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音圈與揚聲器的額定功率

發布時間:2024-08-10 作者:本站 瀏覽量:115

音圈作為揚聲器的關鍵部件,其設計和選擇直接影響揚聲器的性能和額定功率,兩者之間存在密切的關系。


根據國家標準GB/T 12060.5-2011《揚聲器主要性能測試方法》,揚聲器的功率承受能力指額定噪聲功率。按此標準規定,額定噪聲功率等于Un2/R,此處Un為額定噪聲電壓,R是額定阻抗。額定噪聲電壓,是在額定頻率范圍內反饋給揚聲器以規定的模擬節目信號,而不產生熱和機械損壞的模擬節目信號和信號電壓。

值得指出的是試驗信號是模擬節目信號,而不是粉紅噪聲信號。模擬節目信號是由粉紅噪聲信號,通過合適的計權網絡得到,它更接近揚聲器的實際使用情況。

另外按此標準的規定,功率試驗的時間是100h。

對于揚聲器,揚聲器系統各項技術指標都很重要,但毫無疑義的是揚聲器的可靠性、壽命是第一位的。如果揚聲器一用就壞,“出師未捷身先死”用戶當然不會滿意。

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人的猝死,心臟病發作是主要原因之一。音圈號稱揚聲器的心臟,也制約揚聲器的壽命。而音圈的損壞有如下一些情況:引線引出部位折斷;音圈過熱而散圈;音圈線與骨架脫離;音圈線局部燒斷;造成音圈損壞的原因通常在于音圈過熱和振動。

音圈能承受的功率是一定的,音圈的額定噪聲功率的設定應該是科學的、合理的、實事求是的。

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音圈應具有相當的熱強度,也就是音圈在工作時,盡管由于電流通過會發熱,但不會變形,黏合不會脫落,漆膜保持完好等。音圈在工作時會通過磁隙中空氣(磁流體)經磁路散熱。在設計和工藝良好的情況下維持一個動態的平衡。

下面介紹設計音圈參數的方法之一。音圈的熱功率為

                                   Pe= J2 Pe SL (W)

式中 J為電流密度(A/m2);

       Pe為導線電阻率(Ω·m);

       S為線圈側面積(m2);

       L為音圈導線長度(m)。


比值 Pe/S 稱為載熱率Pt。


J是電流密度,即音圈允許通過的電流強度,一般的范圍在30A/mm2~90A/mm2。

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圖2是一個可供參考的磁隙寬度L3,與最大振幅 X1的關系曲線。


可以理解當最大振幅比較大時,所要求的磁隙寬度亦應該大一些。但是受到磁隙寬度不能過大的限制,兩者寬度不成線性關系。磁隙寬度加大對散熱有利,對工藝可靠性有利,但卻會使磁通密度下降。


當然磁隙寬度還取決于我們的經驗,如:音圈大體的厚度,音圈前后留有多大的空隙等。可以在目前裝配工藝允許的條件下,使合格率最高。


還可以根據揚聲器的口徑來確定揚聲器的磁隙寬度,一般來說揚聲器口徑愈大,則磁隙寬度愈大。


還有一條供參考的經驗,磁隙寬度加大,會使靈敏度降低,但最后揚聲器的重放聲卻較為干凈。

當磁隙寬度確定以后,可按圖1求出載熱率Pe/S,音圈熱功率Pe已知,則音圈面積S可求出。

音圈直徑與高度有一定的相應關系,設高度比為K,則

K= d/h

式中 d為音圈直徑;

       h為音圈高度。


為了散熱,揚聲器功率愈大,比值K會愈大。對于大功率揚聲器K值為4~6;對于小功率揚聲器 K值為 3~4。

由此可求出音圈直徑 d和高度h,即

d=√(SKIπ)

h=d/k


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