扬声器的失真

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1、4扬声器的失真我们在设计产品时希望扬声器的振动振幅呈线性关系，会采取一系列的方法让产品在额定频率范围内不失真的工作，但是由于扬声器的结构、材料、工艺等原因，总会出现振幅的非线性，产生各种失真。扬声器的要求是＜5%,受话器＜3%，一般唛啦扬声器＜7%，就是这些指标对于扬声器设计人员来说都是有一定的难度的，但是对于电路设计师看那失真太大了，因音频功率放大器的失真可以做到0.001%，从这个数字我们知道了电声产品与当今飞速发展的电子产品的差距。但是扬声器的失真相对数值较大对音质的影响比较小，功率放大器的失真数值小，但对音质的影响却很大。我们掌握音响产品的两头，由声变电（传声器）

2、，由电变声（扬声器），所以电声产品数字化的实现时间就是电视机等音响产品实现数字化的时间。一各种失真的定义：（1）谐波失真当扬声器输入某一频率的正弦信号f时，扬声器输出声信号中，除了输入信号基波成份外，又出现了二次(2f)、三次(3f)….谐波等，这种现象称为谐波失真。可用谐波失真系数K来定量计算：K=×100%式中：P1为基波声压的均方根值，P2为二次谐波声压的均方根值，Pn为n次谐波声压的均方根值。均方根值：也称作为有效值,它的计算方法是先平方、再平均、然后开方。...占空比为0.5的方波信号,如果按平均值计算,它的电压只有50V,而按均方根值计算则有70.71V。在电

3、声系统中无论是偶次谐波还是奇次谐波也都应力求做小，因为不同的乐声都有其丰富的谐波成份。音色依靠谐波含量以及它的分布和幅度有关，一般地说，高频率是基频的谐音或称基频的泛音，高传真系统正是基于将这些谐音能够在传输、记录和重放的过程中，不附加任何其它的谐波成份，如实地反映出来，这样的音质是纯真的。如果信号的高频在传输过程中失真了、损耗了，那就必然在重放时影响音质的传真度，使声音缺乏亮度和层次。一般说来，声源中偶次谐波在听觉上是协和的，它能够增加声音的色彩，并认为好听；奇次谐波在听觉上是不协和的，并容易感到刺耳不好听。.（2）互调失真当扬声器同时重放使音圈作大振幅振动的低频信号F

4、L，小振幅振动的高频信号Fh时，重放的声音中除了有FL、Fh及其谐波成份外，还会出现(Fh±nFL)的新的频率成份，n=1,2,3…这种失真称为互调失真。（3）分谐波失真这种失真是由于音圈受较大的电动力推动时，纸盆的母线受纵向力的作用而产生弯曲所致。二次分谐波早已被我们所熟悉，就是我们在听音时听到的半音或双音。听觉对分谐波的存在是敏感的，对音质的影响是不可忽视的。（4）瞬态失真瞬态失真是由于扬声器的振动系统跟不上快速变化的电信号而引起的输出波形失真，这种失真与频响曲线上的峰谷有关，在膜片的各谐振点，即频响曲线的峰谷处，这种失真较为严重。二线性失真扬声器的失真就是指原信号（

5、语言或音乐）通过扬声器（录还系统）后声音之间的差异程度。扬声器的失真分为稳态失真（包括线性失真和非线性失真）和瞬态失真。什么叫线性失真：在稳态情况下，信号各频率的振幅及各频率间的相位不按线性关系变化。而导致信号波形变化。扬声器的线性失真表现在以下几个方面：（1）f0处引起的线性失真，当Qts＞1,低频出现峰值，听感产生轰鸣声，Qts＜0.5时低频能量太小，听感感到太干没有力度，这就是扬声器在低频段典型的线性失真。（2）振膜分割振动和轭环共振产生的线性失真，这种失真产生在中频段。此时扬声器的振膜已产生分割振动，振膜的轭环部分也在辐射声波，当轭环强度较弱或轭环质量比振膜的质量

6、大时就会产生轭环反共振，轭环的一次共振在频响曲线上产生一个小峰，轭环的二次共振在频响曲线上产生了中频谷点的线性失真。轭环共振除了产生线性失真以外还会产生非线性失真。（3）振膜形状、材料以及音圈质量在高频引起的线性失真，振膜在高频时受振膜形状、材料的限制产生分割振动，使频响曲线上产生很多峰和谷，这是频繁出现的线性失真。另外振膜在高频截止频率附近，其根部会加有拉伸和弯曲的力，由于振膜材料及形状的非线性，会产生很大的非线性失真。（4）扬声器前室效应引起的线性失真，经试验说明振膜的锥盆越浅，锥角越大，高频段的起伏就越小，但是太浅后振膜的强度变弱，会导致分割振动的频率下降同样会造成

7、大的峰谷。这四项线性失真主要是振幅特性失真，表现在频响曲线上的不均匀性，（5）相位失真很多人有一个不清楚的认识，就是认为单只扬声器没有相位问题，更不存在相位失真，也就是相位频率特性平滑，其数值应为0或π的整数倍，但是事实并非如此，单只扬声器本身就存在相位失真，现在是采用测量扬声器的群迟延时间频率特性来测量扬声器的相位失真。扬声器相位失真产生的原因有两点：①电流的相位所产生的失真，低频段是在f0附近的相位变化，在中高频段是由于轭环的反射、音圈电感等引起的相位变化。在电路上可以进行补偿。②纸盆在分割振动时因音圈和纸盆各部分振动相位