1、6 常用电声器件的种类及其结构特点6.1 扬声器扬声器是将电信号转换为声音信号的器件。6.1.1 扬声器的种类与结构扬声器俗称喇叭（英文名称:Loudspeakers ）是一种把电信号转换成声音信号的电声器件。确切地说，扬声器的工作实际上是把一定范围内的音频电功率讯号通过换能方式转变为失真小并具有足够声压级的可听声音。扬声器运用了电磁铁和永久磁铁 (图 1)。假设现在要播放 C 调 (频率为 256Hz，即每秒振动 256 次)，唱机就会输出 256 Hz 的交流电，换句话说，在一秒钟内电流的方向会改变 256 次。每一次电流改变方向时，电磁铁上的线圈所产生的磁场方向也会随着改变。我们都知道，
2、磁力是同极相拒，异极相吸的，线圈的磁极不停地改变，与永久磁铁一时相吸，一时相斥，产生了每秒钟 256 次的振动。线圈与一个薄膜相连，当薄膜与线圈一起振动时，便会推动了周围的空气。扬声器分类：结构：永磁动圈式、励磁动圈式、舌簧式和晶体式等过去广播系统用的多是舌簧式，现在用的多是永磁动圈式扬声器频率：高音、中音、低音、宽频带外形：圆形、椭圆形、超薄形和号筒形动圈式由磁体（路）和振动系统组成振动系统：音膜（音盆或振动板）、定心支片（弹簧片）、音圈和防尘罩。扬声器按照磁路结构有外磁式、内磁式、屏蔽式和双磁路式多种，后三种扬声器的漏磁场很小，适用于电视机、组合音响等要求散磁场较小的整机。其中双磁路扬声器
3、的灵敏度较高。6.1.2 扬声器的主要参数扬 声 器 的 主 要 性 能 指 标 有 ： 灵 敏 度 、 频 率 响 应 、 额 定 功 率 、 额 定 阻 抗 、 指 向 性 以 及失 真 度 等 参 数 。 1、 额 定 功 率 扬 声 器 的 功 率 有 标 称 功 率 和 最 大 功 率 之 分 。 标 称 功 率 称 额 定 功 率 、 不 失 真 功 率 。它 是 指 扬 声 器 在 额 定 不 失 真 范 围 内 容 许 的 最 大 输 入 功 率 ， 在 扬 声 器 的 商 标 、 技 术 说 明 书上 标 注 的 功 率 即 为 该 功 率 值 。 最 大 功 率 是 指 扬
4、 声 器 在 某 一 瞬 间 所 能 承 受 的 峰 值 功 率 。为 保 证 扬 扬 器 工 作 的 可 靠 性 ， 要 求 扬 声 器 的 最 大 功 率 为 标 称 功 率 的 23 倍 。美国 JBLGTC9610 型椭圆扬声器的建议功率为 5500W 2、 额 定 阻 抗 扬 声 器 的 阻 抗 一 般 和 频 率 有 关 。 额 定 阻 抗 是 指 音 频 为 400Hz 时 ， 从 扬 声 器 输 入 端测 得 的 阻 抗 。 它 一 般 是 音 圈 直 流 电 阻 的 1.21.5 倍 。 一 般 动 圈 式 扬 声 器 常 见 的 阻 抗 有4 、 8 、 16 、 32 等
5、 。 3、 频 率 响 应 给 一 只 扬 声 器 加 上 相 同 电 压 而 不 同 频 率 的 音 频 信 号 时 ， 其 产 生 的 声 压 将 会 产 生 变化 。 一 般 中 音 频 时 产 生 的 声 压 较 大 ， 而 低 音 频 和 高 音 频 时 产 生 的 声 压 较 小 。 当 声 压 下 降为 中 音 频 的 某 一 数 值 时 的 高 、 低 音 频 率 范 围 ， 叫 该 扬 声 器 的 频 率 响 应 特 性 。 理 想 的 扬 声 器 频 率 特 性 应 为 2020KHz， 这 样 就 能 把 全 部 音 频 均 匀 地 重 放 出 来 ， 然而 这 是 做
6、不 到 的 。 每 一 只 扬 声 器 只 能 较 好 地 重 放 音 频 的 某 一 部 分 。 4、 失 真 扬 声 器 不 能 把 原 来 的 声 音 逼 真 地 重 放 出 来 的 现 象 叫 失 真 。 失 真 有 两 种 ： 频 率 失真 和 非 线 性 失 真 。 频 率 失 真 是 由 于 对 某 些 频 率 的 信 号 放 音 较 强 ， 而 对 另 一 些 频 率 的 信 号放 音 较 弱 造 成 的 ， 失 真 破 坏 了 原 来 高 低 音 响 度 的 比 例 ， 改 变 了 原 声 音 色 。 而 非 线 性 失真 是 由 于 扬 声 器 振 动 系 统 的 振 动
7、和 信 号 的 波 动 不 够 完 全 一 致 造 成 的 ， 在 输 出 的 声 波 中 增加 一 新 的 频 率 成 分 。 5、 指 向 特 性 用 来 表 征 扬 声 器 在 空 间 各 方 向 辐 射 的 声 压 分 布 特 性 ， 频 率 越 高 指 向 性 越 狭 ， 纸 盆 越大 指 向 性 越 强 。6、 特 性 灵 敏 度 （ 灵 敏 度 ）在规定范围内，在自由场条件下，馈给扬声器 1W 粉红噪声信号，在其参考轴上距参考点 1m 处能产生的声帕,扬声器灵敏度越高，电声转换效率越高。国产飞乐 YD3-2001HE YD3-2004 型扬声器，同是 8 英寸的扬声器，前者为普通
8、纸盆，灵敏度93DB，后者为橡皮边，灵敏度88DB，显然后者灵敏度较低。6.2 传声器传声器，是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，由 Microphone 翻译而来。也称话筒、微音器。二十世纪，麦克风由最初通过电阻转换声电发展为电感、电容式转换，大量新的麦克风技术逐渐发展起来，这其中包括铝带、动圈等麦克风，以及当前广泛使用的电容麦克风和驻极体麦克风。符号：B、 BM 或 MIC，1、动圈传声器这是一种最常用的传声器。它的结构如图 2-2-1 所示，主要由振动膜片、音圈、永义磁铁和升压变压器等组成。它的工作原理是当人对着话筒讲话时，膜片就随着声音前后颤动，从而带动音圈在磁场中作切割磁力线的运
9、动。根据电磁感应原理，在线圈两端就会产生感应音频电动势，从而完成了声电转换。为了提高传声器的输出感应电动势和阻抗，还需装置一只升压变压器。 动圈传声器结构简单、稳定靠、使用方便、固有噪声小，被广泛用于语言广播和扩声系统中。但缺点是灵敏度较低、频率范围窄。近几年已有专用动圈传声器，其特性和技术指标都较好。2、电容传声器电容传声器是靠电容量的变化而工作的。它的结构如图所示，主要由振动膜片、刚性极板、电源和负载电阻等组成。它的工作原理是当膜片受到声波的压力，并随着压力的大小和频率的不同而振动时，膜片极板之间的电容量就发生变化。与此同时，极板上的电荷随之变化，从而使电路中的电流也相应变化，负载电阻上也
10、就有相应的电压输出，从而完成了声电转换。电容传声器的频率范围宽、灵敏度高、失真小、音质好，但结构复杂、成本高，多用于高质量的广播、录音、扩音中。3、 驻极体电容传声器这种传声器的工作原理和电容传声器相同，所不同的是它采用一种聚四氟乙烯材料作为振动膜片。由于这种材料经特殊电处理后，表面被永久地驻有极化电荷，从而取代了电容传声器的极板，故名为驻极体电容传声器。其特点是体积小、性能优越、使用方便，被广泛地应用在盒式录音机中作为机内传声器。4.传声器的主要技术参数a.灵敏度：传声器在自由场中，接受一定的外部声压而输出的信号电压（输出端开路时）单位 mV/Pa 或 dBb.频率响应：传声器在自由场中灵敏
11、度和频率间的关系频率响应越好，音质越好。普通 100-1000HZ，较优的 40-1500HZ，更好的 20-20kHZc.输出阻抗：在 1KHZ 频率下测量的传声器输出阻抗输出阻抗小于 2k 的为低阻抗，大于 2k 的为高阻抗低阻抗，低阻抗低阻抗应用比较广。d.指向性：传声器灵敏度随声波入射方向而变化的特性全向性：对来自四周的声波都有基本相同灵敏度（心形、超心形、超指向）单向性：正面灵敏度明显高于背面双向性：前后两面灵敏度一样，两侧灵敏度较低e.固有噪声：没有外界声音、风流、振动及电磁场等干扰的环境下测的的输出电压有效值7.显示器件及显示电路在各种数字仪表中，常需要将测量或处理的结果显示出来
12、。实现这种功能的电路称为显示电路。完成显示的器件称为显示器件，常用的有 LED 显示电路和 LCD 显示电路。根据驱动方式不同有分为动态驱动电路和静态驱动电路。7.1LED 数码管与 LED 显示器将发光二极管制成条状并按照一定规律组合，构成数字“8” ，就构成了 LED 数码管，使用时按规定使某些笔端发光，即可组成 09 的一系列数字。7.1.1 LED 数码光的结构可以分为共阳极与共阴极两种，共阳极就是把所有 LED 的阳极连接到共同接点 com，而每个 LED 的阴极分别为 a、b、c、d、e、f、g 及 dp（小数点） ；共阴极则是把所有 LED的阴极连接到共同接点 com，而每个 L
13、ED 的阳极分别为 a、b、c、d、e、f、g 及 dp（小数点） ，如下图所示。图中的 8 个 LED 分别与上面那个图中的 ADP 各段相对应，通过控制各个 LED 的亮灭来显示数字。7.1.2 LED 数码显示器的分类外形尺寸：小型双列直插式大型印制板插入式显示位数：一位数码管双位显示器两个 LED 装成一体结构紧凑，成本低多位动态扫描将各位同一笔段的电极（驱动端）短接后，作为一个引出端，并且各位数码管按一定顺序轮流发光显示，只要扫描频率足够高，就观察不到闪烁现象人的视觉频率为 2425Hz亮度：普通亮度：发光强度0.3mcd高亮度：I V5mcd字形结构：十字1， “米” ， “8”字
14、型7.1.3 性能特点能在低电压、小电流条件下驱动发光发光响应时间极短，高频特性好，单色性好，亮度高体积小，重量轻，抗冲击性能好寿命长，成本低7.1.4 LED 点阵显示模块用 LED 发光管组成阵列形式构成显示模块，可根据需要显示任意图形。元件引脚排列CILE 1588AB-57.2 液晶显示技术液晶，介于固体和液体之间的一种有机化合物。 液晶显示(Liquid Crystal Display)简称 LCD，以其独特的低压、微功耗特性广泛应用于便携式电子产品如移动通信和笔记本电脑中。分为：近晶型、向列型、胆兹型在数字显示中，主要采用场效应（扭曲）向列型液晶。1、结构TN 液晶显示屏的基本结构
15、是：将涂有 ITO 透明导电层的玻璃光刻上一定的透明导电电极图形，将两片这种玻璃基板夹持一层液晶材料，四周进行密封，形成一个厚度仅为几微米的扁平液晶盒。由于在玻璃内表面涂有一层定向膜（也称配向膜） ，并进行了定向处理，盒内的液晶分子沿玻璃表面平行排列，且由于定向膜定向处理的方向互相垂直，液晶分子在两片玻璃之间呈 90扭转。因此 TN 液晶显示屏也称为扭转向列液晶显示屏。2.液晶显示器件的应用单独的液晶显示屏不可以直接应用，必须加装必要的驱动电路，组成特定规格的显示组件，如 1602、12862 等，前者表示可以显示 162 个字符，后者表示分辨率，应用时只要掌握所选液晶显示元件的驱动方法，就可
16、直接应用。8.片状元器件（贴片元件）SMC 和 SMD随着电子元件由大、重、厚向小、轻、薄发展，出现了片状元件和表面组装技术。比如我们的通讯工具由大哥大到手机就是一个典型的例证。1.特点：无引线或短引线的新型微小型元器件，适合于在没有通孔的印制板上贴焊安装，是表面组装技术的专用器件特点：将电子元件直接安装在印制板表面，与传统的通孔元件相比，尺寸小，安装密度高，减少了引线分布的影响，降低了寄生电容和电感，高频特性好，增强了抗电磁干扰和射频干扰的能力。计算机、移动通信设备、医疗设备、电子测量仪器、录象机、彩电高频头、vcd 机2、种类形状：矩形、圆柱形、异形（翼形、钩形）功能：无源元件、有源器件、
17、机电元件（开关、连接器、继电器、CPU）3.封装规格：标准零件之尺寸规格有英制与公制两种表示方法，如下表公制表示法 1206 0805 0603 0402英制表示法 3216 2125 1608 1005含义 L:1.2inch(3.2mm)W:0.6inch(1.6mm) L:0.8inch(2.0mm)W:0.5inch(1.25mm)L:0.6inch(1.6mm)W:0.3inch(0.8mm)L:0.4inch(1.0mm)W:0.2inch(0.5mm)注：a、L（Length）：长度； W（Width）：宽度； inch：英寸8.1 常见的片状元器件1.片状电阻器A矩形电阻器：
18、厚膜片状电阻器 和薄膜片状电阻器无统一规则，一般阻值标在表面片状电阻，目前使用最多的是 3.2mm1.6mm 或 2mm1.5mm 两种规格。因其体积小，通常用 3 位阿拉伯数字来标注片状电阻的阻值，其中第 1 位数代表阻值的第 1 位有效数；第 1 位数表示阻值的第 2 位有效数字；第 3 位数字表示阻值的倍率（即在前两位数字后边加 0 的个数） 。例如 202 代表 20 后边加 2 个 0，即 20002k。681 表示在68 后面加 1 个 0，即 680。105 表示 1M。100 表示 10（不要误认为 100） ，470 表示 47。对于带小数的欧姆级片状电阻，用 R 代表 。例
19、如 2R2 代表2.2， 8R2 代表 8.，R47 表示 0.47 等。B圆柱形电阻器：金属膜、碳膜，功率 1/10、1/8、1/4W色环 体积：1.02.0、1.53.5、2.25.9mm圆柱形电阻器的高频特性差，但噪声和三次谐波失真较小（音响）矩形电阻器：电子调谐和移动通信产品中，可提高安装密度和可靠性，制造薄型整机C电位器：采用玻璃釉材料特点：高频特性好，使用频率高、阻值范围宽2.片状电容器 A片状陶瓷电容器：矩形、圆柱形，采用多层叠加结构，片状独石电容，应用比较广泛。与普通陶瓷电容相比的优点：比容大，内部电感小，损耗小，高频特性好，另外，耐潮性和可靠性好CC3216 耐压：低压：20
20、0V 以下，50、100V。中高压：200、300、500、1000。没有标志，贴装时无朝向性B片状固体电解电容：铝和袒电解电容器，铝：体积大，价格便宜，消费类电子产品，与普通的不同在引脚上袒：体积小，价格贵，响应速度快，用在高速运算电路中正极：有横标贴片电解电容标示代码中字母与耐压关系3.片状矩形电感器：片状叠层电感和线饶电感叠层电感：外观与独石电容很相似，尺寸小，Q 值低，电感量也小0.01200F优点：具有磁路闭合、磁通量泄漏少，不干扰周围元器件，也不易受干扰和可靠性高线饶电感：采用高导磁铁氧体磁芯，提高电感量，可垂直缠绕/水平缠绕，水平性能更好电感范围：0.11000F，额定电流最高 300mA。4.片状二极管和三极管二极管：圆柱形、矩形，圆柱形：没有引线，将二极管芯片安装在具有内部电极的细玻璃管中，两端装上金属帽，做正负极，外形尺寸：1.53.5mm，2.75.2mm。矩形：有三条 0.65mm 短引线。 单管、对管（共阴、共阳、串接）三极管：（体积微小，散耗功率也小）电路设计时，应考虑散热条件，给器件提供热焊盘、将器件与热通路连接，在封装顶部加散热片，必要时降额使用，提高可靠性，选用额定值比实际值大 1.52 倍的电压、电流、耗散功率。5.其他片状元件如片状基础电路（IC） ，片状发光耳机管、片状扬声器等。
