扬声器音圈(Voice coil)

  • 1,529
摘要

分享扬声器音圈(Voice coil)的材料结构组成,音圈线种类,线管材质种类,振幅计算公式,绕线方法,引线方式,公差要求。

1.音圈可以说是扬声器的心脏,也是扬声器的重要组件之一。音圈导电后,在磁场之内,因为佛来明左手定则产生运动,产生带动鼓纸的作用。

2.音圈线的种类

音圈几乎都用铜线和铝线,至于铜线和铝线的导电率和密度,看一下下表就一目了然了:

  • 软铜线,密度8.9×10(kg/m3),导电率5.8×10(v/m)
  • 铝线,密度2.7×10(kg/m3),导电率3.54×10(v/m)

值得注意的是:纸管音圈的内径因天气的湿度有较大的变化,湿度高时内径大,所以内径大的时侯可以将纸管套好适当加温干燥之后再绕线;内径偏小时可适当洒一点清水之后再套。清水量要少,否则纸管会软化。

音圈线的种类

PESVW,俗称SV,耐热铜线,做好音圈的烘烤温度为180~200ºC

CCAW,耐热铝线,做好音圈的烘烤温度为180ºC

WA,一般铝线

WC,一般铜线(用Lock线),做好音圈不需烘烤,若烘烤温度小于100ºC

线管材质种类

AL,一般不耐热铝铂 + Lock线

TSV,Till管+SV线

KSV,KAPTON+SV线

ASV,耐热铝管,亮片+SV线

PSV,耐热纸管+SV线

NSV,耐热防潮纸管+SV线

PL,耐热纸管+Lock线

PE,Lock线一般纸管

52S,经52S处理的耐热铝管+SV线

扬声器音圈(Voice coil)
音圈管材及耐温表

3.音圈的卷线高和重量

把绕制音圈的线绕在bobhin上,绕线部分的幅度就叫做卷线高(或称卷幅),对音圈的性能起决定性作用就是音圈的卷线高和质量。

a. 音圈的卷线高

卷线高在音圈尺寸中,对音圈性能有决定性影响的就是卷线高,通常对音圈承受的力量,下用Bli来表示,为此使一比例系数所在之因素(Foce Fator),BL在音圈的振动中,经常保持一定起见,故音圈的卷线高与上片(Plate)的厚度有非常重要的关系。把音圈的卷幅作为tv,铁片厚作为tp,则tv与tp的关系有三种:

① tp=tv ② tp>tv ③ tp<tv

以tv>tp考虑时,因为实际上除磁隙内有磁通外,在磁隙外侧亦有磁通存在,故在设计上这一点要考虑在内。

由上知音圈的卷线高都由振幅来决定,与音响输出的关系如下:

扬声器音圈(Voice coil)

∑:振幅;a:扬声器的有效振动半径;Pa:音响输出;f:频率

Ⅰ)tp=tv时,音圈中通以电流,音圈运动使得音圈在磁隙中的卷幅tv’发生变化,即tv’/tv≠1,于是力的因素就发生了变化,因而无法避免有失真的情形发生。

Ⅱ)tv<tp时,音圈卷巾在于铁片厚度之中,通电流音圈振动时,若振幅<1/2(tv-tp),则在磁隙中的卷线高未发生变化,力的因素也就未发生变化,因而不会产生失真。因此通常音圈的卷线高都按振动的振幅和tp的关系来决定,这是以失真为主要条件着眼,假使以扬声器的效率,依据效率η=Pa/Pe公式,Pe为电力输入;η为效率,则有Pa=η.Pe,故振幅是基于扬声器的有效振动半径,频率,效率和输入电力来决定的。至于所谓宽音圈的作法,是用卷线高的较宽的音圈,为尽可能降低fo之目的而使用,从上面的公式来看可知,振幅是周波数自乘的反比,为期fo所在的振幅增大,自需配合振幅的要求加大音圈的卷线高。但须注意的是,磁通对卷线高相交的部分因卷线高的加大而减少,因而有降低效率的趋势。

b.音圈的质量

音圈的质量,对喇叭的效率有直接的影响,音圈导体的质量是振动系等价质量的一半时,效率最佳,而且铝线要比铜线的效率好。音圈较重时,会使高频响应低落,而使高音域的共振频率低落,故设计时需对音圈的卷幅与质量兼顾,特别是频响宽的(20~20KHz)。单一鼓纸扬声器,其特性几乎依赖于音圈的质量比。因此音圈的质量除上述有关效率者外,尤应了解它是对扬声器的声压频率特性,左右很大的因素,也是设计上的基本因素之一。

音圈线的质量Mc的简易计算:

Mc = 3.25Rd4×10-6 (SV线)

Mc = 3.18Rd4×10-6 (Lock线)

(式中 d的单位为丝,即0.22线直接用22计算)

3.音圈样品尺寸图的制订内容方法

音圈样品尺寸图的制订,需包括音圈规格,Bobhin材质与厚度、层数、总卷数、线径、内径A、全高B、卷幅C、余白D、贴带宽E、贴带长F、贴带上余G、引线距H、引线长I、气孔直径J、气孔K、气孔距L、纸带颜色,如果需锦丝线加工,还需注明锦丝线的名称,锦丝线高R,线长,焊位高M等。

Bobhin的材质厚度一般有0.05、0.08、0.10三种。厚度的选择主要看扬声器的用途而定对于全音域单一振动板型扬声器或TW用扬声器,为使高频得到扩展,选用薄的一种Bobhin,质量较轻,有利高频。

可由下列公式来算音圈的圈数:

音圈的圈数:N=(R/R对×106)/π×Dvc

1圈之线长 L1 =π×Dvc(3.1416)

则有音圈线长:

扬声器音圈(Voice coil)

音圈线周数:

扬声器音圈(Voice coil)

音圈的卷幅:A=Rdc / R对×106 /3.14 / 层数 /内径 /dmax

音圈的最大完成外径:Dmax ≈ 线径×2·层数×1.1+2·管厚+内径

式中,R:为音圈阻抗;R对:音圈线规格表中最大导体电阻;D:音圈的内径;dmax:音圈线的最大完成外径

当音圈卷巾在铁片正中时利用几何知识可算出:

1/2(A-P)=(A+E+y+H1)-(H+P+M+h)

式中,P:为铁片厚度;M:为磁铁厚度

亦即:1/2(A-P)=A+E+△h+HVG有效-Hvc

P+M=y时 △h=0

P+M>y时 △h为负数

经过化简可得:

Hvc=A+E+△h+HVG有效-1/2(A-P)

HVG有效=Hvc+1/2(A-P)-(A+E+△h)

设计音圈全高时,既要考虑扬声器生产作业是否有现品音圈定位规共享,在作业性安全的前提下,尽量共享音圈规比较便于管理。

音圈的绕线方法有多种,见下图示:

a.圆线音圈的绕线方法

扬声器音圈(Voice coil)

b.扁线音圈的绕线方法

扬声器音圈(Voice coil)

4.音圈与音圈规及磁气回路间的尺寸关系

设计时,如果音圈与音圈规的尺寸设计不合理,可能会导致一系列的问题出现,尤其是音圈卷幅与铁片厚度间的关系非常重要,这就要求卷线的位置正确科学,方可表现出正常的功能,下图表示他们之间的高度关系。

扬声器音圈(Voice coil)

音圈的引线的图示一般有如下几种:

a.不加工锦丝线线音圈引线的图示

扬声器音圈(Voice coil)

b.加工锦丝线线音圈引线的图示

扬声器音圈(Voice coil)

附, 音圈公差要求表 :

扬声器音圈(Voice coil)

  • 本文由 发表于 2019年11月12日
评论  0  访客  0

发表评论

匿名网友

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: