統。
• 阻抗：通常為2的次方，例如2歐姆、8歐姆、32歐姆等等。
• 失真：包括互調失真、諧波失真等參數。
• 靈敏度（分貝／瓦）：靈敏度越高，細節表現力越強。

類型

揚聲器為一個揚聲系統內最多變的元素，每種聲音裝置都有可能不同。揚聲器的分類方法有很多，比如可以按照工作方式、形狀等來區分。

按工作方式分

按其工作原理來分可分為電動式揚聲器、電磁式揚聲器、壓電式揚聲器、電極式揚聲器和等離子體揚聲器。

電動式揚聲器

它的工作原理是讓電流通過線圈產生磁場，利用這個激勵出來的磁場和揚聲器原有的磁場作用產生振動，它是最常用的揚聲器。電動式揚聲器大致分為四個主要部分：

• 動力系統：包括音圈也就是電線圈，線圈通常同振動系統固定在一起，通過振膜來將線圈的振動轉換成聲音信號。
• 振動系統：包括音膜，也就是喇叭膜片、振膜。振膜可以由各種材料構成，可以說振膜的材料、製作工藝在很大程度上決定了揚聲器的發聲質量。按照製作材料不同，可以將振膜分為以下幾種：
  • 紙盆：紙盆的成本較低，而且還可以和其它纖維混合起來製作成混合型振膜，它是應用最多的振膜材料。
  • 陶瓷：重低音效果較好
  • 羊毛：在紙漿中混合進羊毛製作而成，低音效果不佳。
  • 聚丙烯：成本較高。
  • 金屬：多用於高音球頂喇叭。
  • 木質：聲音溫暖，較適合聽人聲或古典。
• 支撐系統：包括盆架等
• 磁鐵：按照其磁鐵安裝方式不同分為：
  • 外磁式：讓音圈包著磁鐵，所以音圈尺寸要大於磁鐵。外音圈尺寸提升，與振膜接觸面積也更大，動態也就更好。加大尺寸的音圈，還具備更高的散熱效率。
  • 內磁式：音圈做在磁鐵內部，所以音圈尺寸較小得多。

壓電式揚聲器

利用壓電效應，電流通過時產生振動，驅動振膜產生聲音。

電極式揚聲器

實際上就是電容式，在電容的兩極之間施加巨大的電壓從而利用靜電場產生電場力，驅動振膜運動。雖然早在20世紀30年代就發明出了電極式揚聲器，但電極式揚聲器成本極高。

等離子體揚聲器

電弧擊穿空氣引起共振發聲，是現有的揚聲器中音質最好的。發聲元件、放電電極體積小。發聲部分是電極和電弧，放電電極是兩個尖端。電弧擊穿空氣時有臭氧產生。

早在1900年就有人提出等離子體揚聲器的概念，此後又有人嘗試過商業化，但始終沒大規模流行，關鍵在於還存在不少問題：

• 對低頻響應很差
• 壽命短，功耗大
• 易受高壓、電磁干擾。

按振膜形狀

按振膜形狀不同，可以將揚聲器分為錐形、平板、球頂、號角式等。

錐形揚聲器

是目前應用最廣泛的喇叭。還可分為圓形、橢圓形等。圓形揚聲的尺寸通過最大直徑表示，橢圓形的尺寸則用橢圓的長短軸表示。

平板揚聲器

錐形喇叭的圓錐形振膜必然會產生氣室，這個氣室會造成共振使得性能變壞。而平板揚聲器則可改善這種現象。

球頂揚聲器

指向性較高，它的振膜通常由金屬構成，常用於中高音單元。

號角揚聲器

號角揚聲器主要原理同錐形揚聲器相同，只不過它的聲音是經由號筒輻射到空間的間接輻射。

參見

• 耳機
• 喇叭
• 助聽器
• 高保真
• 音頻信號處理