第一章 扬声器简介
扬声器英文为Speaker，目前在高保真电声系统中，扬声器是最薄弱的一个环节，它的各项指针都低于高保真声频放大器，虽然随着电声技术的迅猛发展，扬声器的指针，有了很大的提高，但还没有突破性的改进，因此扬声器系统在电声技术中，还是需要攻克的难关。
一、扬声器的定义
扬声器，从字面上理解，扬：扬出、发出之意；声：指声音；器：器件，合起来即发出声音的器件。但大家都知道，扬声器本身并不能发音，它是在给它通以信号电流的时候才会将电流信号转换出声信号的，因此它是通过能量转换来实现的，所以扬声器是指将电信号转换成声音信号的电声换能器。
扬声器能量变换的保真度如何，由扬声器的性能好坏来决定，表示扬声器性能好坏的量叫特性参数，在后面会着重介绍。
二、扬声器的分类
扬声器的种类繁杂多样，我们可以用三种方法来给予分类。分别是按驱动方式，按振动板或辐射器的形状、按用途等三种方式分类。
1、按驱动方式即是怎样把电信号加在振动板上使之变换成机械力进而产生振动的。见下表1-1
表1-1 按驱动方式分类
按驱动方式分类目前兴声厂主要生产电动式与压电工两种。
电动式机种已有近100多种，如P12DC60-54D等；压电式机种亦有几种如：B32Z-K等。 2 、按振膜或辐射器的形状分类
按振膜或辐射的形状分类主要有圆锥形、平板形、球顶形、号筒形、带状形、薄片形等。 ① 圆锥形振膜扬声器：平时一提到扬声器，就会想到锥形振膜扬声器（也叫纸盆扬声器），这是目前广泛采用的一种扬声器类型，尤其作为高保真扬声器系统的低音扬声器，高保真即高度的保持其真实性，我们平时见到HiFi音响，HiFi即High Fidelity之简写，意为高保真。
圆锥形振膜扬声器即其振动板或圆锥形状，在我们的仕样书制品规格第1²1节中经常看到类型为CONE形，CONE即为圆锥之意，我们常称鼓纸为CONE PAPER，即为纸体为圆锥形。
锥形振膜扬声器大都由三大部分构成，即振动系统、支撑系统和磁路系统。其包括的部品如下
振动系统：振动板、音圈、弹波、防尘盖
磁路系统：铁片、铁心、磁铁
支撑系统：铁框、端子、锦丝线、垫片
纸盆开口形状有圆形和椭圆形两种，其中圆口形最多，纸盆的断面形状亦有各种各样，但最
多的是直线形，反抛物形和抛物形三种。
当然，鼓纸的纸本不一定全部是纸质的，亦有金属材料或合成材料做成的，如我厂目前还有
PP胴体的鼓纸，PP胴体就其成型状态有两种，即片成型和注射型，英文分别为Sheet和Injection，我厂的PP Body成型为注射成型。
②平板形振膜扬声器：辐射面呈凹形，所以在实际应用中会产生频率特性波动性衰减现象，这种现象叫“前腔效应”，从而大大降低了扬声器的活塞运动范围，为了克服此缺点，可以把振膜作为平板形状，为了进一步提高活塞运动范围，要对其结构和形状和所用的材料加以选择，平板形扬声器有直接驱动平板扬声器和在锥体内填有发泡树指等物质的填充型两种。最近已有这种扬声器用于高保真扬声器。
③球顶形扬声器：其振膜形状呈球缺形，从驱动方式看，它属于电动型扬声器。球顶扬声器和圆锥形扬声器相比，效率稍低，但指向特性却非常好。在所用材料上，从质地柔软的材料到硬材料各式各样都有，但根据振动板材料质地软硬不同，有软球顶和硬球顶之分。最近在高保真扬声器系统中，所用中高音扬声器大都采用球顶扬声器，这主要虽为了获特纯的音质和良好的指向性。
④号筒扬声器：振动板大都有是球顶形的，亦有部分其它形状的，它与圆锥形和球顶形扬声器最大的差别是由振动板直接鼓动周围空气氢声音辐射出去的，而号筒扬声器是由振动板产生的声音通过号筒辐射到空间去的，即为间接辐射。在这种情况下，号筒就象一个变换器，它以足够魇负荷加到振动板上。故号筒扬声器一般比圆锥形扬声器和球顶形扬声器效率高。
号筒扬声器按截面增长方式可分几大类，具有代表性的分类有：圆锥形号筒，指数形号筒和抛
物线形号筒等。如果按号筒形状分，可分成下图所示五种形式，作为高保真扬声器系统，用号筒扬声器作低音单元的很少见，多半作中、高音单元。
⑤带状形扬声器：这种扬声器的振膜是用非常轻的铝箔带条作成短带条形状，振膜本身就是导电性材料，将其置于磁场中，若通以信号电流即可振动发声，这种结构的振膜，其阻抗非常小，在和放大器及分频网络连接时，必须用匹配变压器。
⑥薄片扬声器：这种扬声器的振膜是用耐高温分子薄膜作成，音圈装在或印行在高分子振膜上。如果把这种印有音圈的高分子振膜置于特殊形状磁体构成的磁场体构成的磁场中，就可作成薄片形扬声器。这种扬声器的音圈导线电阻可设计成数个Ω，可不需要匹配变压器。另外它还具有输入容量大的优点。在音质方面，它和带状扬声器一样，不失真的自然声音感可延伸到超高频段。
3、按用途分类
若按用途进行扬声器分类，主要他为全频扬声器、低音扬声器、中音扬声器、高音扬声器四种。 目前扬声器系统有的只用一个扬声器构成，有的用两种构成，有的三个以上构成，若用一个扬
声器，这种扬声器的频带宽度要能够覆盖系统的重放频带范围，若用两个扬声器，这两个扬声器的选择要能分段覆盖系统的重放频带范围。总之根据采用的方式不同，在各扬声器的选择上也不同，通常的高保真系统差不多都是采用三分频构成的扬声器系统，在这种系统上，为了能很好地进行低音重放，必须采用大口径的低音扬声器，高音重放时，要采用振膜小而轻的高音扬声器，因为用一个扬声器不能很好地同时进行高低音重放，所以，要采用高低分频段重放的专用高低音扬声器。通过分频段重放，就可以构成一个整体性能良好的系统。
①全频带扬声器度（英文：Full Range简称FL）：能够同覆盖系统，高低频段的扬声器叫全频带扬声器。这种扬声器的振膜振动可产生从低音到高音的全频带声音，在全频带扬声器中，有单振动板的全频带扬声器，双振动板型和同轴型扬声器。双振动板和单振动板扬声器一样，是一个整体结构，所以用起来很方便，但同轴型扬声器实际上是把两个扬声器做在一起，是一种多声道器件。
②低音扬声器（英文Woofer简称WF）：是为在低频段重放而设计的低间性能很好的扬声器，这种扬声器几乎全是圆锥型扬声器。其重放频带下限应尽量的低，振动板振幅容许值尽量大些。因此振动板口径应尽量大些。为了提高振动板的振幅，要采用软而比较宽的支撑边。
一个良好的低音喇叭需具备如下条件：
a、 要有强而有力的磁气回路。
b、 振动板的直径要大。
c、 档板和振动的凸缘边要柔软，而且在大振幅时仍保持良好的直线性。
d、 振动系统不能太单薄，弹性要好，长时间振动不疲劳。
③中音扬声器（英文Midrange简称MID）：在三分频以上的多分频扬声器系统中，用以专门重放中音段的单元叫中音扬声器。作为中音扬声器最重要的性能要求是声压频率特性曲线应平坦，失真小，指向性好，以及频率高等到。这种单元所用表状，除圆锥型扬声器外，也常用球顶型和号角型。 ④高音扬声器：专门承受高频段重放的单元叫高音扬声器。高音扬声器的一般工作频段范围在1~5KHZ以上，这种单元主要性能要求，除同于中音单元之外，还要求重放频段上限要高和输入容量要大。高音扬声器有圆锥形、平顶、球顶型、号筒型、带状和薄片型等多种形式。
一个良好的高音喇叭应具备如下条件：
a、 振动板的口径要小且轻。
b、 高频特性平垣且伸展宽广。
c、 高频失真小，指向性良好。
d、 音圈直径小，线径细。
e、 输入容量大。
第三章 扬声器的性能
一、扬声器的电气特性
为了便于后面出现各英文代号表示的意思，首先要了解各参数的定义。
BL： 单体的动力即力系数，单位为 特斯拉²米（TM）
Fo： 单体在自由大气下的谐振频率或叫Fs，单位为赫滋（HZ）
Foa： 单体在加质量（Ma）后的谐振频率或叫Fsa，单位为赫滋（HZ）
Fc： 单体装箱后的谐振频率，单位为赫滋（HZ）
Fct： 单体装入测试箱后的谐振频率，单位为赫滋（HZ）
Mmd：单体振动系的等效质量，单位为克或千克（g或Kg）
Mmr：单体纸盆空气的辐射质量负载，单位为克或千克（g或Kg）
Mms：包括空气的辐射质量的总的振动系的等效质量或Mo，单位为克或千克（g或Kg）
Ma： 测试砝码（通常为已知质量的粘土），单位为克（g）
Sd: 纸盆的有效振动面积
Cmb： 测试音箱的柔顺性，单位为（M/N）
Cms： 单体的机械柔顺性或Co，单位为（M/N）
Qms： 单体的机械Q值
Qes： 单体的电气Q值
Qts： 单体的总Q值或Qo
Qect： 测试箱内单体的电气Q值
Vas： 与单体柔顺性相当的空气体积，单位为升（L）
Vab： 未填充吸音棉的测试箱体积，单位为升（L）
Re： 音圈的直流阻抗即Revc或叫DCR，单位为欧姆（Ohm/Ω）
ACR： 公称阻抗即交流阻抗，在扬声器阻抗曲线峰值后最低点所对应的阻抗，单位为
欧姆（Ohm/Ω）
Zmax: 单体阻抗曲线峰点对应的阻抗值，单位为欧姆（Ohm/Ω）
No： 参考效率即η，以百分比为单位（%）
L evc： 单体音圈的电感单位位毫亨（mH）
SPLo： 音压水准（ Sound Pressure Level）或叫SPL或So，单位为分贝（dB）
Levc： 音圈的电感
（一）阻抗（Impedance）
①．扬声器单元的阻抗包括直流阻抗（DCR/Re）和交流阻抗（ACR）
a．指直流阻抗：即DCR（Re），不受频率的影响（静态）。亦即音圈线的阻抗。它在阻抗特性
上表现为一条直线。
b．交流阻抗：即ACR，是指经过频率测定之公称阻抗或叫额定阻抗（动态）。
业余爱好者可用替代法测量扬声器单元的额定阻抗，按下图用恒流法去测量扬声器单元的
额定阻抗，为了满足信号源为恒流源的测量要求，音频信号发生器的输出端要串一只阻值至少大于或等于被测扬声器额定阻抗值10倍的大电阻R。调节音频信号发生器的信号旋钮，使输出信号频率从20HZ开始起缓慢上升，并联在被测扬声器两端毫伏表的电压值在达到第一个最大值后即开始下降，当毫伏表的电压值降至最低并开始上升时，停止改变音频信号发生器的信号频率，在保持音频信号发生器输出电压不变的前提下，记下毫伏表上的电压值。用无感电阻箱代替被测扬声器单元，反复调节电阻箱的阻值，当毫伏表上的电压值恢复到原来的电压值时，这时电阻箱的阻值就是被测扬声器单元的额定阻抗值。
扬声器单元的阻抗特性是指将电信号加到扬声器输入端子，如果在保持输入电压怛定不变的条
件下，变更信号频率，扬声器的输入阻抗会有很大的变化，在图表上表现为一条曲线。如下图表。把曲线上高于Fo（最低共振频率）时的最小阻抗值定义为扬声器的公称阻抗（标准阻抗），单位为Ω。公称阻抗公差一般为±15%，稍严一点为±5～10%。。
产生阻抗曲线的原因：扬声器的音圈除了有它的直流阻抗外还有一定的电感。当音频信号输入
扬声器时扬声器的音圈即在磁回间隙中上下振动由于音圈的电感作用，这时在音圈中会感应出一个与音频信号反向的感应电动势，这个与音频信号反向的感应电动势会削弱音圈中的电流，从而使音圈的阻抗加大，随着音频信号的上升这种效应会越来越大，这种使扬声器单元的阻抗随频率变化的规律称为扬声器的阻抗特性。一条完整的阻抗特性由音圈的直流电阻、音圈的感抗以及音圈在磁隙中上下运动时所产生的感应电动势这三部分组成。
使电动式扬声器的振动板发生振动的力，即磁场对载流导体的作用力，其大小为
F=BiL
式中，B：为磁场中的磁感应强度（韦帕/米2或Wb/m2）
i：为通过线径的电流（A），
L：为音圈导线在磁场中的长度（m），
F：为磁场对音圈的作用力（牛顿）。
然而一旦音圈受力运动，就会切割磁隙中的磁力线，根据法拉第电磁感应定律，音圈在磁隙中
运动会产生感应电动势，这个效应称为电动式扬声器的电效应，其感应电动势的大少为
Σ=BLV
式中，V：为音圈的振动速度（m/s），
Σ：为音圈的感应电动势(伏特V)。
电动式换能器的力效应和电效应总是同时存在，相伴而生的，正因为电效应的存在，对扬声器
的阻抗就产生了影响，出现了阻抗曲线。
有些人近似的把DCR与ACR用如下式表示 ACR=1.08～1.2DCR .
检测ACR与DCR可用阻抗测试器.（台湾阳光Sunlight阻抗测试/频率计Model-152A）
测量单元的阻抗曲线可用LMS或CLIO等，下面是一扬声器单元的阻抗曲线。
Impedance vs Freq 不同的扬声器有不同的阻抗曲线。Fo，DCR，音圈电阻，音圈管材，铁心有无加短路环等都会
影响阻抗曲线。以下是几组阻抗曲线特性的对比图。
1.Fo1＞Fo2 2.DCR1＞DCR2
Ohm Ohm
①
Fo1 Fo2 HZ HZ
3.VC1为不导电管VC2为导电管 4.VC1线径＞VC2线径
Ohm Ohm
②
5.1铁心有短路环2铁心没有短路环 6.1磁回较强2磁回较弱 Ohm Ohm ①
②
Fo HZ Fo HZ
（二）最低共振周波数或谐振频率（FO）
是指扬声器从低音域开始振动时，振动板最强烈振动所在点对应的频率，在测量扬声器单元阻抗特性时，阻抗曲线上阻抗值第一次达到最大值时（即Zmax）所对应的频率称为该扬声器单元的谐振频率或共振频率，简称FO。为了便于理解，我们可以把扬声器的振动系统看成是具有一定质量的惯性体，而把Edge和弹波看成一个弹性体，这时扬声器的整个振动系统就象一个悬挂在弹簧上具有一定质量的重物。从物理学中我们知道，它们具有一个固定的谐振点。扬声器单元在谐振频率处振动系统的振幅最大，扬声器音圈在气隙中运动时产生的反向感应电动势也最大。在FO以下，由于受扬声器振动系统劲度的控制，扬声器输出音压以接近12dB/oct的速度下降，因此扬声器的谐振频率点也是重放下限频率点
综合一下有三点：①最强烈的振动对应频率点
②低音重放下限频率点
③阻抗曲线峰值对应频率点
FO可用下式表述 FO= 1/2π或 FO= 1/2π所以求顺性 Cms = 1/( 2πFo )2²Mms
式中：So：是振动系统的等效力劲，即支撑振动系统的鼓纸Edge和弹波等弹簧系统的刚度，其倒
数是顺性Cms=1/ So
Cms：即顺性Co，表示上述弹簧系统的柔软度。力劲小，顺性大。（单位为Kg）
Mms：即振动系统的等效质量。是以鼓纸和音圈为主的振动系统等效质量Mmd及振动时附
加在鼓纸两侧的附加质量Mmr之和。（单位为Kg）
从上式可以看出，扬声器单元的谐振频率与振动系统的等效力劲的平方根成正比，与振动系统的等效质量的平方根成反比。要降低Fo值，振动系统就要重些，鼓纸边布和弹波要柔软些。
共振：即策动力的频率与振动物体的固有频率相等时，振动物体的振幅最大，此种现象称为共振。
测试Fo值通常是在20℃相对湿度60%的条件下进行，Fo测试用Fo高速测定器，（台
湾阳光Sunligh Fo高速测定器Model-7117K）
用自动扫频振荡器（台湾阳光Sunlig自动扫频振荡器Model-7116C）可以粗略的测试其Fo
值，但速度很慢，且不够精确。
业余爱好者可用下恒压法测量扬声器单元的谐振频率。按图连接好，图中的R的阻值应小
障
碍
物
恒压法测量扬声器单元的谐振频率
于扬声器额定阻抗值的十分之一。根据扬声器单元的谐振频率的定义，在谐振频率处扬声器的阻抗值最大，在信号发生器输出电压（大概1.0V）不变的情况下，这时扬声器音圈中的电流将最小。当音频信号发生器输出的信号从20HZ开始上升时，电阻R两端毫伏表的电压值将逐步下降。当毫伏表的电压值下降至最小时，音频信号发生器输出信号的频率即为扬声器单元的谐振频率Fo。
亦可用下恒流法测量扬声器单元的谐振频率。按图连接好，根据扬声器单元的谐振频率的定义，在谐振频率处扬声器的阻抗值最大，在信号发生器输出电流不变的情况下，在阻抗最大
障
碍
物
恒流法测量扬声器单元的谐振频率
时扬声器两端的电压（U=IR，I为恒定）将最大。当音频信号发生器输出的信号从20HZ开始上升时，扬声器两端AC电压表的电压值将逐步上升。当AC压表的电压值第一次上升至最大时，音频信号发生器输出信号的频率即为扬声器单元的谐振频率Fo。
影响Fo的条件
1、自然条件：温度和湿度，湿度越大，Fo越低。温度越高，Fo越低。
2、原材料：鼓纸的Fo，弹波的柔软度。
3、输入功率：通常在额定输入功率范围以内，输入功率如大时，低音谐振稍许下降，但将输入功率增加大超过额定输入功率之外时，Fo反会升高。
（三）扬声器的Q值：Qts，Qms与 Qes
又叫扬声器的品质因素。它表示频响曲 在谐振频率Fo处SPL的尖锐程度，它在一定程 （dB度上反应了扬声器振动系统的阻尼状态。扬声器的低频特性通常由扬声器Qts及Fo决定，其中Qts的大小与扬声器单元在Fo处的声压有关，其图如右0.1
Qts值是一个很难理解确很重要的参数，它
在一定程度上反应了扬声器振动系统的阻尼状 态（即振动衰减的快慢）和共振锐度，那么振 Qts处与Fo处声压级之间的关系
很快停止的叫Qts低，振动不易停止的叫Qts高。Qts值过低时扬声器的输出音压还没到Fo处时就迅速下降，扬声器处于过阻尼状态，造成低频衰减过大；Qts值过高时扬声器的输出音在Fo处会出现一个峰，扬声器处于欠阻尼状态，低频得到过分加强，Qts值越大，峰值越陡。
有几种方法可求得或测得喇叭单元的Qts值。
第一种．Qts值可用此公式求得：Qts = Re/(BL)2 式中，Re：即音圈的直流阻抗DCR。
B：表示扬声器磁间隙中的磁感应密度。
L：表示扬声器音圈线的有效长度。
Cms：即顺性，振动系统的顺性，即力劲Co的倒数。
Mms：即振动系统的等效质量（Mmd）。是以鼓纸、弹波、音圈、防尘盖为主的振动系统等
效质量及振动时附加在鼓纸两侧的附加质量（Mmr）之和。
单体的力系数BL值在后面第五点讲解。
下面介绍怎样测试单体振动系的等效质量Mmd和单体纸盆空气的辐射质量负载和Mmr。 有三种方法可求单体振动系的等效质量Mmd：
直接秤重法
①．直接要求供货商提供相关资料。这种方法不但精确可靠，也是最省时的方法，Mmd是以鼓纸、弹波、音圈、防尘盖为主的等效质量及振动时附加在鼓纸两侧的附加质量Mmr之和 即
Mms=Mmd+Mmr
②．增加质量法（Delta Mass）
首先求Mmd：增加一块经精密测量重量为Ma的粘土于单体的纸盆上，测出此时加重后的Fo即Fsa，为求精确，测试单体要夹紧在悬挂的表面上。所加的重量Ma至少要让单体的谐振频率改变25%才足够，即加重后的谐振频率Fsa等于未加重时的谐振频率Fo的70～75%，不可太轻。Mmd可由下式求得。Mmd=Ma/[(Fo²Fsa)2-1] （A）
然后求Mmr（单体空气质量负载）：空气有重量而且对纸盆表面质产生压力，在计算振动系统有效质量时必须考虑在内。辐射空气质量负载可籍由纸盆的总表面积计算如下：
Mmr=0.575²Sd1.5 （B）
由（A）（B）即可得到Mms=Mmd+Mmr，下表列出不同直径单体典型自由大气压下的辐射空气质量负载
③．Delta Compliance（测试箱）法
采用上述增加质量的方法会使Fsa比单体在自由大气下的谐振频率还要低，如果遇到谐振频率很低的单体，甚至Fsa小于10HZ，会因为到达测试仪器的低频极限而无法测试，Delta Compliance（测试箱）法具有相反的效应使得单体的谐振频率提高，不但容易测量而且所需的测试仪器也不用太高档。
这个测试方法所用的测试箱为密闭式，所有结合处都必须经过不透气处理，同时单体最好口径朝箱内安装，喇叭在外面。如右图。
喇叭与测试箱之间不可漏气。音箱尺寸必 须提供比自由大气下的谐振频率高50～100% 的改变量。而与Vas有关，如果能从单体获 得Vas值，所需要测试箱的体积大约是Vas 值的一半。右表列出一些箱的容积和所适用 的单体，以便能测试不同尺寸的单体。表中 的测试箱总体积为内部容积，加装单体开孔的容积。而将这些容积可乘以1.02,以便将纸盆前方的体积估算进去。用测试Fo同样的方法可测出音箱的谐振频率Fc，计算音箱的柔顺性Cmb：
Cmb=Vab/1.42²E5²Sd2 （米/牛顿）
式中Vab单位为立方米，Sd单位为平方米，Mmd可由下式求得
Mmd= Cmb-1-Mmr[1.85(2πFc)2-(2πFo)2]
(2πFc)2-(2πFo)2
式中Cmb单位为米/牛顿(M/N)，Mmr单位为公斤(Kg )。而Mms= Mmd+Mmr
由以上可知，扬声器的Qts值与很多因素有关，我们可以利用这些因素来适当的控制扬声
器的Qts值。扬声器的Qts值与扬声器单元的振动系统等效质量的平方根成正比，而与振动系统的顺性的平方根成反比，改变扬声器单元振动系统的等效质量和振动系统的顺性可在一定程度上可控制扬声器的Qts值；由于扬声器的Qts值还与扬声器磁间隙中的磁感应密度的平方成正比，因此改变扬声器磁间隙中的磁感应密度可更有效地改变扬声器的Qts值。目前大多数以此种方法。虽然用上式可直接计算扬声器的Qts值，但由于公式中的一些参数测试起来比较麻烦，所以扬声器的Qts值大多由以下公式求得：
第二种 Z12 =（Zmax2+Re2）/2
Qms= Fo/（F2-F1） Qo= Qms²Re/Zmax
Qts = Fo/（F2-F1）²Re/Zmax = Fo/△F²Re/Zmax
式中，Fo：指扬声器单元的谐振频率。
Re：即被测扬声器音圈的直流阻抗DCR。
F1和F2：指被测扬声器谐振频率Fo两侧当阻抗值下降至最大阻抗值Zmax的0.707倍时的
频率，即图中Z1对应点的频率。
有几个重要Qts值需要记一下
第一种方法可以得到更可靠的结果，第二种方法受到单体鼓纸Edge非线性的影响，而且阻抗
曲线尖峰的尖锐程度和形状都有很大关系。所以建议尽量使用第一种方法。
第三种方法按下列步骤进行：
a．测出单体音圈的直流阻抗Re，尽量精确。
b．选择一个接近Re的电阻Rc（对于Re=6.5Ω而言，8Ω的电阻已够接近了）
c．连接电阻R到测试端，而且把信号发生器的频率调整到Fo的位置，在这个位置特别注意记下电压值，因为以下的数据读取都是在这个相同的标准电压下。它的绝对值并不重要，只要在每个步骤保持标准电压就行了。如果测试仪器允许的话，100mV的范围可提供相当好的测试结果。如果不行把电压加到0.2～0.7V也可。在Fo的标准电压下量出电流Ir
e．取下Rc，把单元换上去并置于半空中，调整音频率发生器来找出电流的最低点，应该是Fo的位置，而Fo上最低的电流为Io。
f．计算： r=Ie/Io Ir= g．找出标准电压下电流等于Ir的阻抗 Ω 30
尖峰两厕频率F1，F2，（如右图）
籍由这两个频率透过下式可以检查 20
得的Fo是否精准。 10
Fo= 8 如果Fo的测量值与计算值不超过1HZ 6可视为可信的测量值。 F1 Fo F2 1K 10k HZ h．计算： Qms= Fo² Qes= Qms/(ro-1)
Qts= Qes²Qms/(Qes+Qms)
第三种方法按下列步骤进行：
a．测出谐振频率处的阻抗Zmax，减去音圈的电阻Re，得到Res，单位为Ω。
Res=Zmax-Re
b．计算Qms：Qms= Res/2πFo BL2Cms
其中BL单位为特斯拉²米，Cms单位为米/牛顿
c．计算Qes：Qes= Re/2πFo BL2Cms
其中BL单位为特斯拉²米，Cms单位为米/牛顿
d．可由下式计算Qts：Qts= Qes²Qms/(Qes+Qms)
其它还有几种方法测喇叭单元的。如LMS、CLIO、MLSSA、LEAP 4.0软件„„
（四）力的系统BL
测试单体的力系数BL值最常用的方法为反作用力测量技术。测试方法如下：
DC CURRENT METER(直流电流计)
在平坦稳固的表面上水平放置喇叭单元，再加上已知质量的砝码（Ma），压迫纸盆下降到较低的位置，然后把直流电压加到喇叭的音圈（注意纸盆向上移动需正接），调整电压直到纸盆回复到原来没加砝码时的位置。砝码的质量并没有严格的限制，不过必须精确到0.1g，而且至少能压下纸盆达到6.0mm的重量。当纸盆恢复到原来没加砝码的位置时，记下此时的电流大小（i），此时BL值的乘积可由此公式计算：
BL=9.8²Ma/i 单位特斯拉²米（TM）
利用这种方法想得到精确的结果，必须精确的测出喇叭单元未加粘土前的起始位置，而且在加了粘土通上电流后必须恢复到原来位置。有一
未加粘土时刚好接触防尘盖顶，一旦加上
粘土就会出现空隙，此时只要将电压加到
能让防尘盖恢复到原来位置即可。美国
Radio Shack连锁店有卖一种固定位置用的
工具非常适用，可用来自制BL测试仪
（五）出力音压（SPL）
英文：Output Sound Pressure Level，是指输出音压基准，又叫效率或灵敏度或声压级。
日本国家标准（JIS）规定扬声器的出力音压是指在指定的频带或功率上，馈给扬声器1W的输入功率，在参考轴上距离参考点1m处的声压极的平均值，通常取频率特性曲线上的4个点的平均值，用dB表示。出力音压反映的是声音的大小，与音质的好坏没有必然联系。
频率响应曲线是指给扬声器加以恒定的信号源，由低频到高频改变信号源频率时，扬声器的声压将随频率的变化而变化，由此得出声压——频率曲线，这就是扬声器的频率响应曲线。即扬声器的声压随频率变化的曲线。
频率响应是指给扬声器输入一恒定的电压，扬声器产生的声压随频率变化的特性。
要理解SPL，我们首先来学习一下声音。声音是由机械振动产生的。当一物体振动时，会激励它周围的媒质发生振动。如媒质具有压缩性，则在媒质的相互作用下，周围的媒质就会产生交替的压缩和膨胀，并且逐渐向外传播。因此凡具有弹性的物质，如水，气体、钢铁、混凝土等弹性物质，都能传播声波。并且媒质密度越大声波速度越快。声音有强弱之分，声能量有大小之别，下面我们
从物理上定量地来描述声音。
1． 声压与声压级
媒质中有声波传播时，媒质的各个部分产生压缩与膨胀的周期性变化。压缩时压强增大，膨胀时压强减小。变化部分的压强即总压强与静压强的差值称为声压。习惯上把有效声压简称为声压，用P表示。对于平面波，声压P和质点运动的速度v成正比。
P=ρcv 单位为帕（Pa） （类似U=IR）
式中，ρ：为媒质密度v：质点运动的速度
c：为声波的传播速度 ρc又称为声阻率（声阻抗率）
1帕（Pa）=1牛顿/米2 1个大气压（atm）≈105帕（Pa）
人耳能听到的最低声压是2*10-3 Pa，这个极限称为可听域（又称听域）。当声压增大到2*103时，人耳会产生难受的感觉，有痛感，故把这个范围称为痛域。由上可见，人耳能听到的声压范围很大，用它来衡量极不方便，亦给仪器测量带来困难。实验证明：人耳对声音强弱的感觉是与声压的对数成正比的，这就是著名的韦帕定理。因此引入了声压级的概念。
声压级： SPL=20lgP/Po
式中：P：为声压单位为帕（Pa） SPL：声压级的单位为dB
Po：为参考声压，目前取1000HZ的可听域声压，即2*10-3 Pa帕（Pa）
2．声强与声强级
人耳能可听域到痛域的声压级范围是0dB～120dB（1000HZ）。单位时间内通过与指定方向垂直的媒质单位面积的声能量称为声强。用I表示。对于自由平面声波或球面波，声强与声压的平方成正比，与声阻率成反比。
即 I=P2/ρc 单位为瓦/米2（W/m2） （类似P=U2/R）
空气的声阻率为420kg/ m 2²s人耳能可听域到痛域的声强范围是10-12 W/m2到102 W/m2。 声强级是声强相对于参考声强的分贝数，对于自由平面声波或球面波，声强级等于声压级。 即声强级 SPL=10 lgI/Io=20lgP/Po
式中：I：为声强单位为W/m2
Io：为参考声强，目前取1000HZ的可听域声压，即10-12 W/m2
SPL：声强级或声压级，单位为dB
3．点声源声压级的简单计算
①．多个点声源合成的声压级
设有两个点声源，在声场中A点产生的声压级分别为SPL1和SPL2，此点的总声压级并不是两个声压级的算术和，而是用能量叠加的方法来计算。
设I1和I2分别为两个点声源在声场A点产生的声强，则总声强：I=I1+I2
由于 I1=P12/ρc I2=P22/ρc I=P2/ρc
故可得 P2= P12+ P22 所以 P= 12因此合成声压级： SPL=20lgP/Po=20lg 12而 SPL1 =20lgP1/Po SPL2 =20lgP2/Po
即 P12
/ P02=10SPL1/10 P22/ P02=10SPL2/10
代入得：SPL=10lg（10SPL1/10+10SPL2/10+10SPL3/10+„）
若SPL1 = SPL2
则： SPL=10lg（2*10SPL1/10）= SPL1+10lg2≈SPL1+3dB
由上式我们可得出一个重要结论：声压级加倍，总声压级只加3dB
②．声压加倍的总声压
SPL=20lg2P1/Po=20lg2+ SPL1≈SPL1+6dB
由上式可得出一个重要结论：单个点声源声压加倍，总声压级只加6dB ③．距离和声压级的关系
距离r与声压级的关系为：SPL= SPL1+10lg(r1/r2)2
若r2=2r1时SPL= SPL1-20lg(1/2)2 ≈SPL1-6 dB
由上式可得出一个重要结论：距离加倍，总声压级减少6dB
（六）实效周波数带域（Efeective Frequency Band）
实效周波数带域又叫实效频宽或有效频宽，就是频率响应的有效范围，通常是从低音谐振Fo到高音域的有效部分。按照日本工业标准（JIS）规定，从Fo到中频段，平均声压级向高频段延伸并下降10dB处的频率止，这个频率定义为扬声器的有效重放频率范围。通常简称重放频率范围。也有人把-10 dB处水平线与频响曲线两个交点间的频率范围叫做有效频宽。即下图中的40HZ～16KHZ。但输入扬声器的信号频率低于它的谐振频率时，扬声器的输出声压以每倍频程12dB的速度下降，因此国际电工委员会（IEC）规定扬声器单元的谐振频率作为该扬声器的低频下限频率，而将扬声器单元频响曲线高频端的交点为该扬声器的高频上限。它们之间的范围称为该扬声器单元有效频率范围。
一般说来，实效频宽的频率特性曲线平坦者为佳，但有些峰面谷凸凹不平，尤其中音谷凹下过
低，如此形则非为上品。有些扬声器在2~3KHZ间形成一个深谷，通常称之中音谷。形成原因简单说来，振动板从低音域到中音域大致呈一体的前后运动，但到达中音域的某一频率时，振动板的凸缘部分会产生与胴体的逆向运动，因此音压降低，造成一种深谷现象，也就是中音谷的形成。有效频率范围不计小于1/9 OCT峰点和谷点。当两个声音频率相差1倍时，两音调相差一倍频程，即1 OCT。倍频程是指两个频率的比等于2的频率间隔。如上图，中音谷处的A、B分别为2800HZ和3120HZ，2800HZ 的1/8 为2800 HZ÷8=350 HZ，2800HZ+350 HZ=3150 HZ＞3120HZ，即此中音谷小于1/8 OCT，在算有效频宽时可以不计。
（七）定格入力与最大入力
英文：Peted Power Input Max Power Input
1 、定格入力亦称标准额定输入功率，就是指扬声器的额定承受标准功率，是指扬声器能保证长时间连续工作而不产生明显失真的输入平均功率，又称额定功率。扬声器工作于额定功率时，音圈不会产生过热及机械振动过载现象，发出声音没有明显失真，在实际音乐信号中，峰值脉冲功率会超出额定功率很多倍（3~10倍），由于脉冲持续时间很短，不会损坏扬声器，但要得到好的音质，必须使这些峰值脉冲不出现失真，因此扬声器必须留有充分的功率余量。
在畸变试验和连续负载试验中，都有依拟此项额定输入功率为基准来进行了。
2 、最大输入功率是指喇叭所能承受的最大功率，一个扬声器在某一瞬间所能承受的最大功率，一个扬声器在某一瞬间所能承受的峰值功率，称为最大功率或峰值功率。亦即突然输入时间极短（一般为几个周波）的正弦波信号而不损坏扬声器的最大输入电功率。一般扬声器能承受的最大输入功率约为标称功率的1.5~4倍。
要获得好的音质，输入给扬声器的平均电功率应小于扬音器的标称功率。
物理公式：P=UI=U2/R=W/t
（八）失真（Distortion）
亦称高调波歪率。从扬声器辐射出去的声音，理应只有所加信号的重现，但实际上辐射出来的声音中除基频信号声外，还有其它频率的声音出现，使声音听起来有异常的感觉，这种现象叫失真。
失真率一定要定量的音压输出作比较才能正确，但则以不超过5%为准。失真率=多余成分/纯音³100%。
失真主要起因于驱动力（磁束分布不平的电流变形，输入超过额定输入功率）、支持部分（弹波与振动板的凸缘部分）、振动板活塞运动与分割运动等三个重要原因。
失真包括： 1．非线性失真又包括谐波失真互调失真。
2．瞬间失真。
a、 谐波失真：一般由扬声器磁场不均匀及振动板系统的非线性畸变引起。通常在低频时产生，因
为低频时振幅大，音圈纸盆、弹波等容易产生非直线性畸变。
在扬声器的磁回间隙内，不仅是只有铁片厚度对应处存在环形磁场，事实上在外部同样有磁场
存在，只是磁力线没有发那么密而已，因此磁场不是匀强磁场，存在着不均匀性，故线圈在间隙内运动进，所感受的磁场不均匀，而会引起一定的失真。
另外是右图，扬声器振动时，电动力F可以分解成两个力，分力F1作用于母线垂直方向，故F1与Ft分别称为纵向力和横向力，且与轴向的电动力具有相同的周期，F1与Ft作用于振动板，就使振动板产生两种振动，我们称为纵振动和横振动。
横振动和振动，对于扬声器的高频辐射影响极大。因为高频时，振幅小，而横向振动的线度可与其振幅相比较，此时影响显然就极大了。下面主要的讨论纵向振动所引起的结果。振动板的边是固定在盆架上的，因此当功率足够大时，F1就足以使SX产生纵向弯曲，如图a，这种弯曲过程如图b所示，纸盆在F1的作用下，向右使母线向上弯曲，转入①位置，当F1的作用力是向左时，（即在周期力的另半周时）母线被拉直，但由于惯性的原因，母线稍微越过平衡位置而转入位置②，若在这时，F1又对音圈发生向右的作用力时，母线又会向下弯曲转入③位置。
显然母线这种向上或向下的弯曲，只有在F1指向鼓纸基部，即向右时才会发生，也就是说音圈振动一周，这样的弯曲才发生一次，或者说母线完成从一侧弯到另一侧运动一次，音圈需要振动两周，故信号的频率是纵振动频率的两倍，这种现象称为参变谐振，由这种原因引起的失真称为谐波失真。当信号频率比纸盆表面的固有频率大一倍时，这种失真尤为严重。如果采用曲线形纸盆，则受纵向力的作用时，总是向原来弯曲的一侧弯曲，就不会引起分谐波失真
扬声器的间隙磁场
电动力对纸盆颈部的作用力
（a） （b） （c）
b 、互调失真：是两种不同频率的信号，同时加入到扬声器上时，互相调制而引起的，互调失真会
造成音调上的失真，当互调失真较大时，会使合唱拍手等重放音质显著变坏。当扬声器同时重
放使音圈作大振幅振动的低频信号F1和音圈作小振幅振动的高频信号Fh时，重放声中除了有F1、Fh及其谐波成分外，还会出现（nF1+Fh）的新的频率成分，其中n=1，2，3，……这种失真称为互调失真。
如前所述，由于间隙内磁感应强度B沿轴向的不均匀性，可导致非线性失真，而B沿轴向的
不均匀性，表现为工作间隙的边缘处磁场减小，当音圈从间隙的中心向边缘的一侧或另一侧运动时，B减小，从而机电系数（B1）也随之减小，因此低频信号周期性地改变着机电转换系数（B1）的值，而此周期又显著地大于高频信号的周期，从而高频信号的振幅受到低频信号的调制而出现失真。
C 、瞬态失真：这是由于扬声器的振动系统跟不上快速度变化的电信号而引起的输出波形失真。 这
种失真与频率响应曲线的平滑程度有关。在振动板的每个共振点（相当于频响曲线的峰谷处），这种失真更为严重。
图a馈给扬声器一个包含8~16个正弦波列的脉冲信号，而扬声器输出音压的波形如图b，对比电信号和声信号的波形，可以看出这样的特点。声脉冲逐渐衰减的拖尾。这说明扬声器的振动板并非立即达到稳定振动的，在电脉冲消失后，振膜也不可能立即停止振动，而是有一个逐渐衰减的
为了改变扬声器的瞬态失真，通常把扬声器的频响扩展到超声频段，以改善其前特性，如日本松下公司的SB-10型扬声器系统的高频响应可达到125KHZ。而拖尾时间的缩短，则主要靠控制扬声器的阻尼。
（九）指向性
扬声器的声压频率特性是随方向而变化的，这种声压随方向变化的特性叫指向性。如果扬声器的声压无论在什么方向上大小都一样，我们就说这种扬声器是全指向性的。
指向性描述了扬声器声波辐射到空间各个方向去的能力，扬声器辐射指向性的出现，是辐射面不同部位所辐射的声波互相干涉的结果，振膜越大，频率越高，其指向性就越强。此外，扬声器的指向性还与振膜的形状、纸盆顶角的大小等因素有关。
根据：Ｃ＝λ²f（C：声速，空气中340M/S；λ为声波的波长;f为声音频率）可知低频时,扬声器辐射面的线度,要比扬声器辐射的声波长小得多,扬声器可以看作一个点源,其辐射是无指向性的，但随着频率的增加，声波的波长越来越短，当波长与辐射面的线度可以比较或小于辐射面的线度时，扬声器的辐射将会出现明显的指向性。
表示扬声器辐射指向性的方法主要有三：
1、指向性频率响应。即在偏高参考值指定的范围内的不同角度上所测得的频响曲线。
2、指向性圆形。即用转台在不同频率上测出以极坐标表示的指向特性圆形。
3、指向性额定覆盖角。即在某一频率范围内声音的响度在±6 dB范围内时的水平，垂直覆盖角——额定覆盖角。
（十）总磁通量与磁束密度
英文：Total Flux Flux Density
1．总磁通量亦称总磁束，是指扬声器磁气回路的间隙（Gap）中所在之有效总磁通量的总量，也是磁通密度乘以间隙（Gap）的表面积所得之值谓之为总磁通量。（物理定义：磁通量指穿穿过某一面积的磁力线条数就叫做穿过这个面积所在的磁通量，磁通量常称为磁通，它的符号是φ）。磁通量单位是马可斯威（Max Well）通常用磁通计（Flux Meter）加以测量。
2．磁通密度亦称磁场束密度，是与磁通量方向垂直之单位面积所在的磁通量数，通常以（Gap） 为单位。（高斯等于每平方公分有一磁通量）。通常以高斯计Gauss Meter 加以测量。（物理定义：磁通密度指穿过垂直于磁感应强度B，故在匀强磁场中，垂直于磁感应强度面积S的磁通量φ=BS。如果平面不跟磁场劾向垂直，我们可以作出它在垂直于磁场方向上的投影平面。）
在国际单位制中，磁通量的单位是韦帕，简称韦，国际符号是Wb。1韦=1特³1米。从φ=BS可得出B=φ/S，这表明磁感应强度等于单位面积的磁通量。故常把磁感应强度叫做磁通密度，并且用韦/米2作单位。1特=1韦/米2=1牛/安²米。物理公式：B=F/1L=φ/S；F=BIL=nqθB1；F=BILsinθ (θ:BI)； =Bssinθ (θ:BS)
（十一）异常音与外碰
英文：Buzzes&Ratles Baffie Qpening
1、异常音是指该机种喇叭在用正弦波（Sine Wave）测定时，不得有信号外的异常音，喇叭本身不
良所产生之异常音各种各样，如A、B、CC等。
2、外碰指该机种喇叭在定格入力情况下振动，鼓纸、弹波等碰及所安装之外壳。喇叭的外碰与设
计直接相关，作业是无法克服的，如凹边鼓纸外径偏大，振动时碰框。弹波振动时劲部碰框之底部等等。
（十二）极性与极性标示
1、极性是指该机种喇叭通以直流电时振动板的运动方向。也指音圈在间隙运动时所产生之电流方
向，亦指该机种喇叭着磁方向。
2、极性标示：通常在喇叭端子板（Terminal）上注明“+” “-”两极接线点，或以红色记号标示
为“+” ，极性的判断通常是喇叭的口径朝上，端子朝胸左“+”右“-”。
音圈的卷线条与端子板的正极相连通，卷线尾与端子板的负极相连通，判断音圈引线极性时，将音圈正立。（即卷线朝下）
着磁的方向直接影响喇叭的特性，外磁型扬声器皆为逆向着磁，后附磁铁加附时应与本体相排斥，故采用正向着磁，特别是进行后壳加工之扬声器，仅可采用正向着磁，直接只加后磁铁之扬声器，只需贴附时与本体相排斥即可，着磁方向，逆向无关。
极性反之原因主要有：
A.圈引线交叉。B.音圈修线错误。C.音圈两引线距离太小。D.着磁方向错误。E.信号输入错误。
（十三）信赖性 1．连续负荷
英文：Load Test
亦称连续负荷，是对扬声器连续负荷能力作寿命试验，通常是以标称输入功率用杂音信号发生器给予信号，在连续多少小时试验后，放置1小时，检测无异常之现象。一般连连续负荷所使用的标准有白色噪音（White Noise）、粉红噪音（Pink Noise）、EIA RS-426 A、EIA RS-426B„„
2．耐湿试验（Humidity）
是对扬声器耐湿性所作的试验。将扬声器置于限定温度与相对下的窗口容器，取出试其绝缘电阻和多项动作而无异常之情形。所用设备：恒温恒湿槽。
3．耐热试验与耐寒试验
① 耐热试验：将喇叭置于加热箱内至一定温度与固定的时间后，检测其性能是否有变化。 ② 耐寒试验：试验方法与1相同，唯温度不同。
4．耐冲击性与耐振动性
① 冲击性：亦称落下试验，指成品装完成后，其对喇叭的保护能力而作。落下试验是将包装箱置于落下试验设备上，一般高度为70CM，6个面四个方向各一回。
② 振动性：亦称振动试验，指对喇叭包装完成后放置于振动台上振动一定时间后，观察 包装对喇叭的保护能力是否良好。耐振动性振动频率10~25HZ复振幅3CM，6个面各3小时，试验完成后检测喇叭是否满足仕样规格要求。
③ 单体落下试验是将单体扬声器1M 75°倾斜木滑板下端以铁质碰挡，落下后观察本体之结合能力。
5．温湿度循环试验
1.货柜材积表CONTAINER MESUREMENT
扬 声 器 常 用 英 文 表
31
第一章 扬声器简介
扬声器英文为Speaker，目前在高保真电声系统中，扬声器是最薄弱的一个环节，它的各项指针都低于高保真声频放大器，虽然随着电声技术的迅猛发展，扬声器的指针，有了很大的提高，但还没有突破性的改进，因此扬声器系统在电声技术中，还是需要攻克的难关。
一、扬声器的定义
扬声器，从字面上理解，扬：扬出、发出之意；声：指声音；器：器件，合起来即发出声音的器件。但大家都知道，扬声器本身并不能发音，它是在给它通以信号电流的时候才会将电流信号转换出声信号的，因此它是通过能量转换来实现的，所以扬声器是指将电信号转换成声音信号的电声换能器。
扬声器能量变换的保真度如何，由扬声器的性能好坏来决定，表示扬声器性能好坏的量叫特性参数，在后面会着重介绍。
二、扬声器的分类
扬声器的种类繁杂多样，我们可以用三种方法来给予分类。分别是按驱动方式，按振动板或辐射器的形状、按用途等三种方式分类。
1、按驱动方式即是怎样把电信号加在振动板上使之变换成机械力进而产生振动的。见下表1-1
表1-1 按驱动方式分类
按驱动方式分类目前兴声厂主要生产电动式与压电工两种。
电动式机种已有近100多种，如P12DC60-54D等；压电式机种亦有几种如：B32Z-K等。 2 、按振膜或辐射器的形状分类
按振膜或辐射的形状分类主要有圆锥形、平板形、球顶形、号筒形、带状形、薄片形等。 ① 圆锥形振膜扬声器：平时一提到扬声器，就会想到锥形振膜扬声器（也叫纸盆扬声器），这是目前广泛采用的一种扬声器类型，尤其作为高保真扬声器系统的低音扬声器，高保真即高度的保持其真实性，我们平时见到HiFi音响，HiFi即High Fidelity之简写，意为高保真。
圆锥形振膜扬声器即其振动板或圆锥形状，在我们的仕样书制品规格第1²1节中经常看到类型为CONE形，CONE即为圆锥之意，我们常称鼓纸为CONE PAPER，即为纸体为圆锥形。
锥形振膜扬声器大都由三大部分构成，即振动系统、支撑系统和磁路系统。其包括的部品如下
振动系统：振动板、音圈、弹波、防尘盖
磁路系统：铁片、铁心、磁铁
支撑系统：铁框、端子、锦丝线、垫片
纸盆开口形状有圆形和椭圆形两种，其中圆口形最多，纸盆的断面形状亦有各种各样，但最
多的是直线形，反抛物形和抛物形三种。
当然，鼓纸的纸本不一定全部是纸质的，亦有金属材料或合成材料做成的，如我厂目前还有
PP胴体的鼓纸，PP胴体就其成型状态有两种，即片成型和注射型，英文分别为Sheet和Injection，我厂的PP Body成型为注射成型。
②平板形振膜扬声器：辐射面呈凹形，所以在实际应用中会产生频率特性波动性衰减现象，这种现象叫“前腔效应”，从而大大降低了扬声器的活塞运动范围，为了克服此缺点，可以把振膜作为平板形状，为了进一步提高活塞运动范围，要对其结构和形状和所用的材料加以选择，平板形扬声器有直接驱动平板扬声器和在锥体内填有发泡树指等物质的填充型两种。最近已有这种扬声器用于高保真扬声器。
③球顶形扬声器：其振膜形状呈球缺形，从驱动方式看，它属于电动型扬声器。球顶扬声器和圆锥形扬声器相比，效率稍低，但指向特性却非常好。在所用材料上，从质地柔软的材料到硬材料各式各样都有，但根据振动板材料质地软硬不同，有软球顶和硬球顶之分。最近在高保真扬声器系统中，所用中高音扬声器大都采用球顶扬声器，这主要虽为了获特纯的音质和良好的指向性。
④号筒扬声器：振动板大都有是球顶形的，亦有部分其它形状的，它与圆锥形和球顶形扬声器最大的差别是由振动板直接鼓动周围空气氢声音辐射出去的，而号筒扬声器是由振动板产生的声音通过号筒辐射到空间去的，即为间接辐射。在这种情况下，号筒就象一个变换器，它以足够魇负荷加到振动板上。故号筒扬声器一般比圆锥形扬声器和球顶形扬声器效率高。
号筒扬声器按截面增长方式可分几大类，具有代表性的分类有：圆锥形号筒，指数形号筒和抛
物线形号筒等。如果按号筒形状分，可分成下图所示五种形式，作为高保真扬声器系统，用号筒扬声器作低音单元的很少见，多半作中、高音单元。
⑤带状形扬声器：这种扬声器的振膜是用非常轻的铝箔带条作成短带条形状，振膜本身就是导电性材料，将其置于磁场中，若通以信号电流即可振动发声，这种结构的振膜，其阻抗非常小，在和放大器及分频网络连接时，必须用匹配变压器。
⑥薄片扬声器：这种扬声器的振膜是用耐高温分子薄膜作成，音圈装在或印行在高分子振膜上。如果把这种印有音圈的高分子振膜置于特殊形状磁体构成的磁场体构成的磁场中，就可作成薄片形扬声器。这种扬声器的音圈导线电阻可设计成数个Ω，可不需要匹配变压器。另外它还具有输入容量大的优点。在音质方面，它和带状扬声器一样，不失真的自然声音感可延伸到超高频段。
3、按用途分类
若按用途进行扬声器分类，主要他为全频扬声器、低音扬声器、中音扬声器、高音扬声器四种。 目前扬声器系统有的只用一个扬声器构成，有的用两种构成，有的三个以上构成，若用一个扬
声器，这种扬声器的频带宽度要能够覆盖系统的重放频带范围，若用两个扬声器，这两个扬声器的选择要能分段覆盖系统的重放频带范围。总之根据采用的方式不同，在各扬声器的选择上也不同，通常的高保真系统差不多都是采用三分频构成的扬声器系统，在这种系统上，为了能很好地进行低音重放，必须采用大口径的低音扬声器，高音重放时，要采用振膜小而轻的高音扬声器，因为用一个扬声器不能很好地同时进行高低音重放，所以，要采用高低分频段重放的专用高低音扬声器。通过分频段重放，就可以构成一个整体性能良好的系统。
①全频带扬声器度（英文：Full Range简称FL）：能够同覆盖系统，高低频段的扬声器叫全频带扬声器。这种扬声器的振膜振动可产生从低音到高音的全频带声音，在全频带扬声器中，有单振动板的全频带扬声器，双振动板型和同轴型扬声器。双振动板和单振动板扬声器一样，是一个整体结构，所以用起来很方便，但同轴型扬声器实际上是把两个扬声器做在一起，是一种多声道器件。
②低音扬声器（英文Woofer简称WF）：是为在低频段重放而设计的低间性能很好的扬声器，这种扬声器几乎全是圆锥型扬声器。其重放频带下限应尽量的低，振动板振幅容许值尽量大些。因此振动板口径应尽量大些。为了提高振动板的振幅，要采用软而比较宽的支撑边。
一个良好的低音喇叭需具备如下条件：
a、 要有强而有力的磁气回路。
b、 振动板的直径要大。
c、 档板和振动的凸缘边要柔软，而且在大振幅时仍保持良好的直线性。
d、 振动系统不能太单薄，弹性要好，长时间振动不疲劳。
③中音扬声器（英文Midrange简称MID）：在三分频以上的多分频扬声器系统中，用以专门重放中音段的单元叫中音扬声器。作为中音扬声器最重要的性能要求是声压频率特性曲线应平坦，失真小，指向性好，以及频率高等到。这种单元所用表状，除圆锥型扬声器外，也常用球顶型和号角型。 ④高音扬声器：专门承受高频段重放的单元叫高音扬声器。高音扬声器的一般工作频段范围在1~5KHZ以上，这种单元主要性能要求，除同于中音单元之外，还要求重放频段上限要高和输入容量要大。高音扬声器有圆锥形、平顶、球顶型、号筒型、带状和薄片型等多种形式。
一个良好的高音喇叭应具备如下条件：
a、 振动板的口径要小且轻。
b、 高频特性平垣且伸展宽广。
c、 高频失真小，指向性良好。
d、 音圈直径小，线径细。
e、 输入容量大。
第三章 扬声器的性能
一、扬声器的电气特性
为了便于后面出现各英文代号表示的意思，首先要了解各参数的定义。
BL： 单体的动力即力系数，单位为 特斯拉²米（TM）
Fo： 单体在自由大气下的谐振频率或叫Fs，单位为赫滋（HZ）
Foa： 单体在加质量（Ma）后的谐振频率或叫Fsa，单位为赫滋（HZ）
Fc： 单体装箱后的谐振频率，单位为赫滋（HZ）
Fct： 单体装入测试箱后的谐振频率，单位为赫滋（HZ）
Mmd：单体振动系的等效质量，单位为克或千克（g或Kg）
Mmr：单体纸盆空气的辐射质量负载，单位为克或千克（g或Kg）
Mms：包括空气的辐射质量的总的振动系的等效质量或Mo，单位为克或千克（g或Kg）
Ma： 测试砝码（通常为已知质量的粘土），单位为克（g）
Sd: 纸盆的有效振动面积
Cmb： 测试音箱的柔顺性，单位为（M/N）
Cms： 单体的机械柔顺性或Co，单位为（M/N）
Qms： 单体的机械Q值
Qes： 单体的电气Q值
Qts： 单体的总Q值或Qo
Qect： 测试箱内单体的电气Q值
Vas： 与单体柔顺性相当的空气体积，单位为升（L）
Vab： 未填充吸音棉的测试箱体积，单位为升（L）
Re： 音圈的直流阻抗即Revc或叫DCR，单位为欧姆（Ohm/Ω）
ACR： 公称阻抗即交流阻抗，在扬声器阻抗曲线峰值后最低点所对应的阻抗，单位为
欧姆（Ohm/Ω）
Zmax: 单体阻抗曲线峰点对应的阻抗值，单位为欧姆（Ohm/Ω）
No： 参考效率即η，以百分比为单位（%）
L evc： 单体音圈的电感单位位毫亨（mH）
SPLo： 音压水准（ Sound Pressure Level）或叫SPL或So，单位为分贝（dB）
Levc： 音圈的电感
（一）阻抗（Impedance）
①．扬声器单元的阻抗包括直流阻抗（DCR/Re）和交流阻抗（ACR）
a．指直流阻抗：即DCR（Re），不受频率的影响（静态）。亦即音圈线的阻抗。它在阻抗特性
上表现为一条直线。
b．交流阻抗：即ACR，是指经过频率测定之公称阻抗或叫额定阻抗（动态）。
业余爱好者可用替代法测量扬声器单元的额定阻抗，按下图用恒流法去测量扬声器单元的
额定阻抗，为了满足信号源为恒流源的测量要求，音频信号发生器的输出端要串一只阻值至少大于或等于被测扬声器额定阻抗值10倍的大电阻R。调节音频信号发生器的信号旋钮，使输出信号频率从20HZ开始起缓慢上升，并联在被测扬声器两端毫伏表的电压值在达到第一个最大值后即开始下降，当毫伏表的电压值降至最低并开始上升时，停止改变音频信号发生器的信号频率，在保持音频信号发生器输出电压不变的前提下，记下毫伏表上的电压值。用无感电阻箱代替被测扬声器单元，反复调节电阻箱的阻值，当毫伏表上的电压值恢复到原来的电压值时，这时电阻箱的阻值就是被测扬声器单元的额定阻抗值。
扬声器单元的阻抗特性是指将电信号加到扬声器输入端子，如果在保持输入电压怛定不变的条
件下，变更信号频率，扬声器的输入阻抗会有很大的变化，在图表上表现为一条曲线。如下图表。把曲线上高于Fo（最低共振频率）时的最小阻抗值定义为扬声器的公称阻抗（标准阻抗），单位为Ω。公称阻抗公差一般为±15%，稍严一点为±5～10%。。
产生阻抗曲线的原因：扬声器的音圈除了有它的直流阻抗外还有一定的电感。当音频信号输入
扬声器时扬声器的音圈即在磁回间隙中上下振动由于音圈的电感作用，这时在音圈中会感应出一个与音频信号反向的感应电动势，这个与音频信号反向的感应电动势会削弱音圈中的电流，从而使音圈的阻抗加大，随着音频信号的上升这种效应会越来越大，这种使扬声器单元的阻抗随频率变化的规律称为扬声器的阻抗特性。一条完整的阻抗特性由音圈的直流电阻、音圈的感抗以及音圈在磁隙中上下运动时所产生的感应电动势这三部分组成。
使电动式扬声器的振动板发生振动的力，即磁场对载流导体的作用力，其大小为
F=BiL
式中，B：为磁场中的磁感应强度（韦帕/米2或Wb/m2）
i：为通过线径的电流（A），
L：为音圈导线在磁场中的长度（m），
F：为磁场对音圈的作用力（牛顿）。
然而一旦音圈受力运动，就会切割磁隙中的磁力线，根据法拉第电磁感应定律，音圈在磁隙中
运动会产生感应电动势，这个效应称为电动式扬声器的电效应，其感应电动势的大少为
Σ=BLV
式中，V：为音圈的振动速度（m/s），
Σ：为音圈的感应电动势(伏特V)。
电动式换能器的力效应和电效应总是同时存在，相伴而生的，正因为电效应的存在，对扬声器
的阻抗就产生了影响，出现了阻抗曲线。
有些人近似的把DCR与ACR用如下式表示 ACR=1.08～1.2DCR .
检测ACR与DCR可用阻抗测试器.（台湾阳光Sunlight阻抗测试/频率计Model-152A）
测量单元的阻抗曲线可用LMS或CLIO等，下面是一扬声器单元的阻抗曲线。
Impedance vs Freq 不同的扬声器有不同的阻抗曲线。Fo，DCR，音圈电阻，音圈管材，铁心有无加短路环等都会
影响阻抗曲线。以下是几组阻抗曲线特性的对比图。
1.Fo1＞Fo2 2.DCR1＞DCR2
Ohm Ohm
①
Fo1 Fo2 HZ HZ
3.VC1为不导电管VC2为导电管 4.VC1线径＞VC2线径
Ohm Ohm
②
5.1铁心有短路环2铁心没有短路环 6.1磁回较强2磁回较弱 Ohm Ohm ①
②
Fo HZ Fo HZ
（二）最低共振周波数或谐振频率（FO）
是指扬声器从低音域开始振动时，振动板最强烈振动所在点对应的频率，在测量扬声器单元阻抗特性时，阻抗曲线上阻抗值第一次达到最大值时（即Zmax）所对应的频率称为该扬声器单元的谐振频率或共振频率，简称FO。为了便于理解，我们可以把扬声器的振动系统看成是具有一定质量的惯性体，而把Edge和弹波看成一个弹性体，这时扬声器的整个振动系统就象一个悬挂在弹簧上具有一定质量的重物。从物理学中我们知道，它们具有一个固定的谐振点。扬声器单元在谐振频率处振动系统的振幅最大，扬声器音圈在气隙中运动时产生的反向感应电动势也最大。在FO以下，由于受扬声器振动系统劲度的控制，扬声器输出音压以接近12dB/oct的速度下降，因此扬声器的谐振频率点也是重放下限频率点
综合一下有三点：①最强烈的振动对应频率点
②低音重放下限频率点
③阻抗曲线峰值对应频率点
FO可用下式表述 FO= 1/2π或 FO= 1/2π所以求顺性 Cms = 1/( 2πFo )2²Mms
式中：So：是振动系统的等效力劲，即支撑振动系统的鼓纸Edge和弹波等弹簧系统的刚度，其倒
数是顺性Cms=1/ So
Cms：即顺性Co，表示上述弹簧系统的柔软度。力劲小，顺性大。（单位为Kg）
Mms：即振动系统的等效质量。是以鼓纸和音圈为主的振动系统等效质量Mmd及振动时附
加在鼓纸两侧的附加质量Mmr之和。（单位为Kg）
从上式可以看出，扬声器单元的谐振频率与振动系统的等效力劲的平方根成正比，与振动系统的等效质量的平方根成反比。要降低Fo值，振动系统就要重些，鼓纸边布和弹波要柔软些。
共振：即策动力的频率与振动物体的固有频率相等时，振动物体的振幅最大，此种现象称为共振。
测试Fo值通常是在20℃相对湿度60%的条件下进行，Fo测试用Fo高速测定器，（台
湾阳光Sunligh Fo高速测定器Model-7117K）
用自动扫频振荡器（台湾阳光Sunlig自动扫频振荡器Model-7116C）可以粗略的测试其Fo
值，但速度很慢，且不够精确。
业余爱好者可用下恒压法测量扬声器单元的谐振频率。按图连接好，图中的R的阻值应小
障
碍
物
恒压法测量扬声器单元的谐振频率
于扬声器额定阻抗值的十分之一。根据扬声器单元的谐振频率的定义，在谐振频率处扬声器的阻抗值最大，在信号发生器输出电压（大概1.0V）不变的情况下，这时扬声器音圈中的电流将最小。当音频信号发生器输出的信号从20HZ开始上升时，电阻R两端毫伏表的电压值将逐步下降。当毫伏表的电压值下降至最小时，音频信号发生器输出信号的频率即为扬声器单元的谐振频率Fo。
亦可用下恒流法测量扬声器单元的谐振频率。按图连接好，根据扬声器单元的谐振频率的定义，在谐振频率处扬声器的阻抗值最大，在信号发生器输出电流不变的情况下，在阻抗最大
障
碍
物
恒流法测量扬声器单元的谐振频率
时扬声器两端的电压（U=IR，I为恒定）将最大。当音频信号发生器输出的信号从20HZ开始上升时，扬声器两端AC电压表的电压值将逐步上升。当AC压表的电压值第一次上升至最大时，音频信号发生器输出信号的频率即为扬声器单元的谐振频率Fo。
影响Fo的条件
1、自然条件：温度和湿度，湿度越大，Fo越低。温度越高，Fo越低。
2、原材料：鼓纸的Fo，弹波的柔软度。
3、输入功率：通常在额定输入功率范围以内，输入功率如大时，低音谐振稍许下降，但将输入功率增加大超过额定输入功率之外时，Fo反会升高。
（三）扬声器的Q值：Qts，Qms与 Qes
又叫扬声器的品质因素。它表示频响曲 在谐振频率Fo处SPL的尖锐程度，它在一定程 （dB度上反应了扬声器振动系统的阻尼状态。扬声器的低频特性通常由扬声器Qts及Fo决定，其中Qts的大小与扬声器单元在Fo处的声压有关，其图如右0.1
Qts值是一个很难理解确很重要的参数，它
在一定程度上反应了扬声器振动系统的阻尼状 态（即振动衰减的快慢）和共振锐度，那么振 Qts处与Fo处声压级之间的关系
很快停止的叫Qts低，振动不易停止的叫Qts高。Qts值过低时扬声器的输出音压还没到Fo处时就迅速下降，扬声器处于过阻尼状态，造成低频衰减过大；Qts值过高时扬声器的输出音在Fo处会出现一个峰，扬声器处于欠阻尼状态，低频得到过分加强，Qts值越大，峰值越陡。
有几种方法可求得或测得喇叭单元的Qts值。
第一种．Qts值可用此公式求得：Qts = Re/(BL)2 式中，Re：即音圈的直流阻抗DCR。
B：表示扬声器磁间隙中的磁感应密度。
L：表示扬声器音圈线的有效长度。
Cms：即顺性，振动系统的顺性，即力劲Co的倒数。
Mms：即振动系统的等效质量（Mmd）。是以鼓纸、弹波、音圈、防尘盖为主的振动系统等
效质量及振动时附加在鼓纸两侧的附加质量（Mmr）之和。
单体的力系数BL值在后面第五点讲解。
下面介绍怎样测试单体振动系的等效质量Mmd和单体纸盆空气的辐射质量负载和Mmr。 有三种方法可求单体振动系的等效质量Mmd：
直接秤重法
①．直接要求供货商提供相关资料。这种方法不但精确可靠，也是最省时的方法，Mmd是以鼓纸、弹波、音圈、防尘盖为主的等效质量及振动时附加在鼓纸两侧的附加质量Mmr之和 即
Mms=Mmd+Mmr
②．增加质量法（Delta Mass）
首先求Mmd：增加一块经精密测量重量为Ma的粘土于单体的纸盆上，测出此时加重后的Fo即Fsa，为求精确，测试单体要夹紧在悬挂的表面上。所加的重量Ma至少要让单体的谐振频率改变25%才足够，即加重后的谐振频率Fsa等于未加重时的谐振频率Fo的70～75%，不可太轻。Mmd可由下式求得。Mmd=Ma/[(Fo²Fsa)2-1] （A）
然后求Mmr（单体空气质量负载）：空气有重量而且对纸盆表面质产生压力，在计算振动系统有效质量时必须考虑在内。辐射空气质量负载可籍由纸盆的总表面积计算如下：
Mmr=0.575²Sd1.5 （B）
由（A）（B）即可得到Mms=Mmd+Mmr，下表列出不同直径单体典型自由大气压下的辐射空气质量负载
③．Delta Compliance（测试箱）法
采用上述增加质量的方法会使Fsa比单体在自由大气下的谐振频率还要低，如果遇到谐振频率很低的单体，甚至Fsa小于10HZ，会因为到达测试仪器的低频极限而无法测试，Delta Compliance（测试箱）法具有相反的效应使得单体的谐振频率提高，不但容易测量而且所需的测试仪器也不用太高档。
这个测试方法所用的测试箱为密闭式，所有结合处都必须经过不透气处理，同时单体最好口径朝箱内安装，喇叭在外面。如右图。
喇叭与测试箱之间不可漏气。音箱尺寸必 须提供比自由大气下的谐振频率高50～100% 的改变量。而与Vas有关，如果能从单体获 得Vas值，所需要测试箱的体积大约是Vas 值的一半。右表列出一些箱的容积和所适用 的单体，以便能测试不同尺寸的单体。表中 的测试箱总体积为内部容积，加装单体开孔的容积。而将这些容积可乘以1.02,以便将纸盆前方的体积估算进去。用测试Fo同样的方法可测出音箱的谐振频率Fc，计算音箱的柔顺性Cmb：
Cmb=Vab/1.42²E5²Sd2 （米/牛顿）
式中Vab单位为立方米，Sd单位为平方米，Mmd可由下式求得
Mmd= Cmb-1-Mmr[1.85(2πFc)2-(2πFo)2]
(2πFc)2-(2πFo)2
式中Cmb单位为米/牛顿(M/N)，Mmr单位为公斤(Kg )。而Mms= Mmd+Mmr
由以上可知，扬声器的Qts值与很多因素有关，我们可以利用这些因素来适当的控制扬声
器的Qts值。扬声器的Qts值与扬声器单元的振动系统等效质量的平方根成正比，而与振动系统的顺性的平方根成反比，改变扬声器单元振动系统的等效质量和振动系统的顺性可在一定程度上可控制扬声器的Qts值；由于扬声器的Qts值还与扬声器磁间隙中的磁感应密度的平方成正比，因此改变扬声器磁间隙中的磁感应密度可更有效地改变扬声器的Qts值。目前大多数以此种方法。虽然用上式可直接计算扬声器的Qts值，但由于公式中的一些参数测试起来比较麻烦，所以扬声器的Qts值大多由以下公式求得：
第二种 Z12 =（Zmax2+Re2）/2
Qms= Fo/（F2-F1） Qo= Qms²Re/Zmax
Qts = Fo/（F2-F1）²Re/Zmax = Fo/△F²Re/Zmax
式中，Fo：指扬声器单元的谐振频率。
Re：即被测扬声器音圈的直流阻抗DCR。
F1和F2：指被测扬声器谐振频率Fo两侧当阻抗值下降至最大阻抗值Zmax的0.707倍时的
频率，即图中Z1对应点的频率。
有几个重要Qts值需要记一下
第一种方法可以得到更可靠的结果，第二种方法受到单体鼓纸Edge非线性的影响，而且阻抗
曲线尖峰的尖锐程度和形状都有很大关系。所以建议尽量使用第一种方法。
第三种方法按下列步骤进行：
a．测出单体音圈的直流阻抗Re，尽量精确。
b．选择一个接近Re的电阻Rc（对于Re=6.5Ω而言，8Ω的电阻已够接近了）
c．连接电阻R到测试端，而且把信号发生器的频率调整到Fo的位置，在这个位置特别注意记下电压值，因为以下的数据读取都是在这个相同的标准电压下。它的绝对值并不重要，只要在每个步骤保持标准电压就行了。如果测试仪器允许的话，100mV的范围可提供相当好的测试结果。如果不行把电压加到0.2～0.7V也可。在Fo的标准电压下量出电流Ir
e．取下Rc，把单元换上去并置于半空中，调整音频率发生器来找出电流的最低点，应该是Fo的位置，而Fo上最低的电流为Io。
f．计算： r=Ie/Io Ir= g．找出标准电压下电流等于Ir的阻抗 Ω 30
尖峰两厕频率F1，F2，（如右图）
籍由这两个频率透过下式可以检查 20
得的Fo是否精准。 10
Fo= 8 如果Fo的测量值与计算值不超过1HZ 6可视为可信的测量值。 F1 Fo F2 1K 10k HZ h．计算： Qms= Fo² Qes= Qms/(ro-1)
Qts= Qes²Qms/(Qes+Qms)
第三种方法按下列步骤进行：
a．测出谐振频率处的阻抗Zmax，减去音圈的电阻Re，得到Res，单位为Ω。
Res=Zmax-Re
b．计算Qms：Qms= Res/2πFo BL2Cms
其中BL单位为特斯拉²米，Cms单位为米/牛顿
c．计算Qes：Qes= Re/2πFo BL2Cms
其中BL单位为特斯拉²米，Cms单位为米/牛顿
d．可由下式计算Qts：Qts= Qes²Qms/(Qes+Qms)
其它还有几种方法测喇叭单元的。如LMS、CLIO、MLSSA、LEAP 4.0软件„„
（四）力的系统BL
测试单体的力系数BL值最常用的方法为反作用力测量技术。测试方法如下：
DC CURRENT METER(直流电流计)
在平坦稳固的表面上水平放置喇叭单元，再加上已知质量的砝码（Ma），压迫纸盆下降到较低的位置，然后把直流电压加到喇叭的音圈（注意纸盆向上移动需正接），调整电压直到纸盆回复到原来没加砝码时的位置。砝码的质量并没有严格的限制，不过必须精确到0.1g，而且至少能压下纸盆达到6.0mm的重量。当纸盆恢复到原来没加砝码的位置时，记下此时的电流大小（i），此时BL值的乘积可由此公式计算：
BL=9.8²Ma/i 单位特斯拉²米（TM）
利用这种方法想得到精确的结果，必须精确的测出喇叭单元未加粘土前的起始位置，而且在加了粘土通上电流后必须恢复到原来位置。有一
未加粘土时刚好接触防尘盖顶，一旦加上
粘土就会出现空隙，此时只要将电压加到
能让防尘盖恢复到原来位置即可。美国
Radio Shack连锁店有卖一种固定位置用的
工具非常适用，可用来自制BL测试仪
（五）出力音压（SPL）
英文：Output Sound Pressure Level，是指输出音压基准，又叫效率或灵敏度或声压级。
日本国家标准（JIS）规定扬声器的出力音压是指在指定的频带或功率上，馈给扬声器1W的输入功率，在参考轴上距离参考点1m处的声压极的平均值，通常取频率特性曲线上的4个点的平均值，用dB表示。出力音压反映的是声音的大小，与音质的好坏没有必然联系。
频率响应曲线是指给扬声器加以恒定的信号源，由低频到高频改变信号源频率时，扬声器的声压将随频率的变化而变化，由此得出声压——频率曲线，这就是扬声器的频率响应曲线。即扬声器的声压随频率变化的曲线。
频率响应是指给扬声器输入一恒定的电压，扬声器产生的声压随频率变化的特性。
要理解SPL，我们首先来学习一下声音。声音是由机械振动产生的。当一物体振动时，会激励它周围的媒质发生振动。如媒质具有压缩性，则在媒质的相互作用下，周围的媒质就会产生交替的压缩和膨胀，并且逐渐向外传播。因此凡具有弹性的物质，如水，气体、钢铁、混凝土等弹性物质，都能传播声波。并且媒质密度越大声波速度越快。声音有强弱之分，声能量有大小之别，下面我们
从物理上定量地来描述声音。
1． 声压与声压级
媒质中有声波传播时，媒质的各个部分产生压缩与膨胀的周期性变化。压缩时压强增大，膨胀时压强减小。变化部分的压强即总压强与静压强的差值称为声压。习惯上把有效声压简称为声压，用P表示。对于平面波，声压P和质点运动的速度v成正比。
P=ρcv 单位为帕（Pa） （类似U=IR）
式中，ρ：为媒质密度v：质点运动的速度
c：为声波的传播速度 ρc又称为声阻率（声阻抗率）
1帕（Pa）=1牛顿/米2 1个大气压（atm）≈105帕（Pa）
人耳能听到的最低声压是2*10-3 Pa，这个极限称为可听域（又称听域）。当声压增大到2*103时，人耳会产生难受的感觉，有痛感，故把这个范围称为痛域。由上可见，人耳能听到的声压范围很大，用它来衡量极不方便，亦给仪器测量带来困难。实验证明：人耳对声音强弱的感觉是与声压的对数成正比的，这就是著名的韦帕定理。因此引入了声压级的概念。
声压级： SPL=20lgP/Po
式中：P：为声压单位为帕（Pa） SPL：声压级的单位为dB
Po：为参考声压，目前取1000HZ的可听域声压，即2*10-3 Pa帕（Pa）
2．声强与声强级
人耳能可听域到痛域的声压级范围是0dB～120dB（1000HZ）。单位时间内通过与指定方向垂直的媒质单位面积的声能量称为声强。用I表示。对于自由平面声波或球面波，声强与声压的平方成正比，与声阻率成反比。
即 I=P2/ρc 单位为瓦/米2（W/m2） （类似P=U2/R）
空气的声阻率为420kg/ m 2²s人耳能可听域到痛域的声强范围是10-12 W/m2到102 W/m2。 声强级是声强相对于参考声强的分贝数，对于自由平面声波或球面波，声强级等于声压级。 即声强级 SPL=10 lgI/Io=20lgP/Po
式中：I：为声强单位为W/m2
Io：为参考声强，目前取1000HZ的可听域声压，即10-12 W/m2
SPL：声强级或声压级，单位为dB
3．点声源声压级的简单计算
①．多个点声源合成的声压级
设有两个点声源，在声场中A点产生的声压级分别为SPL1和SPL2，此点的总声压级并不是两个声压级的算术和，而是用能量叠加的方法来计算。
设I1和I2分别为两个点声源在声场A点产生的声强，则总声强：I=I1+I2
由于 I1=P12/ρc I2=P22/ρc I=P2/ρc
故可得 P2= P12+ P22 所以 P= 12因此合成声压级： SPL=20lgP/Po=20lg 12而 SPL1 =20lgP1/Po SPL2 =20lgP2/Po
即 P12
/ P02=10SPL1/10 P22/ P02=10SPL2/10
代入得：SPL=10lg（10SPL1/10+10SPL2/10+10SPL3/10+„）
若SPL1 = SPL2
则： SPL=10lg（2*10SPL1/10）= SPL1+10lg2≈SPL1+3dB
由上式我们可得出一个重要结论：声压级加倍，总声压级只加3dB
②．声压加倍的总声压
SPL=20lg2P1/Po=20lg2+ SPL1≈SPL1+6dB
由上式可得出一个重要结论：单个点声源声压加倍，总声压级只加6dB ③．距离和声压级的关系
距离r与声压级的关系为：SPL= SPL1+10lg(r1/r2)2
若r2=2r1时SPL= SPL1-20lg(1/2)2 ≈SPL1-6 dB
由上式可得出一个重要结论：距离加倍，总声压级减少6dB
（六）实效周波数带域（Efeective Frequency Band）
实效周波数带域又叫实效频宽或有效频宽，就是频率响应的有效范围，通常是从低音谐振Fo到高音域的有效部分。按照日本工业标准（JIS）规定，从Fo到中频段，平均声压级向高频段延伸并下降10dB处的频率止，这个频率定义为扬声器的有效重放频率范围。通常简称重放频率范围。也有人把-10 dB处水平线与频响曲线两个交点间的频率范围叫做有效频宽。即下图中的40HZ～16KHZ。但输入扬声器的信号频率低于它的谐振频率时，扬声器的输出声压以每倍频程12dB的速度下降，因此国际电工委员会（IEC）规定扬声器单元的谐振频率作为该扬声器的低频下限频率，而将扬声器单元频响曲线高频端的交点为该扬声器的高频上限。它们之间的范围称为该扬声器单元有效频率范围。
一般说来，实效频宽的频率特性曲线平坦者为佳，但有些峰面谷凸凹不平，尤其中音谷凹下过
低，如此形则非为上品。有些扬声器在2~3KHZ间形成一个深谷，通常称之中音谷。形成原因简单说来，振动板从低音域到中音域大致呈一体的前后运动，但到达中音域的某一频率时，振动板的凸缘部分会产生与胴体的逆向运动，因此音压降低，造成一种深谷现象，也就是中音谷的形成。有效频率范围不计小于1/9 OCT峰点和谷点。当两个声音频率相差1倍时，两音调相差一倍频程，即1 OCT。倍频程是指两个频率的比等于2的频率间隔。如上图，中音谷处的A、B分别为2800HZ和3120HZ，2800HZ 的1/8 为2800 HZ÷8=350 HZ，2800HZ+350 HZ=3150 HZ＞3120HZ，即此中音谷小于1/8 OCT，在算有效频宽时可以不计。
（七）定格入力与最大入力
英文：Peted Power Input Max Power Input
1 、定格入力亦称标准额定输入功率，就是指扬声器的额定承受标准功率，是指扬声器能保证长时间连续工作而不产生明显失真的输入平均功率，又称额定功率。扬声器工作于额定功率时，音圈不会产生过热及机械振动过载现象，发出声音没有明显失真，在实际音乐信号中，峰值脉冲功率会超出额定功率很多倍（3~10倍），由于脉冲持续时间很短，不会损坏扬声器，但要得到好的音质，必须使这些峰值脉冲不出现失真，因此扬声器必须留有充分的功率余量。
在畸变试验和连续负载试验中，都有依拟此项额定输入功率为基准来进行了。
2 、最大输入功率是指喇叭所能承受的最大功率，一个扬声器在某一瞬间所能承受的最大功率，一个扬声器在某一瞬间所能承受的峰值功率，称为最大功率或峰值功率。亦即突然输入时间极短（一般为几个周波）的正弦波信号而不损坏扬声器的最大输入电功率。一般扬声器能承受的最大输入功率约为标称功率的1.5~4倍。
要获得好的音质，输入给扬声器的平均电功率应小于扬音器的标称功率。
物理公式：P=UI=U2/R=W/t
（八）失真（Distortion）
亦称高调波歪率。从扬声器辐射出去的声音，理应只有所加信号的重现，但实际上辐射出来的声音中除基频信号声外，还有其它频率的声音出现，使声音听起来有异常的感觉，这种现象叫失真。
失真率一定要定量的音压输出作比较才能正确，但则以不超过5%为准。失真率=多余成分/纯音³100%。
失真主要起因于驱动力（磁束分布不平的电流变形，输入超过额定输入功率）、支持部分（弹波与振动板的凸缘部分）、振动板活塞运动与分割运动等三个重要原因。
失真包括： 1．非线性失真又包括谐波失真互调失真。
2．瞬间失真。
a、 谐波失真：一般由扬声器磁场不均匀及振动板系统的非线性畸变引起。通常在低频时产生，因
为低频时振幅大，音圈纸盆、弹波等容易产生非直线性畸变。
在扬声器的磁回间隙内，不仅是只有铁片厚度对应处存在环形磁场，事实上在外部同样有磁场
存在，只是磁力线没有发那么密而已，因此磁场不是匀强磁场，存在着不均匀性，故线圈在间隙内运动进，所感受的磁场不均匀，而会引起一定的失真。
另外是右图，扬声器振动时，电动力F可以分解成两个力，分力F1作用于母线垂直方向，故F1与Ft分别称为纵向力和横向力，且与轴向的电动力具有相同的周期，F1与Ft作用于振动板，就使振动板产生两种振动，我们称为纵振动和横振动。
横振动和振动，对于扬声器的高频辐射影响极大。因为高频时，振幅小，而横向振动的线度可与其振幅相比较，此时影响显然就极大了。下面主要的讨论纵向振动所引起的结果。振动板的边是固定在盆架上的，因此当功率足够大时，F1就足以使SX产生纵向弯曲，如图a，这种弯曲过程如图b所示，纸盆在F1的作用下，向右使母线向上弯曲，转入①位置，当F1的作用力是向左时，（即在周期力的另半周时）母线被拉直，但由于惯性的原因，母线稍微越过平衡位置而转入位置②，若在这时，F1又对音圈发生向右的作用力时，母线又会向下弯曲转入③位置。
显然母线这种向上或向下的弯曲，只有在F1指向鼓纸基部，即向右时才会发生，也就是说音圈振动一周，这样的弯曲才发生一次，或者说母线完成从一侧弯到另一侧运动一次，音圈需要振动两周，故信号的频率是纵振动频率的两倍，这种现象称为参变谐振，由这种原因引起的失真称为谐波失真。当信号频率比纸盆表面的固有频率大一倍时，这种失真尤为严重。如果采用曲线形纸盆，则受纵向力的作用时，总是向原来弯曲的一侧弯曲，就不会引起分谐波失真
扬声器的间隙磁场
电动力对纸盆颈部的作用力
（a） （b） （c）
b 、互调失真：是两种不同频率的信号，同时加入到扬声器上时，互相调制而引起的，互调失真会
造成音调上的失真，当互调失真较大时，会使合唱拍手等重放音质显著变坏。当扬声器同时重
放使音圈作大振幅振动的低频信号F1和音圈作小振幅振动的高频信号Fh时，重放声中除了有F1、Fh及其谐波成分外，还会出现（nF1+Fh）的新的频率成分，其中n=1，2，3，……这种失真称为互调失真。
如前所述，由于间隙内磁感应强度B沿轴向的不均匀性，可导致非线性失真，而B沿轴向的
不均匀性，表现为工作间隙的边缘处磁场减小，当音圈从间隙的中心向边缘的一侧或另一侧运动时，B减小，从而机电系数（B1）也随之减小，因此低频信号周期性地改变着机电转换系数（B1）的值，而此周期又显著地大于高频信号的周期，从而高频信号的振幅受到低频信号的调制而出现失真。
C 、瞬态失真：这是由于扬声器的振动系统跟不上快速度变化的电信号而引起的输出波形失真。 这
种失真与频率响应曲线的平滑程度有关。在振动板的每个共振点（相当于频响曲线的峰谷处），这种失真更为严重。
图a馈给扬声器一个包含8~16个正弦波列的脉冲信号，而扬声器输出音压的波形如图b，对比电信号和声信号的波形，可以看出这样的特点。声脉冲逐渐衰减的拖尾。这说明扬声器的振动板并非立即达到稳定振动的，在电脉冲消失后，振膜也不可能立即停止振动，而是有一个逐渐衰减的
为了改变扬声器的瞬态失真，通常把扬声器的频响扩展到超声频段，以改善其前特性，如日本松下公司的SB-10型扬声器系统的高频响应可达到125KHZ。而拖尾时间的缩短，则主要靠控制扬声器的阻尼。
（九）指向性
扬声器的声压频率特性是随方向而变化的，这种声压随方向变化的特性叫指向性。如果扬声器的声压无论在什么方向上大小都一样，我们就说这种扬声器是全指向性的。
指向性描述了扬声器声波辐射到空间各个方向去的能力，扬声器辐射指向性的出现，是辐射面不同部位所辐射的声波互相干涉的结果，振膜越大，频率越高，其指向性就越强。此外，扬声器的指向性还与振膜的形状、纸盆顶角的大小等因素有关。
根据：Ｃ＝λ²f（C：声速，空气中340M/S；λ为声波的波长;f为声音频率）可知低频时,扬声器辐射面的线度,要比扬声器辐射的声波长小得多,扬声器可以看作一个点源,其辐射是无指向性的，但随着频率的增加，声波的波长越来越短，当波长与辐射面的线度可以比较或小于辐射面的线度时，扬声器的辐射将会出现明显的指向性。
表示扬声器辐射指向性的方法主要有三：
1、指向性频率响应。即在偏高参考值指定的范围内的不同角度上所测得的频响曲线。
2、指向性圆形。即用转台在不同频率上测出以极坐标表示的指向特性圆形。
3、指向性额定覆盖角。即在某一频率范围内声音的响度在±6 dB范围内时的水平，垂直覆盖角——额定覆盖角。
（十）总磁通量与磁束密度
英文：Total Flux Flux Density
1．总磁通量亦称总磁束，是指扬声器磁气回路的间隙（Gap）中所在之有效总磁通量的总量，也是磁通密度乘以间隙（Gap）的表面积所得之值谓之为总磁通量。（物理定义：磁通量指穿穿过某一面积的磁力线条数就叫做穿过这个面积所在的磁通量，磁通量常称为磁通，它的符号是φ）。磁通量单位是马可斯威（Max Well）通常用磁通计（Flux Meter）加以测量。
2．磁通密度亦称磁场束密度，是与磁通量方向垂直之单位面积所在的磁通量数，通常以（Gap） 为单位。（高斯等于每平方公分有一磁通量）。通常以高斯计Gauss Meter 加以测量。（物理定义：磁通密度指穿过垂直于磁感应强度B，故在匀强磁场中，垂直于磁感应强度面积S的磁通量φ=BS。如果平面不跟磁场劾向垂直，我们可以作出它在垂直于磁场方向上的投影平面。）
在国际单位制中，磁通量的单位是韦帕，简称韦，国际符号是Wb。1韦=1特³1米。从φ=BS可得出B=φ/S，这表明磁感应强度等于单位面积的磁通量。故常把磁感应强度叫做磁通密度，并且用韦/米2作单位。1特=1韦/米2=1牛/安²米。物理公式：B=F/1L=φ/S；F=BIL=nqθB1；F=BILsinθ (θ:BI)； =Bssinθ (θ:BS)
（十一）异常音与外碰
英文：Buzzes&Ratles Baffie Qpening
1、异常音是指该机种喇叭在用正弦波（Sine Wave）测定时，不得有信号外的异常音，喇叭本身不
良所产生之异常音各种各样，如A、B、CC等。
2、外碰指该机种喇叭在定格入力情况下振动，鼓纸、弹波等碰及所安装之外壳。喇叭的外碰与设
计直接相关，作业是无法克服的，如凹边鼓纸外径偏大，振动时碰框。弹波振动时劲部碰框之底部等等。
（十二）极性与极性标示
1、极性是指该机种喇叭通以直流电时振动板的运动方向。也指音圈在间隙运动时所产生之电流方
向，亦指该机种喇叭着磁方向。
2、极性标示：通常在喇叭端子板（Terminal）上注明“+” “-”两极接线点，或以红色记号标示
为“+” ，极性的判断通常是喇叭的口径朝上，端子朝胸左“+”右“-”。
音圈的卷线条与端子板的正极相连通，卷线尾与端子板的负极相连通，判断音圈引线极性时，将音圈正立。（即卷线朝下）
着磁的方向直接影响喇叭的特性，外磁型扬声器皆为逆向着磁，后附磁铁加附时应与本体相排斥，故采用正向着磁，特别是进行后壳加工之扬声器，仅可采用正向着磁，直接只加后磁铁之扬声器，只需贴附时与本体相排斥即可，着磁方向，逆向无关。
极性反之原因主要有：
A.圈引线交叉。B.音圈修线错误。C.音圈两引线距离太小。D.着磁方向错误。E.信号输入错误。
（十三）信赖性 1．连续负荷
英文：Load Test
亦称连续负荷，是对扬声器连续负荷能力作寿命试验，通常是以标称输入功率用杂音信号发生器给予信号，在连续多少小时试验后，放置1小时，检测无异常之现象。一般连连续负荷所使用的标准有白色噪音（White Noise）、粉红噪音（Pink Noise）、EIA RS-426 A、EIA RS-426B„„
2．耐湿试验（Humidity）
是对扬声器耐湿性所作的试验。将扬声器置于限定温度与相对下的窗口容器，取出试其绝缘电阻和多项动作而无异常之情形。所用设备：恒温恒湿槽。
3．耐热试验与耐寒试验
① 耐热试验：将喇叭置于加热箱内至一定温度与固定的时间后，检测其性能是否有变化。 ② 耐寒试验：试验方法与1相同，唯温度不同。
4．耐冲击性与耐振动性
① 冲击性：亦称落下试验，指成品装完成后，其对喇叭的保护能力而作。落下试验是将包装箱置于落下试验设备上，一般高度为70CM，6个面四个方向各一回。
② 振动性：亦称振动试验，指对喇叭包装完成后放置于振动台上振动一定时间后，观察 包装对喇叭的保护能力是否良好。耐振动性振动频率10~25HZ复振幅3CM，6个面各3小时，试验完成后检测喇叭是否满足仕样规格要求。
③ 单体落下试验是将单体扬声器1M 75°倾斜木滑板下端以铁质碰挡，落下后观察本体之结合能力。
5．温湿度循环试验
1.货柜材积表CONTAINER MESUREMENT
扬 声 器 常 用 英 文 表
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