喇叭的原理和发声方式 喇叭发生故障的原因

一、喇叭发声的原理

喇叭其实是一种电能转换成声音的一种转换设备，当不同的电子能量传至线圈时，线圈产生一种能量与磁铁的磁场互动，这种互动造成纸盘振动，因为电子能量随时变化，喇叭的线圈会往前或往后运动，因此喇叭的纸盘就会跟着运动，这此动作使空气的疏密程度产生变化而产生声音。

二、喇叭发声的方式有哪些

1、动圈式

基本原理来自佛莱明左手定律，把一条有电流的导线与磁力线垂直的放进磁铁南北极间，导线就会受磁力线与电流两者的互相作用而移动，在把一片振膜依附在这根道线上，随著电流变化振膜就产生前后的运动。目前百分之九十以上的锥盆单体都是动圈式的设计。

2、电磁式

在一个U型的磁铁的中间架设可移动斩铁片（电枢），当电流流经线圈时电枢会受磁化与磁铁产生吸斥现象，并同时带动振膜运动。这种设计成本低廉但效果不佳，所以多用在电话筒与小型耳机上。

3、电感式

与电磁式原理相近，不过电枢加倍，而磁铁上的两个音圈并不对称，当讯号电流通过时两个电枢为了不同的磁通量会互相推挤而运动。与电磁是不同处是电感是可以再生较低的频率，不过效率却非常的低。

4、静电式

基本原理是库伦（Coulomb）定律，通常是以塑胶质的膜片加上铝等电感性材料真空汽化处理，两个膜片面对面摆放，当其中一片加上正电流高压时另一片就会感应出小电流，藉由彼此互相的吸引排斥作用推动空气就能发出声音。静电单体由于质量轻且振动分散小，所以很容易得到清澈透明的中高音，对低音动力有未逮，而且它的效率不高，使用直流电原又容易聚集灰尘。目前如Martin-Logan等厂商已成功的发展出静电与动圈混合式喇叭，解决了静电体低音不足的问题，在耳机上静电式的运用也很广泛。

5、平面式

最早由日本SONY开发出来的设计，音圈设计仍是动圈式为主题，不过将锥盆振膜改成蜂巢结构的平面振膜，因为少人空洞效应，特性较佳，但效率也偏低。

6、丝带式

没有传统的音圈设计，振膜是以非常薄的金属制成，电流直接流进道体使其振动发音。由于它的振膜就是音圈，所以质量非常轻，瞬态响应极佳，高频响应也很好。不过丝带式喇叭的效率和低阻抗对扩大机一直是很大的挑战，Apogee可为代表。另一种方式是有音圈的，但把音圈直接印刷在塑胶薄片上，这样可以解决部分低阻抗的问题，Magnepang此类设计的佼佼者。

7、号角式

振膜推动位于号筒底部的空气而工作，因为声音传送时未被扩散所以效率非常高，但由于号角的形状与长度都会影响音色，要重播低频也不太容易，现在大多用在巨型PA系统或高音单体上，美国Klipsch就是老字号的号角喇叭生产商。

8、其他

还有海耳博士在一九七三年发展出来的丝带式改良设计，称为海耳喇叭，理论上非常优秀，台湾使用者却很稀少。压电式是利用钛酸等压电材料，加上电压使其伸展或收缩而发音的设计，Pioneer曾以高聚合体改良压电式设计，用在他们的高音单体上。离子喇叭（Ion）是利用高压放电使空气成为带电的质止，施以交流电压后这些游离的带电分子就会因振动而发声，目前只能用在高频以上的单体。飞利浦也曾发展主动回授式喇叭（MFB），在喇叭内装有主动式回授线路，可以大幅降低失真。

三、喇叭故障的常见原因

1、长时间超负荷驱动喇叭，喇叭会因为过热而把喇叭烧坏，因为线圈的温度升高，使某些结构部分产生熔化，破裂或烧毁，正常使用下线圈的温度就有180摄氏度，不正常使用之下就可想而知了！

2、机械式故障，超负荷的驱动喇叭使得纸盘移动超出范围并和线圈分离，或线圈和线圈座分离，纸盘折边或喇叭支撑圈被扯破，以上任一种情形一旦发生，都可以使喇叭发生故障。当折边或支撑圈被扯破，线圈将会和它们磨擦，因为纸盘组件已不能适当地在中心位置悬吊，小的破裂也许刚开始感觉不出来，但是经过一段时间，当裂缝变大时，喇叭就会跟着坏了。

3、喇叭的故障也可能是以上两种方式的结合，比如功放突然输出一个很大的瞬间能量，这个能量可以是声音突然开大，喇叭就会有一个强烈的振动，使得线圈脱离了磁力间隙，当它回去的时候可能偏心失误就无法回到原位，这样将使整个机械的动作被纸盘带向前方，偏离原始停留的位置，结果纸盘已经不能发出声音，但是能量还继续传送的喇叭的线圈上，线圈双离开了磁力间隙，因为磁力间隙是线圈最好的散热环境，但线圈已离开磁力间隙，那么线圈在继续接收来自功放的信号时，线圈很快就会发热导致烧毁线圈。但是现在这种情况比较少见，因为现在的喇叭都是长冲程的设计。