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音箱电路图 一文看懂音响电路图及工作原理

一文看懂音响电路图及工作原理

什么是音响

  音响指除了人的语言、音乐之外的其他声响,包括自然环境的声响、动物的声音、机器工具的音响、人的动作发出的各种声音等。

  音响大概包括功放、周边设备(包括压限器、效果器、均衡器、VCD、DVD等)、扬声器(音箱、喇叭)、调音台、麦克风、显示设备等等加起来一套。其中,音箱就是声音输出设备、喇叭、低音炮等等。一个音箱里包括高、低、中三种扬声器,三种但不一定就三个。技术的的发展历史可以分为电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段。

  音响组成部分

  音响设备大概包括功放、周边设备(包括压限器、效果器、均衡器、激励器等)、扬声器(音箱、喇叭)、调音台、声源(如麦克风、乐器、VCD、DVD)显示设备等等加起来一套。其中,音箱就是声音输出设备、喇叭、低音炮等等,一个音箱里包括高、低、中三种扬声器,三种但不一定就三个。

  音响电路原理图

  音箱的工作原理

  要知道音箱发声的原理,我们首先需要了解声音的传播途径。声音的传播需要介质(真空不能传声);声间要靠一切气体,液体、固体作媒介传播出去,这些作为传播媒介的物质称为介质。就好比水波,你往平静的水面上抛一个石子,水面就有波浪,再由对岸传播到4周;声波也是这样形成的。声波的频率在20——20,000Hz范围内,能够被人耳听到;低于或高于这个范围,人耳都听不到。波与声波的传播方式是一样的,通过介质的传播,人耳才能听到声音。声波可以在气体、固体、液体中传播。

  下面在来说说喇叭的工作原理。喇叭是把电信号转换为声信号的一种装置,它由线圈、磁铁、纸盆等组成。由放大器输出大小不等的电流(交流电)通过线圈在磁场的作用下使线圈移动,线圈连接在纸盆上带动纸盆震动,再由纸盆的震动推动空气,从而发出声音。

  喇叭的发声原理

  当喇叭接收到由音源设备输出的电信号时,电流会通过喇叭上的线圈,并产生磁场反应。而通过线圈的电流是交变电流,它的正负极是不断变化的;正极和负极相遇会相互吸引,线圈受到喇叭上磁铁的吸引向后(箱体内)运动;正极和正极相遇则相互排斥,线圈向外(箱体外)运动。这一收一扩的节奏会产生声波和气流,并发出声音,它和我们讲话的喉咙振动是同样的效果。

  频率响应曲线SPLvsFreq

  人耳所能听到的频率范围为20Hz─20KHz,(《20hz称为次声,》20KHz称为超声)图标纵坐标─表示声压级,单位是dB。图标横坐标─表示频率,单位是Hz。

  上图为低音单体频响曲线,右侧为高音单体,包含左右的是音箱。从频响曲线可以知道几个重要参数:

  特性灵敏度(SPL):以一瓦电功率,在一米距离处所测得的声压,并由频响曲线取四个点所得平均值即为平均音压。

  有效频率范围(F0~20KHz):可由SPL-10dB,这样一条直线与曲线相交两点,这两点之间就是有效频率范围。如上图音箱的有效频率范围是45Hz─20KHz,低音单体有效频率范围是40Hz─3KHz,高音单体有效频率范围则是1800Hz─20KHz。频响曲线越平直越好,带宽则越宽越好。

  从阻抗曲线可以知道几个重要参数:

  阻抗值(Ohm):

  图示波峰过后最低点对应纵坐标即为阻抗值。

  最低共振周波数(F0):

  单体喇叭(单峰)─以阻抗曲线波峰对应横坐标的点即为F0。音箱喇叭(双峰)─以阻抗曲线第一波峰与第二波峰间的波谷对应横坐标的点即为Fb,第一波峰为导音管F0,第二波峰则为单体F0。音箱喇叭+高音单体(三峰)─仍以阻抗曲线波峰与波峰间的波谷对应横坐标的点即为Fb,第三波峰即为高音单体的F0。

  1.直流阻抗(Ohm):

  以静态扬声器来测其阻抗,所以求的的结果是直流阻抗,就是音圈上所绕的铜线总长的阻抗值。直流阻抗不受频率的影响。

  2.交流阻抗(Ohm):

  在动态的扬声器,即通电以后所求得的交流阻抗值。

  (通常对音圈的公差要求是±15%。)

  3.标准输入功率(W):就是扬声器的额定承受功率,为保证值。

  4.最大输入功率(W):指扬声器的最大承受功率,仅承受1秒内峰值电压,非保证值。

  5.出力音压,又称灵敏度(dB):

  灵敏度也叫特性灵敏度,一般规定为扬声器放在消声室隔板上输入端加上相当于在额定阻抗上一瓦电功率的信号电压时,在参考轴上离参考点一米处产生的音压时,用分贝“(dB)”单位表示特性灵敏度。扬声器灵敏度高低与扬声器振动系统的性能及气隙中磁感应强度的大小有较大关系。

  6、极性:

  在扬声器的输入端加上脉冲直流信号,如果振摸向前推动,则与直流电压正端相接的为喇叭的正极,反之为负极,如果接反,则喇叭振动的相位将不正确。

手把手教你设计一个小音响电路

哈喽,大家好,好久不见了。

今天继续来学习电子知识,经过前面的学习我们已经掌握了一些基本元件的知识,但只是有理论上的东西,自己没有制造那么一两件东西,大家是不是感觉好没有成就感?作者今天就和大伙一起做一个小音响

好了,废话不多说,先看一下小音响

电脑小音响

这是一个常用的电脑小音响,音质稀烂,是作者买电脑的时候叫店主送的(PS:送的还想音质好,这作者该打)

而我们现在就要动手为它做一个全新的电路,原本的电路使用的是两个MIX8002作为左右声道的音频放大,用料节省,音质较差

原本的电路板,MIX8002

对于设计电路,我们最需要关心的是它需要实现什么功能,我们是要做一个电脑小音响。那么,我们要做的就是把电脑的耳机输出音频信号进行放大,使我们能听到电脑发出的声音。

设计思路

小音响需要供电,小音响是给电脑用的,而电脑最容易获得的电源是USB供电 小音响是放在电脑旁边的,功率不需要很大,且内部空间大小限制,所以使用集成芯片设计

现在设计思路已经有了,接下来就是具体实现了。

首先,我们使用的方案是集成芯片,而且电路也是围绕集成芯片设计的。所以,我们先选择一款音频放大芯片,而作者手头上正好有一些LM386小功率音频放大芯片。

LM386音频放大芯片

但是,这款芯片是否适合我们此次设计呢?而且如何设计呢?

关于如何围绕一款芯片去设计电路,我们最应该参考的是这款芯片的数据手册(获得数据手册最容易的方法是问百度),现在我们已经获得了一份数据手册了,我们打开它看一下吧!

首先一款芯片是否适合使用,最重要的是芯片的使用电压范围,从数据手册关于芯片电气参数的部分里面,我们可以看到作者使用的LM386(后缀为N)电压范围为4V——12V,所以是符合设计要求的

数据手册关于电气参数的部分

接着往下翻数据手册,我们可以找到这款芯片的参考电路。从参考电路中,我们可以看到电路时候耳机负载4Ω到32Ω,所以直接根据此电路设计完全没有问题

数据手册提供的参考电路

接下来就是使用电路设计软件画出完整的电路即可,下图是作者画好的电路图,因为有左右声道,所以需要两个放大电路。接下来会一部分一部分介绍电路图各处的作用以及为什么要选用这个器件

整体电路图

电源部分- DC5V+和DC5V-是两个焊盘,通过USB线获取5V,然后经过一个电感L1以及电阻R5和电容C11滤波(虽然是直流,但为了后续电路需要瞬间大电流还是需要电容储能)后产生一个稳定的5V电源给后续电路供电,一般直流电源供电都需要加防反接电路,但是在这里使用的是USB接口,USB接口具有防呆作用,所以不需要防反接电路

电源部分

放大部分- 参考数据手册设计,C12为输入耦合电容 ,起隔直通交作用;VR1为双联可调电阻(电位器) ,实现左右通道的音量大小同时调整作用;R1和C1为放大倍数设定作用 ,经作者实测,无需连接即可到达较适合的音量,故不接(NC为不接的意思,LM386内部已经确定最小放大倍数为20);C2为旁路电容 ,为减少底噪和上电对喇叭的冲击;C5为去耦电容 ,提升芯片抗电源干扰能力;C3为输出耦合电容 ,耦合放大后的音频信号;

单个通道放大部分

电路已经讲解完毕,接下来就是画PCB板,打样焊接了

打样回来的PCB板

一些电子元器件

焊接完成

焊接完成,接好喇叭,装上外壳,剩下的就是享受美妙音乐了

文章里面的电路图可能因为头条压缩原因可能不清楚,私信作者“小音响电路”,即可拿到这个小音箱的原理图,PCB图,以及物料清单和相关资料,这样你们就可以自己打样买元器件做这个小电路了

谢谢大家的支持!!!

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