扬声器设计指引

1. 扬声器常用标准

GB/T9396-1996 《扬声器主要性能测试方法》GB/T9397-1996 《直接辐射式电动扬声器通用规范》GB9400-88 《直接辐射式扬声器尺寸》。

GB7313-87 《高保真扬声器系统最低性能要求及测量方法》

GB12058-89 《扬声器听音试验》GB/T14474-93 《号筒扬声器通用技术条件》GB/T14475-93 《号筒扬声器测量方法》

IEC60268-5 : 2003 Sound system equipment – Part 5 : Loudspeaker

国外的常用标准还有美国的 EIA RS426B、德国的 DIN 45573、日本 JIS C5531 等

2. 扬声器主要电声特性

额定阻抗 Znom

扬声器的额定阻抗是一个由制造厂规定的纯电阻的阻值（通常标为R），在确定信号源的有效电功率时用它来代替扬声器。

额定阻抗是指阻抗曲线上紧跟在第一个极大值后面的极小值。在额定频率范围内阻抗模值的最低值不应小于额定阻抗的80%，假如在额定频率范围以外的任何频率（包括直流）的阻抗小于此值时，则应在说明书中加以说明。

总品质因数 Qts

在共振频率点声阻抗的惯性抗（或弹性抗）部分与纯阻部分的比值。注：

这里定义的总品质因数Qts，仅适用于电动式扬声器驱动单元及闭箱系统。

总品质因数Qts、扬声器单元的等效容积Vas和共振频率Fo一起，足以确定扬声器的低频性能。

等效容积 Vas

等效容积是指密闭在刚性容器中空气的声顺与扬声器单元的声顺相等时空气的体积。

共振频率 Fo

在扬声器单元的阻抗模值随频率递增变化的曲线上出现第一个阻抗极大值时的频率。其声学环境

（自由场或半空间自由场）、安装条件（包括所用测量箱的特性）应在给出该频率时一并给出。注：

扬声器单元可按相关规定进行安装并注明测试条件（通常标为Fs）；

闭箱扬声器系统（包括分频 络）的阻抗模值随频率递增变化的曲线上，出现第一个极大值时的频率（通常标为Fc）；

倒相或无源辐射扬声器系统（包括分频 络）的阻抗模值随频率递增变化的曲线上，第一个主要阻抗极大值后的第一个极小值时的频率（通常标为Fb）。

额定正弦功率 Psin

与额定正弦电压Us对应的电功率。其定义为Us2/R，式中Us是最大正弦电压，R是额定阻抗。额定正弦电压Us，是由制造厂规定的，在额定频率范围内，使扬声器能连续工作，而不导致热损坏或机械损坏的持续正弦信号电压。该电压为在规定的持续时间内，使用正弦信号测量时电压的极限值。若无特殊规定，持续时间应为1h。

注：

该电压值是频率的函数，在不同的规定频率范围内，可给出不同的电压值； 该电压值与扬声器的安装方式有关。

额定噪声功率 Pnom

与额定噪声电压Un对应的电功率。其定义为Un2/R，式中Un是额定噪声电压，R是额定阻抗。注：额定噪声功率也可称为功率承受能力。

额定噪声电压Un，是在额定频率范围内，馈给扬声器以规定的模拟节目信号，而不产生热和机械损坏的信号电压。

注：该值与扬声器的安装方式有关，例如不安装或安装在规定的箱体内。

长期最大功率 Pmax

与长期最大输入电压Um对应的电功率。其定义为Um2/R，式中Um为长期最大输入电压，R是额定阻抗。

长期最大输入电压Um，是扬声器单元或系统能承受持续时间1min、间隔2min、重复10次的模拟节目信号而不产生永久性损坏的最大信号电压。

额定频率范围

由制造厂规定的扬声器的频率范围。

注：可以与有效频率范围不同，特别是当扬声器仅仅用作高音单元、低音单元或语言重放的时候。

有效频率范围

有效频率范围是上限频率和下限频率为界限的频率范围。

在用正弦信号测得的频率响应曲线上，在灵敏度最大的区域内，取一个倍频程带宽，在其中按1/3oct取4点，计算其声压级的平均值，下降10dB，划一条平行于横坐标的直线，它与频率响应曲线高低两端的交点所对应的频率范围，即为有效频率范围（对电动式扬声器，通常用Fo作为有效频率范围的下限频率）。但对于谷值的频带宽度小于1/9oct的部分不计算在内。

指定频带内的声压

馈给扬声器以规定频率范围、规定电压值的粉红噪声信号时，扬声器在参考轴上，离参考点规定距离处所产生的声压。

频率响应

在自由场或半空间自由场条件下，在相对于参考轴和参考点的指定位置，以规定的恒定电压测得的作为频率函数的声压级。所用的恒定电压为正弦信号或为频带噪声信号。

3. 扬声器主要零部件尺寸设计

3.1 扬声器口径

扬声器口径必须符合客户要求，若客户没有具体要求，则优先采用国家标准

GB9400-88《直接辐射式扬声器尺寸》。

3.2 支架尺寸

支架外形尺寸及安装尺寸应能满足客户需要，除此之外还需考虑鼓纸、弹波、华司等尺寸选择与配合问题，一般大功率低频率的扬声器要求支架有效高、底高、弹波接着径、华司铆接径等均较大。

3.3 磁体尺寸

磁体尺寸优选常用系列值，具体尺寸需按性能要求确定。常用铁氧体尺寸：

32*18*6,36*18*6,40*19*8,45*22*8,50*22*8,55*25*8,60*25*8,60*32*8,65*32*10,

70*32*10,80*40*15,90*40*15,100*45*18,100*60*20,110*60*20,120*60*20,

130*60*20,140*70*20,145*75*20,156*80*20,180*95*20,220*110*20

3.4 音圈尺寸

音圈中孔尺寸优选常用系列值，具体尺寸（如卷宽、线径）需按性能要求确定，骨架高度还需考虑到与鼓纸、支架的配合。

常用音圈中孔尺寸：

8.3 13.3 14.3 14.7 15.4 16.3 19.4 20.4 25.5 25.9 30.5 35.5 38.6 44.5 49.5 50.5

65.5 75.5 80.0 100.0 127.0

3.5 各种零件的尺寸配合

支架、磁体、音圈等零件的主要尺寸确定后，其它零件的主要尺寸选择余地就较小， 因为各种零件的尺寸必须相互配合，同时其性能参数也要重点考虑。

3.5.1 支架与鼓纸

鼓纸外缘与支架胶合面一般需大于 2 mm（微型扬声器不受此限制，下同），鼓纸外径必须小于支架内径 1 mm 以上，鼓纸次外径不能小于支架次外径 3 mm 以上、也不能大于支架次外径 2 mm 以上，鼓纸有效高必须小于支架有效高 0.5 mm 以上。

3.5.2 支架与弹波

弹波外缘与支架胶合面一般需大于 2 mm ，弹波外径必须小于支架的弹波接着径 1 mm 以上，弹波有效高必须小于支架有效高与鼓纸有效高的差值 0.5 mm 以上。

3.5.3 支架与华司

配合尺寸主要取决于支架与华司的铆接工艺，总的要求铆接应牢固，内铆支架尤其要注意材料厚度。

3.5.4 音圈与鼓纸

鼓纸中孔尺寸一般要大于音圈骨架外径 0.2~0.9 mm，小口径、小音圈取值小些。

3.5.5 音圈与弹波

弹波中孔尺寸一般大于音圈骨架外径 0.1~0.4 mm，太大会漏胶、太小难装配。

3.5.6 音圈与 T 铁

音圈中孔尺寸一般大于 T 铁中柱外径 0.3~0.6 mm 小音圈取值相应小些。

3.5.7 音圈与华司

华司中孔尺寸（内铆的为铆后尺寸）一般要大于音圈最大外径（为绕线部位）0.3~0.6

mm，间隙太小容易碰圈、影响到装配合格率，间隙太大又会降低磁性能、从而导致灵敏度下降。

3.5.8 鼓纸与弹波

鼓纸中孔与弹波中孔的距离，中小口径的扬声器以 0.5~2 mm 为佳，大口径可以加大到 2~5 mm，距离大些定位效果会更好、更能承受大功率，只是鼓纸中心胶和弹波中心胶需分开打。