教你看懂揚聲器常用參數的物理意義
揚聲器的參數是指采用專用的揚聲器測試系統所測試出來的揚聲器具體的各種性能參數值。 其常用的參數主要包括：Z，F0，η0，SPL，Qts，Qms，Qes，Vas，Mms，Cms，Sd，BL，Xmax，Gap gauss。以下分別是這幾種參數其物理意義：
一、參數的物理意義
1、 Z:是指揚聲器的電阻值,包括有:額定阻抗和直流阻抗.(單位:歐姆/ohm),通常指額定阻抗；
揚聲器的額定阻抗Z:即為阻抗曲線第一個極大值后面的最小阻抗模值,即下圖中點B所對應的阻抗值.它是計算揚聲器電功率的基準。
直流阻抗DCR:是指在音圈線圈靜止的情況下,通以直流信號,而測試出的阻抗值，我們通常所說的4歐或者8歐是指額定阻抗。
2、 Fo(最低共振頻率)是指揚聲器阻抗曲線第一個極大值對應的頻率.單位:赫茲(Hz).
揚聲器的阻抗曲線圖是揚聲器在正常工作條件下,用恒流法或恒壓法測得的揚聲器阻抗模值隨頻率變化的曲線。
3、 η0(揚聲器的效率)是指揚聲器輸出聲功率與輸入電功率的比率.
4、 SPL(聲壓級)是指喇叭在通以額定阻抗1W的電功率的電壓時,在參考軸上與喇叭相距1m的點上產生的聲壓，單位:分貝(dB)
5、 Qts :揚聲器的總品質因數值.
6、 Qms:揚聲器的機械品質因數值
7 、Qes:揚聲器的電品質因數值.
8、 Vas(喇叭的有效容積):是指密閉在剛性容器中空氣的聲順與揚聲器單元的聲順相等時的容積.單位:升(L)；
9、 Mms(振動質量):是指揚聲器在運動過程中參與振動各部件的質量總和,包括鼓紙部分,音圈,彈波以及參與振動的空氣質量等.單位:克(gram).
10、 Cms(力順):是指揚聲器振動系統的支撐部件的柔順度.其值越大,揚聲器的整個振動系統越軟.單位:毫米/牛頓(mm/N).
二、揚聲器的非線性失真
揚聲器在重放音時會出現許多附加信號成分，從而形成非線性失真。其主要有以下幾種。
1、諧波失真
磁隙中磁場不均勻、振動系統邊緣折環和定心支片順性在大振幅情況下會引起諧波失真。這種失真總是出現在低頻段，頻率越低，紙盆振幅越大，諧波失真越明顯。
2、調制失真
揚聲器音圈同時輸入低頻和高頻信號，例如低頻100~200HZ，高頻6~7KHZ，紙盆則同時振動，并出現高頻聲振動調制低頻的現象，這樣必然會產生調制失真，使音色變壞，發硬。
3、瞬態失真
揚聲器音圈通以電流，帶動錐盆等產生振動而發音，這時必然會產生一定的慣性作用。慣性系統要達到穩定，需要一定時間，如果這種建立時間太久，各種變化極快的信號接踵而來，紙盆的振動跟不上信號的變化，而產生放音失真，尤以脈沖形聲音最為明顯。
4、分諧波失真
分諧波失真是紙盆揚聲器的一種固有失真。在輸入信號的正半周，紙盆向上彎曲運動，在信號的負半周，由于慣性作用，紙盆被拉直略往下彎曲，只待下一個輸入信號的正半周到來時才會往下運動。所以紙盆的運動只有信號頻率的一半，造成分諧波失真。這種失真對直線形紙盆較為明顯，而指數形紙盆幾乎不會產生分諧波失真。
三、揚聲器最大線性位移體積
最大線性位移Xmax是指揚聲器單元工作時錐盆單向位移的限度，單位是MM。當揚聲器錐盆的單向振幅超過這個限度時，切割磁場的音圈匝數減小，導致音圈的驅動力下降，揚聲器的輸出聲壓進入非線性狀態，失真明顯增大。
揚聲器單元的最大線性位移Xmax與揚聲器單元的有效振動面積Sd的成績就是我們通常所說的最大線性位移體積Vd它決定了揚聲器輻射聲音時能夠推動的最大空氣體積。
揚聲器的最大線性位移體積在很大程度上決定了該揚聲器單元在最低頻端上午最大輸出聲壓級.揚聲器的最大線性位移體積值越大,則揚聲器單元在較低頻率時能夠輻射的聲壓越高.口徑較大的揚聲器不僅有效振動面積較大,而且它的最大線性位移也較大.因此這種揚聲器具有較高的低頻輸出聲壓級優勢。
揚聲器單元的等效容積是指將某一揚聲器單元放入具有一定內容積的箱體后，倘若該箱體中空氣的聲順恰好與所用揚聲器單元的聲順相等，那么箱體的內容積就是該揚聲器單元的等效容積，揚聲器的等效容積簡稱Veq。
揚聲器單元的等效容積Veq與揚聲器的品質因數Q諧振頻率F一起決定了揚聲器的低頻特性。因此，也是設計音箱的重要參數之一。
四、揚聲器功率特性
揚聲器上所標識的功率參數值是產品的重要指標之一。由于國內外揚聲器功率質量指標定義的不一致，造成了同一產品規格上的混亂。為了消除這種混亂，1985年我國頒布了新部標，與1988年又通過GB9396-9400新國標，1996年改版為GB9396-9397-1996新國標。
在新部標和新國標中，結合國際電工委員會頒發的《電聲器件-揚聲器》和《對高保真設備中揚聲器的最低要求》，揚聲器質量指標-----功率定義為特性功率、最大噪聲功率（額定噪聲功率）、最大正弦功率、長期功率、（額定長期功率）和短期功率等。
1、標稱功率
標稱功率是用連續、正弦波有效值功率測定其失真值的，以揚聲器失真指標來確定，例如一個揚聲器標志失真低于3%，則定為5W時失真為3%，那么這個這個揚聲器的標稱功率就是5W。
2、特性功率
特性功率是指，在100~8000HZ頻率范圍內，測量儀輸入粉紅噪音信號至揚聲器系統，距離音源1M處產生一個94dB的特性聲壓級，其值決定于揚聲器的靈敏度。
3、最大噪聲功率（額定噪聲功率）
揚聲器系統在一定的額定頻率范圍內，規定用專門測試噪音信號加至揚聲器100H進行試驗（該噪音信號的頻譜分布較為接近實際的節目信號），結果并沒有過熱和機械損傷，達到長期安全地工作，這樣測試而得的功率稱為額定噪聲功率。這一功率與失真無關，所以往往比標稱功率大2~4倍。國外的揚聲器一般都標識這一功率，國產揚聲器也逐漸使用這一功率含義定值。
4、最大正弦功率
揚聲器系統在一定頻率范圍內，饋給連續正弦功率試驗，結果揚聲器音圈震振動不應該產生打底聲，也沒有過熱或機械損傷。由于該功率不受失真值的限制，所以該功率比標稱功率要高。
5、長期功率（額定長期最大功率）
揚聲器系統在一定頻率范圍內，饋給專門規定噪音信號功率試驗。揚聲器承受此功率在1min內不會產生永久性機械損傷,每2min試驗1次,重復10次。這項功率比額定噪聲功率大許多。
6、期功率
在一定頻率范圍內，饋給揚聲器系統專門規定的噪聲信號功率進行測試，揚聲器承受此項功率在1S內不會引起永久性的機械損傷，則此功率為短期功率。它在所有命名功率中標值最大，可比標稱功率大8~10倍。
7、音樂功率
功率主要取決于揚聲器承受250HZ以下短期正弦信號頻率的能力。揚聲器承受此功率，通過實際試驗，既無明顯的失真，也無過熱及機械損傷。音樂功率標值源于德國DIN45500標準，它是綜合功率的實際標值。
目前測試揚聲器承受功率時大多使用噪聲信號發生器。噪聲是一種不規則、間歇的信號，一般測試用的噪聲信號有白噪聲和粉紅色噪聲兩種，“白”和“粉紅”這兩個詞是由這兩種噪聲的頻譜決定的。
白噪聲是一種隨機噪聲，這種噪聲信號包含從20HZ~20KHZ的各種頻率，且這些信號的能量呈均勻分布；粉紅噪音也是一種隨機噪聲，但它的能量分布與頻率成反比，因此粉紅噪聲中的低頻成份較多，測試時由功率放大器饋給被測揚聲器一定的信號功率，被測揚聲器兩端輸入的電壓有效值的平方與被測揚聲器阻抗的比值既為該揚聲器的承受功率。
五、揚聲器品質因數
揚聲器單元的品質因數是設計和制作音箱前必須了解的重要參數之一。在揚聲器單元的阻抗特性曲線上它表示阻抗曲線在諧振頻率處阻抗峰的尖銳程度。它在一定程度上反映了揚聲器振動系統的阻尼狀態，簡稱Q值。
揚聲器單元的品質因數反映了當輸入揚聲器單元的電信號消失后揚聲器錐盆回復到靜止狀態下的快慢程度，或者說揚聲器單元電磁系統對振動系統的阻尼作用大小，即反映揚聲器單元的瞬態響應好壞。揚聲器單元的品質因數越高，表明揚聲器振動系統消耗能量越慢，諧振越不容易控制。
揚聲器的低頻特性通常由揚聲器單元的品質因數Q值和諧振頻率F決定Q值對F處輸出聲壓的影響關系：
Q值過低時揚聲器的輸出聲壓還沒到F處時就迅速下降，揚聲器處于過阻尼狀態，造成低頻衰減過大。
Q值過高時揚聲器的輸出音壓在F處會出現一個峰，揚聲器處于欠阻尼狀態，低頻得到過分的加強，Q值越大，峰值越陡。
因此揚聲器的品質因數Q值不能過高也不能太低，我們一般取它的臨界阻尼值即Q等于0.2~0.6作為最佳取值范圍。
揚聲器阻抗特性
揚聲器上標志的阻抗，單位為Ω。揚聲器單元的阻抗通常用它的阻抗特性和額定阻抗來表示，但兩者卻是兩個完全不同的概念。
1、阻抗特性
揚聲器音圈是一個用漆包線在圓筒狀骨架上饒制而成的線圈，它除了具有一定的直流電阻外還具有一定的電感。當音頻信號輸入時揚聲器音圈即在磁氣隙中上下振動。由于音圈電感的作用，這時在音圈中會感應出一個與音頻信號反向的感應電壓，這個與音頻輸入信號反向的感應電壓會削弱音圈中的電流，從而使音圈的阻抗增大。
隨著音頻信號頻率的上升這種效應會越來越大，這就使揚聲器音圈的阻抗隨音頻信號頻率的上升而增大。揚聲器單元的阻抗隨信號頻率而變化的規律稱為揚聲器單元的阻抗特性。
2、額定阻抗
揚聲器單元的額定阻抗是一個純電阻的阻值，是被測揚聲器單元在諧振頻率后第一個阻抗最小值。這時音圈自感所產生的反電動勢和音圈振動所產生的反電動勢因大小相等方向相反而互相抵消，使揚聲器的阻抗值最近似等于音圈的直流電阻。
我國國家標準GB9399-88《揚聲器主要技術參數》中規定揚聲器單元的額定阻抗值優選系列為：2、4、8、16和32Ω。目前國內和國際上大部分揚聲器的額定阻抗值為4Ω或8Ω。
揚聲器的額定阻抗由揚聲器生產廠家給出，標注在產品商標或揚聲器的下導磁板上。揚聲器的額定阻抗也可以根據揚聲器音圈的直流阻值估出，將萬用表測出的揚聲器音圈直流電阻乘以1.1~1.3倍即為該揚聲器的額定阻抗揚聲器頻率特性。
揚聲器的頻率特性是指當輸入揚聲器的信號電壓恒定不變時，揚聲器在參考軸上的輸出聲壓隨輸入信號的頻率變化而變化的規律。頻率特性也是衡量其質量的重要指標。對揚聲器頻率的要求，即是對重放音頻信號頻率范圍能否滿足要求而言，因此必須測定實際頻率特性曲線。
1、頻響曲線
測試必須在消聲室中進行。目前大多數揚聲器的頻響曲線在1M*1W的條件下測得，即輸入被測揚聲器單元的信號功率為1W；測量話筒沿被測揚聲器單元的參考軸 距離揚聲器的發射面1M；信號發生器的輸出信號經功率放大器放大后饋送到被測揚聲器，被測揚聲器輻射出的聲信號被測量話筒接收后轉變為電信號，經測量放大器處理后送至電平記錄儀。當信號發生器的輸出信號頻率發生變化時，揚聲器輸出聲壓發生的相應變化便同步地被電平記錄儀記錄下來，這就是被測揚聲器單元的頻響曲線。
2、有效頻率范圍
在被測揚聲器單元頻響曲線上聲壓級最高的區域選取一個倍頻程的寬帶，（倍頻程是指兩個頻率比為2的頻率間隔，例如500~1000HZ、3000~6000HZ都是一個倍頻程）計算出該帶寬的平均聲壓級，然后將此平均聲壓級作為基準，在此平均聲壓級以下10dB處作一條與X軸平行的直線。該水平直線與揚聲器的頻響曲線相交的兩個點所對應頻率之間的頻率范圍就是我們常說的揚聲器有效頻率范圍。
當輸入電動式揚聲器的信號頻率低于它的諧振頻率時，揚聲器的輸出音壓以每頻程12dB的速度下降，因此，國際電工委員會IEC規定將揚聲器單元的諧振頻率作為該揚聲器的低頻下限頻率，而將揚聲器單元頻響曲線高頻端的交點作為該揚聲器的高頻上限頻率。它們之間的頻率范圍稱為該揚聲器的有效頻率范圍。
有時揚聲器生產廠家還提供一種稱為揚聲器額定頻率范圍的指標。揚聲器有效頻率范圍與額定頻率范圍是兩個不同的概念，前者是指揚聲器單元能夠有效地重放出滿足一定聲壓級要求的信號頻率范圍，后者則是揚聲器生產廠家根據揚聲器單元的產品標準及用途而規定的最佳工作頻率范圍。
3、不均勻度
理想狀態下，揚聲器頻率特性曲線越平坦越好，但通常測得的揚聲器頻響曲線則是由一條具有許多峰谷點的不規則連續曲線。在被測的揚聲器有效頻率范圍內，頻響曲線上最大聲壓級與最小聲壓級之差，稱為該揚聲器單元的不均勻度，窄于1/9倍頻程的峰和谷可以忽略不計。
