自制扬声器

在本指南中,将介绍扬声器的主要组成部分和工作原理。你可以按照下面的方法建立自己的演讲者。


库存

用于测量

工具

  • 剪刀
  • 钢丝钳
  • 剥线器
  • 砂纸
  • 烙铁
  • 标记
  • 卷尺

为演讲者

  • 薄的绝缘铜线
  • 文具胶带
  • 一些厚线
  • 更大的塑料帽
  • 两块小钕磁铁

的放大器

  • 50 kΩ电位计
  • 10 kΩ电阻(3x)
  • OP37运算放大器
  • 1 n914二极管(2 x)
  • 2 n3904 NPN型晶体管
  • 2 n3906 PNP型晶体管
  • 音频连接器
  • 电路试验板

注意:以上所有组件都可以在模拟部分装备


扬声器是如何工作的

扬声器是一种将电信号转化为声音的装置。一个基本的扬声器(或扬声器)有四个部分:磁铁(B),线圈(C),膜片(A)和底盘。膜片固定在底盘上,以一种方式,它的中心可以振动。线圈粘在膜片的中心。磁铁被放置在线圈的下方,并固定在底盘上。

当电流流过线圈时,它会在线圈周围产生一个磁场,根据磁场的极性,固定的磁铁会吸引或排斥线圈。由于隔膜是胶线圈,它移动。隔膜前面的空气被移动的隔膜“推”或“拉”,在某些地方密度变大,在其他地方变薄。这就在空气中产生了纵波,也就是声音本身。

作者Christophe Dang Ngoc Chan (cdang) -自己的作品,CC By - sa 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1386746


阻抗是什么?

阻抗是设备对交流电流动的阻力。器件的阻抗是一个复杂的量:$Z=R+jX$,其中$Z$是阻抗,$R$是器件的电阻,$X$是一个叫做电抗的量。该器件的电抗与频率和器件类型有关,如$X_L=2{\pi}fL$和$X_C=\frac{1}{2{\pi}fC}$为感性电抗和容性电抗的公式。如果我们取$Q=\frac{X}{R}$(也称为质量因子),我们就会知道设备中存储的能量与设备耗散的能量的比率。

虽然这是非常重要的,执行计算复数,如阻抗,可能成为问题,在某些电路。这就是阻抗分析仪发挥作用的地方。


使用阻抗分析仪

构建自己的扬声器的第一步是分析现有扬声器的最重要的特性。你可以用在模拟部分装备

使用阻抗分析仪测量扬声器阻抗在20之间的幅度赫兹以及20千赫,因为这是人类听力的上限和下限。在这种情况下,阻抗的大小几乎是恒定的,大约8 Ω,一段时间后,开始增加。

现在剪一段铜线,大约1米到1.5米,缠绕在标记上,做成线圈。用砂纸把铁丝的两端都擦干净。

测量这个小线圈阻抗的大小。在这种情况下,使用了1.5米的导线,结果大小约为0.9 Ω。使用以下公式计算扬声器所需电线的长度:$l_{wire}=l_{small-wire}* frac{|Z|_{speaker}}{|Z|_{small-wire}}=1.5m* frac{8Ω}{0.9Ω}$。

计算你需要多少电线,然后用卷尺把它剪断。把铁丝绕在记号笔上。用砂纸清洗两端,然后测量其阻抗大小。你应该得到一个接近扬声器阻抗大小的值。在这种情况下,该值开始略低于8Ω,并开始在更早的时候增加,但这种增加只会影响高音声音。

如果你对结果满意,焊锡两粗线到你的线圈的两端。


建筑演讲者

将两个磁铁放在塑料盖的上方和下方,让它们相互吸引,使它们保持固定在塑料盖上。

把线圈放在两片文具胶带之间,然后把胶带的两端固定在瓶盖的侧面,这样磁铁就在线圈中间的下方。

你可以用另一块文具胶带固定来自线圈的电缆。


建立放大器

目前,如果你把音乐连接到扬声器上,你几乎什么也听不到,因为通过扬声器的电流不够高。为了让你的扬声器声音大,你需要装一个扩音器。

在一个面包板上,建立一个倒置放大器,使用OP37运算放大器,10 kΩ电阻和50 kΩ电位器。这个放大器级将增加信号的振幅,但输出电流将保持在几个毫安。为了增加电流,使用两个二极管、两个电阻、两个bjt、一个NPN和一个PNP构建AB类功率放大器。

您可以使用模拟发现2的V+和V-引脚作为差分电源。您可以在输入端使用音频连接器。


测试

将你的电脑或手机连接到音频输入,并播放一些音乐。用电位器把音量调大。通过轻微移动磁铁到线圈的一边来应用“音效”。

如果你想在你自己的DIY扬声器上播放音乐,你可以尝试为你的放大器设置一个更高的增益,但要注意你的电源的额定功率:如果模拟发现2不能提供必要的电流,电压会下降。

另外,如果你有功率放大器的话,你也可以用它来测试你的扬声器。在这种情况下,你可以达到更大的音量,甚至更好的音质。

如果流过太多电流,扬声器的线圈会发热!


下一个步骤

有关如何使用测试和测量设备的更多指南,请返回设备的资源中心,链接到测试和测量页的维基。

有关波形的更多信息,请访问波形参考手册

如需技术支持,请访问测试和测量“勤奋论坛”的部分。