《扬声器系统》详细介绍了纸盆扬声器、球顶形扬声器、号筒扬声器和各种扬声器箱的结构、工作原理及特性,以及与扬声器有关的声学知识。全书分为16章,包括声音重放的物理过程,听觉心理,节目声的性质,高保真扬声器应有的性能,纸盆扬声器、球顶形扬声器、号筒扬声器,扬声器箱、扬声器系统,监听扬声器,其他类型扬声器,放大器与扬声器,重放声音与房间的声学性质,扩声用扬声器系统,耳机和扬声器特性的测量方法。
《扬声器系统》可供扬声器制造厂的技术人员和工人、相关科研单位的研究人员以及高等院校有关专业的师生阅读和参考。对于广大的扬声器使用者也有一定的参考价值。
出版社根据读者要求,将《扬声器系统》一书再版。这本书早已售缺,有需要者只好托人复印,网上还有扫描的电子版。时间常常是考验事物价值的最好办法。20年过去了,许多事烟消云散,一本技术书还有人看、有人买,这就是价值的体现。《扬声器系统》这本书有两个特点:第一,它是由研究扬声器的专家编写;第二,它是为研究扬声器的人而编写。我们所关注的扬声器技术问题,书中几乎都曾提到。
《扬声器系统》这本书,见证了中国扬声器事业的发展。中文版出版之日,正是中国扬声器行业腾飞之时。中文版再版之时,中国已成为一个扬声器大国,出口量、产量稳居世界第一位。
现在有关扬声器的论文和书多了起来,在当时一无图纸、二无资料的时期,《扬声器系统》对中国电声技术人员是起到相当的参考作用。
当然这本书也不是完美无缺的。由于出版早,有些近年来扬声器技术的新进展,如音箱的Thiele-Smau理论、一些设计软件、一些计算机辅助测量……都没有涉及。
对我个人来讲,还要特别感谢张绍高教授、吴光威教授两位合作者。由于张绍高教授的高风亮节、学者风度,使这本书能合作出版,从此坚定了我从事扬声器技术工作的决心,也因为这本书结交了很多电声界的朋友。飞乐公司总工程师张本厚先生,曾对本书与另一译本逐字逐句对照,对此译本大加赞扬与鼓励。
对本书再版,得到国防工业出版社姜育仁先生及许多朋友支持和协助。联系山本武夫先生、日本出版社,花了几年工夫,其中范萍女士、日野捷吉郎先生也起到关键作用。在此表示深切的感谢。
第1章 声音重放的物理过程
1.1 声波
1.1.1 声音
1.1.2 声音三要素
1.2 声场的理论
1.2.1 声场方程式
1.2.2 速度势
1.2.3 平面波声场
1.2.4 驻波
1.2.5 球面波声场
1.2.6 声波的折射
1.2.7 声波的衍射
1.3 声音辐射系统
1.3.1 圆形活塞振动板产生的声场
1.3.2 辐射声的指向性
1.3.3 辐射阻抗
1.3.4.障板附近点声源的辐射功率
1.4 机械振动系统
1.4.1 单一自由度振动系统
1.4.2 膜振动
1.4.3 板的振动
1.5 声音振动系统
1.5.1 声管中传播的声波
1.5.2 声学元件
1.5.3 声变量器
1.6 电-力-声系统类比
1.6.1 机械系统的等效电路
1.6.2 声音系统的等效电路
1.6.3 电-力-声类比
1.7 电声换能器
1.7.1 电动式换能器
1.7.2 静电式换能器
参考文献
第2章 听觉心理
2.1 人耳和听觉
2.1.1 人耳的构造
2.1.2 听觉的机理
2.2 声音的属性
2.3 听阈
2.4 音调(声音的高低)
2.4.1 影响音调的主要因素
2.4.2 音调的量度
2.5 声音的响度和等响曲线
2.5.1 声音的强度和响度
2.5.2 等响曲线
2.5.3 宋尺度
2.5.4 声音的响度和持续时间
2.6 噪声公害
2.6.1 噪声强度的表示方法
2.6.2 NRN曲线
2.7 掩蔽
2.7.1 掩蔽效应
2.7.2 纯音相互间的掩蔽
2.7.3 由掩蔽引起的音色变化
2.7.4 临界频带的宽度
2.8 对声音变化的感觉
2.8.1 辨别阈
2.8.2 频率的辨别阈
2.8.3 声强的辨别阈
2.8.4 调频的辨别阈
2.8.5 调幅的辨别阈
2.8.6 频率特性变化的辨别阈
2.8.7 失真的辨别阈
2.8.8 相位变化的辨别阈
2.9 对音色的感觉
2.9.1 关于音色
2.9.2 决定音色的因素
2.9.3 音质的评价术语
2.9.4 音质评价术语与物理特性的关系
2.10 两声道重放声的方向定位
2.10.1 方向定位能力
2.10.2 两声道的方向定位
2.10.3 两声道重放
2.10.4 关于立体声声场的牧田理论
2.10.5 声像的性质
2.11 多声道重放的方向定位
2.11.1 真实声源在水平面内的方向定位
2.11.2 合成声源在水平面内的方向定位
2.11.3 多声道立体声用扬声器的排列
2.11.4 各声道间的相位差和压迫感
2.11.5 声场的广度感觉
参考文献
第3章 节目声的性质
3.1 声源的性质
3.1.1 表示声源性质的方法
3.1.2 频带
3.1.3 动态范围
3.1.4 指向性
3.2 节目声的性质
3.2.1 广播节目声性质的表示方法
3.2.2 频谱
3.2.3 电平分布
3.2.4 频谱-电平分布
3.2.5 两声道立体声与四声道信号
参考文献
第4章 高保真扬声器应有的性能
4.1 声频重放装置的组成和扬声器的任务
4.1.1 声频重放装置的组成
4.1.2 影响重放音质的各种因素
4.2 输出声压级
4.2.1 输出声压级和效率
4.2.2 额定输入功率和最大输入功率
4.2.3 最大输出声压级
4.3 失真
4.3.1 谐波失真
4.3.2 互调失真
4.3.3 异常声
4.4 输出声压频率特性
4.4.1 重放频带
4.4.2 输出声压频率特性
4.4.3 功率响应
4.5 指向性
4.5.1 高保真扬声器的指向性
4.5.2 扩声用扬声器的指向性
4.6 电阻抗特性
4.7 瞬态特性
4.8 相位特性
4.9 扬声器系统的形状和设计
4.10 立体声重放用扬声器应有的性能
4.10.1 频率特性
4.10.2 相位特性
4.10.3 指向性
4.11 高保真扬声器应有的音质
4.12 扬声器系统的物理特性和综合优良度
参考文献
第5章 锥形扬声器
5.1 锥形扬声器的结构与工作原理
5.1.1 锥形扬声器的结构
5.1.2 锥形扬声器的工作原理
5.2 振动系统的等效电路
5.2.1 机械振动系统的等效电路
5.2.2 电系统的等效电路
5.3 低声频段的特性
5.3.1 低频共振
5.3.2 低声频段的特性
5.3.3 低声频段的电阻抗特性
5.4 中声频段的特性
5.4.1 折环共振
5.4.2 锥体的分割振动
5.5 高声频段的特性
5.6 效率
5.7 锥形扬声器的失真
5.8 瞬态特性
5.9 相位特性
5.10 锥形扬声器的一般特性
5.11 锥形扬声器的部件
参考文献
第6章 球顶形扬声器
6.1 球顶形扬声器的结构及工作原理
6.2 球顶形扬声器的输出声压频率特性
6.3 球顶形扬声器的一般特性
6.4 球顶形扬声器的部件
参考文献
第7章 号筒扬声器
7.1 号筒扬声器的结构及工作原理
7.2 号筒
7.3 振动系统的等效电路与效率
7.4 号筒扬声器的特性
参考文献
第8章 扬声器箱
8.1 扬声器箱的种类
8.2 障板
8.3 封闭式扬声器箱
8.4 倒相式扬声器箱
8.5 特殊障板
8.6 扬声器箱的外形
8.7 扬声器箱用材料
参考文献
第9章 扬声器系统
9.1 组合型的目的
9.2 扬声器系统的组成方法
9.3 分频网络
9.4 网络用元件
9.5 多路放大器用滤波器
9.6 扬声器系统的一般特性
参考文献
第10章 监听扬声器
10.1 对监听扬声器所要求的性能
10.2 对监听扬声器所要求的音色
10.3 监听扬声器的组成
10.4 监听扬声器的实例
10.5 监听扬声器与高保真扬声器的不同点
参考文献
第11章 其他类型扬声器
11.1 扬声器的种类
11.2 海尔扬声器
11.3 电磁扬声器
11.4 静电扬声器
11.5 压电扬声器
11.6 放电型扬声器
11.7 带式扬声器
11.8 平板扬声器
11.9 乐器用扬声器
参考文献
第12章 放大器与扬声器
12.1 主放大器与扬声器的关系
12.2 扬声器的连接法
12.3 动反馈扬声器
参考文献
第13章 重放声音与房间的声学特性
13.1 瞬态声场
13.2 稳态的声场
13.3 房间的波动现象
13.4 扬声器的放置地点及特性
13.5 吸声和隔声
13.6 立体声听声范围的扩大
参考文献
第14章 扩声用扬声器系统
14.1 扩声用扬声器的布置设计
14.2 扩声用扬声器
14.3 抑制啸叫型扬声器
14.4 扩声用扬声器的施工方法
参考文献
第15章 耳 机
15.1 耳机的结构和工作原理
15.2 对耳机所要求的性能
15.3 振动系统的等效电路
15.4 对低声频特性的研究
15.5 对高声频段特性的研究
15.6 耳机的一般特性
15.7 耳垫
15.8 各种耳机
15.9 耳塞机
15.10 仿真头录声
参考文献
第16章 扬声器特性的测量方法
16.1 测量设备
16.2 扬声器特性测量法
16.3 利用脉冲测量扬声器特性的方法
参考文献
符号表
一个扬声器,它所包含的部件最多不过30个,一个扬声器系统,组成的部件也不过100个左右。所以要想从形式上来制造出一个扬声器是不困难的。但是,正如大家所知道的,扬声器音质是由数量不多的几个部件所左右,从而千差万别。因此,要想设计出音质良好的扬声器是相当困难的。
造成上述现象的原因是,在设计扬声器时,如果只凭基本的设计理论是不可能设计出音质优良的扬声器的。在设计中,还有赖于丰富的实践经验。但是,不运用基本设计理论来进行扬声器的设计,则不仅效率低,而且即使能制造出好的扬声器,也只能停留在这一个品种上。因此,应该在已有的理论研究成果范围内进行设计。在这基础上,再对音质细微的部分用试探法来进行改进,除此之外,别无他法。
扬声器的部件虽然比较少,但在整个声频系统中,扬声器却极大程度上决定着音质。在扬声器中有的部件同时承担几种不同功能,所以,设计起来比较困难。如果更换使用的部件,就会使音质得到很大的改变。
扬声器包括有辐射声音的部分(声音辐射系统:振膜,倒相箱孔等);振动部分(机械振动系统:振膜、定心支片等);将电信号转换成机械振动的部分(电声转换系统:音圈、磁体等);声音通路部分(声音振动系统:扬声器箱、号筒等)。
本章将对扬声器各部分的基本研究方法进行说明,以有助于对第2章以后内容的理解。在本章中使用了大学程度的数学,对这一部分理解困难的读者,可以跳过数学公式,只看插图的说明。