一、喇叭發聲的原理
喇叭其實是一種電能轉換成聲音的一種轉換設備,當不同的電子能量傳至線圈時,線圈產生一種能量與磁鐵的磁場互動,這種互動造成紙盤振動,因為電子能量隨時變化,喇叭的線圈會往前或往后運動,因此喇叭的紙盤就會跟著運動,這此動作使空氣的疏密程度產生變化而產生聲音。
二、喇叭發聲的方式有哪些
1、動圈式
基本原理來自佛萊明左手定律,把一條有電流的導線與磁力線垂直的放進磁鐵南北極間,導線就會受磁力線與電流兩者的互相作用而移動,在把一片振膜依附在這根道線上,隨著電流變化振膜就產生前后的運動。目前百分之九十以上的錐盆單體都是動圈式的設計。
2、電磁式
在一個U型的磁鐵的中間架設可移動斬鐵片(電樞),當電流流經線圈時電樞會受磁化與磁鐵產生吸斥現象,并同時帶動振膜運動。這種設計成本低廉但效果不佳,所以多用在電話筒與小型耳機上。

3、電感式
與電磁式原理相近,不過電樞加倍,而磁鐵上的兩個音圈并不對稱,當訊號電流通過時兩個電樞為了不同的磁通量會互相推擠而運動。與電磁是不同處是電感是可以再生較低的頻率,不過效率卻非常的低。
4、靜電式
基本原理是庫倫(Coulomb)定律,通常是以塑膠質的膜片加上鋁等電感性材料真空汽化處理,兩個膜片面對面擺放,當其中一片加上正電流高壓時另一片就會感應出小電流,藉由彼此互相的吸引排斥作用推動空氣就能發出聲音。靜電單體由于質量輕且振動分散小,所以很容易得到清澈透明的中高音,對低音動力有未逮,而且它的效率不高,使用直流電原又容易聚集灰塵。目前如Martin-Logan等廠商已成功的發展出靜電與動圈混合式喇叭,解決了靜電體低音不足的問題,在耳機上靜電式的運用也很廣泛。
5、平面式
最早由日本SONY開發出來的設計,音圈設計仍是動圈式為主題,不過將錐盆振膜改成蜂巢結構的平面振膜,因為少人空洞效應,特性較佳,但效率也偏低。
6、絲帶式
沒有傳統的音圈設計,振膜是以非常薄的金屬制成,電流直接流進道體使其振動發音。由于它的振膜就是音圈,所以質量非常輕,瞬態響應極佳,高頻響應也很好。不過絲帶式喇叭的效率和低阻抗對擴大機一直是很大的挑戰,Apogee可為代表。另一種方式是有音圈的,但把音圈直接印刷在塑膠薄片上,這樣可以解決部分低阻抗的問題,Magnepang此類設計的佼佼者。
7、號角式
振膜推動位于號筒底部的空氣而工作,因為聲音傳送時未被擴散所以效率非常高,但由于號角的形狀與長度都會影響音色,要重播低頻也不太容易,現在大多用在巨型PA系統或高音單體上,美國Klipsch就是老字號的號角喇叭生產商。
8、其他
還有海耳博士在一九七三年發展出來的絲帶式改良設計,稱為海耳喇叭,理論上非常優秀,臺灣使用者卻很稀少。壓電式是利用鈦酸等壓電材料,加上電壓使其伸展或收縮而發音的設計,Pioneer曾以高聚合體改良壓電式設計,用在他們的高音單體上。離子喇叭(Ion)是利用高壓放電使空氣成為帶電的質止,施以交流電壓后這些游離的帶電分子就會因振動而發聲,目前只能用在高頻以上的單體。飛利浦也曾發展主動回授式喇叭(MFB),在喇叭內裝有主動式回授線路,可以大幅降低失真。
三、喇叭故障的常見原因
1、長時間超負荷驅動喇叭,喇叭會因為過熱而把喇叭燒壞,因為線圈的溫度升高,使某些結構部分產生熔化,破裂或燒毀,正常使用下線圈的溫度就有180攝氏度,不正常使用之下就可想而知了!
2、機械式故障,超負荷的驅動喇叭使得紙盤移動超出范圍并和線圈分離,或線圈和線圈座分離,紙盤折邊或喇叭支撐圈被扯破,以上任一種情形一旦發生,都可以使喇叭發生故障。當折邊或支撐圈被扯破,線圈將會和它們磨擦,因為紙盤組件已不能適當地在中心位置懸吊,小的破裂也許剛開始感覺不出來,但是經過一段時間,當裂縫變大時,喇叭就會跟著壞了。
3、喇叭的故障也可能是以上兩種方式的結合,比如功放突然輸出一個很大的瞬間能量,這個能量可以是聲音突然開大,喇叭就會有一個強烈的振動,使得線圈脫離了磁力間隙,當它回去的時候可能偏心失誤就無法回到原位,這樣將使整個機械的動作被紙盤帶向前方,偏離原始停留的位置,結果紙盤已經不能發出聲音,但是能量還繼續傳送的喇叭的線圈上,線圈雙離開了磁力間隙,因為磁力間隙是線圈最好的散熱環境,但線圈已離開磁力間隙,那么線圈在繼續接收來自功放的信號時,線圈很快就會發熱導致燒毀線圈。但是現在這種情況比較少見,因為現在的喇叭都是長沖程的設計。
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