微型扬声器知识讲义
整理：游小林
随着通信事业的发展，近几年以来我国通讯终端产品产量增长很快。扬声器越来越趋向微型化，而微型扬声器体积小，质量轻，所以在性能设计上有很大的局限性，设计一款优秀的微型扬声器，给消费者带来优质的听觉享受，是我们电声工程师孜孜不倦的追求。根据电声前辈们积累下来的精华结合本人对微型扬声器的实践经验，编写了本讲义。不妥之处敬请各位批评指正。
一． 微型扬声器的结构
主要由这几部分组成（盆架，磁钢，极片，音膜，音圈，前盖，接线板，阻尼布等）
耳机喇叭结构如下图：外径为15mm
手机喇叭结构如下图：外径为20mm
手机受话器结构如下图：外径为11*7mm，高为2.6，外磁式。
二 微型扬声器的发声原理
1 应用的基本原理-------电，磁，力
导线在磁场中的受力方向符合左手定律。
作用力大小F=BLI（B为磁感应强度，L为导线长度，I为电流）
2微型扬声器的发声原理
A 扬声器的磁路系统构成环形磁间隙，其间布满均匀磁场（磁感应强度的大小与方向处处相同的磁场）。
B. 扬声器的振动系统由导线绕成的环形音圈和与之相连的振膜。
C. 音圈被馈入信号电压后，产生电流，音圈切割磁力线，产生作用力，带动振膜一起上下运动，振膜策动汽车电喇叭
空气发出相应的声音。
D. 整个过程为：电—力---声的转换。
3 馈入信号与发出声音的对应
A. 磁场恒定，音圈受到的电动力随着电流强度和方向的变化而变化，
B. 音圈在磁间隙中来回振动，其振动周期等于输入电流周期，振动的幅度则正比于各瞬时作用的电流强弱。
B.音圈有规则的带动振膜一起振动，策动空气发出与馈入信号相对应的声音。
三 微型扬声器磁路的设计
1.1磁场的产生
A，安培分子电流假设：在原子、分子等物质微粒内部，存在一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两极相当于两个磁极。
B，磁场的产生：从宏观上看，磁场是由磁体或电流产生的；从微观上看，磁场是由运动电荷产生的。
理解：⑴磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动电荷产生的。
⑵一切磁现象都可以看成是运动电荷和运动电荷之间通过磁场发生相互作用。
C，磁性材料：
D．重点讲一下钕铁硼磁体
主要磁性能：
包括永磁材料的剩磁（Br），磁极化强度矫顽力（内禀矫顽力）（Hcj）磁感应强度矫顽力（Hcb）,最大磁能积（（BH）max）
辅助磁性能：
包括永磁材料的相对回复磁导率（μrec）、剩磁温度系数（α（Br））、磁极化强度矫顽力温度系数（α（Hcj））、居里温度（Tc）
分类牌号
材料分类：
烧结钕铁硼永磁材料按磁极化强度矫顽力大小分为低矫顽力N，中等矫顽力M，高矫顽力H，特高矫顽力SH，超高矫顽力UH，极高矫顽力EH六类产品
牌号：
每类产品按最大磁能积大小划分若干个牌号
N35—N52（一般耐温80℃）,N35M—N50M（一般耐温100℃），N30H—N48H（一般耐温120℃）,N30SH—N45SH（一般耐温150℃），N28UH—N35UH（一般耐温180℃）,N28EH—N35EH
数字牌号：
牌号示例：048021表示（BH）max为366~398kj/m，Hcj为800KA/m的烧结钕铁硼永磁材料。
字符牌号：
烧结钕铁硼永磁材料的牌号由主称贺2种磁特性三部分组成，第一部分为主称，由钕元素的化学符号ND，铁元素的化学符号FE和硼元素的化学符号B组成，第二部分为线前的数字，是材料最大磁能积（BH）max的标称值（单位为kj/m），第三部分为斜线后的数字，磁极化强度矫顽力值（单位为KA/m）的十分之一，数值采用四舍五入取整。
牌号示例：NdFeb380/80表示（BH）max为366~398kj/m,Hcj为800KA/MR的烧结钕铁硼永磁材料。
材料分类：
烧结钕铁硼永磁材料依据矫顽力从低到高分别分为N、M、H、SH、TH、UH、VH、EH、GH、AH。
烧结钕铁硼永磁材料依据矫顽力从低到高分别分为N、M、H、SH、TH、UH、VH、EH、GH、AH。
化学成分
钕铁硼永磁材料是以金属间化合物RE2FE14B为基础的永磁材料。主要成分为稀土（RE）、铁（FE）、硼（B）。其中稀土ND为了获得不同性能可用部分镝（Dy）、镨（P
r）等其他稀土金属替代，铁也可被钴（Co）、铝（Al）等其他金属部分替代，硼的含量较小，但却对形成四方晶体结构金属间化合物起着重要作用，是的化合物具有高饱和磁化强度，高的单轴各向异性和高的居里温度。
制造工艺
烧结钕铁硼永磁材料采用的事粉末冶金工艺，熔炼后的合金制成粉末并在磁场中压制成压胚，压胚在惰性气体或真空中烧结达到致密化，为了提高磁体的矫顽力，通常需要进行时效热处理。
材料应用
烧结钕铁硼永磁材料具有优异的磁性能，广泛应用于电子、电力机械、医疗器械、玩具、包装、五金机械、航天航空等领域，较常见的有永磁电机、扬声器、磁选机、计算机磁盘驱动器、磁共振成像设备仪表等。
1.2，磁场的描述。
磁场最基本的特性是对放入其中的磁体或电流有磁场力的作用。
A.磁感应强度：用来描述磁场的强弱和方向。
定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的比值。
大小：
方向：磁场的方向，用放在磁场中的小磁针N极受力方向表示。
注意：⑴，B是磁场本身的性质，只与产生磁场的磁体或电流有关。
⑵，通电导线不能太长。
⑶，通电导线必须与磁场相垂直。
⑷，B是矢量，方向就是磁场的方向。
⑸，用磁感线描述磁场的分布。
⑹，在国际单位制（SI）中磁感应强度单位是特斯拉 1T=1N/A﹒m =10KGs等于10的四次方高斯产
⑹，磁感应强度的测量：（一般采用特斯拉计）
B．磁感线：用来形象地描述磁场强弱和方向的假想曲线。
常见磁场的磁感线分布：
特点：⑴，磁感线的疏密表示磁场的强弱。
⑵，磁感线的切线方向表示磁场的方向。
⑶，任意一条磁感线都组成一闭合曲线。
⑷，任意两条磁感线都不相交。
C．磁通量，可形象地表示为通过磁场中某个面的磁感线的条数。
匀强磁场中 其中 为面积在垂直磁场方向上的投影。
单位：韦伯（Wb） 1Wb = 1T﹒m 2
由于，B可表示为单位面积上的磁通量，称为磁通密度。
1.3 微型扬声器的磁路形状主要有：
根据磁钢的数量来分：单磁与双磁
根据磁钢的位置来分：内磁与外磁
内磁：磁体置于音圈中心，周围有磁罩环绕。这种结构漏磁小。
外磁：磁体位于磁路处，在音圈的外面。这种结构漏磁较多。一般用于体积小的受话器磁路。
1.4，微型扬声器的磁路设计与工艺要领
1.磁钢+极片的高度一般与U杯（磁罩）的内高相等。
2.极片的外径要比磁钢的外径大0.1mm。
3.一般采用的是钕铁錋磁铁（有N35，N38，N45等）。
4.双磁作业时要分开充磁，充好磁后再粘贴。不能先把两磁钢粘好后再充磁。
5.微型扬声器的磁路单边间隙一般为0.2-0.3mm。
6.胶水一般采用AB胶粘贴磁路。
1.5．设计低失真的磁路
四. 微型扬声器音圈的设计
音圈是扬声器振动系统的重要组成部分，可以说是扬声器的心脏。音圈的名称来自“通过音频电流的线圈，
简称“音圈”。音圈的性能会影响扬声器的声压频率特性﹑效率﹑失真﹑承受功率和寿命﹑瞬态特性﹑音质。
承受功率使音圈不因过热而损坏。
4.1音圈的作用
1．当处在磁隙中磁场强度为B的音圈通过电流I时，受到的力为F=BIL，受力方向按左手定则。如下图
2. 当振膜以速度V振动时，会在音圈内产生感应电压BLV，其方向符合右手定则，起阻尼作用。
2.1 右手定则的内容是：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入 手心，大拇指指向导体运动方向，则其
余四指指向动生电动势的方向。动生电动势的方向与产生的 感应电流的方向相同。（如下图）
2.2电磁学中，右手定则判断的主要是与力无关的方向。如果是和力有关的则全依靠左手定则。即，关于力的用左手，其他的（一般用于判断感应电流方向）用右手定则。（这一点常常有人记混，可以发现“力”字向左撇，就用左手；而“电”字向右撇，就用右手）记忆口诀：左通力右生电。
3. 音圈的质量影响扬声器的谐振状况。
4. 音圈与磁路关系非常密切，特别是失真，如下图所示，由于磁通密度分布不均匀面产生非线性失真。
当音圈通过音频电流时，会产生交变磁场，由于磁性材料的非线性会出现电流失真。
4.2 音圈的结构
1. 有骨架音圈的结构。
一般用于多媒体扬声器，笔记本扬声器（∮36，∮40，4028等）手机音腔扬声器（1628，2030，
2233，2535等）它由以下四个部分组成：
1）. 绕线管（线圈骨架）。它是支持线圈的骨架，通常由纸，耐热塑料，铝箔等组成。
2）. 绕线。由漆包铜线，铝线，铜包铝线组成。
3）. 压线纸。可以是绕线管的一部分，也可以是单独的压线纸。（有仙花纸，牛皮纸等）
4）. 引出线和引线。引出线是导线的一部分，引线由别外的编织线组成。如下图a是间接引线型，在
扬声器装配中还要另加引线。如下图b是直接引线型，在装配过程中不再另加引线。
2. 无骨架音圈的结构。
一般用于手机扬声器，手机受话器，耳机喇叭等。它只由一根漆包线绕制而成
1. 根据形状来分：圆形音圈与跑道形音圈。
2. 根据引线位置来分：相邻引线型与中心对称引线型形。中心对称引线型形音圈一般用于弹片式受话器。
发布评论