扬声器

电声换能器件
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扬声器（Loudspeakers）又称喇叭，是一种常用的电声转换器件，[1]最早由赖斯和凯洛格在1924年获得了扬声器专利，这也是现代扬声器的雏形。[7] 1930年，Bostwick制成了高频号筒扬声器，8年后“励磁式”扬声器被“永磁式”扬声器所取代。[8]20世纪中后期，扬声器在提高品质、普及率以及电声理论和测量技术等方面取得了不少成就。到2019年，非线性模型、主动控制系统、MEMS扬声器和音质评价等理论和技术不断成熟并广泛应用，扬声器领域正式迎来新的挑战与机遇。[9][10]
扬声器通常包含振膜、磁场、音圈、磁路等主要组件，其工作原理是一种将电能转换成声能，将电信号转换成声波，[5][6]主要技术指标有功率、额定阻抗、灵敏度等。[11]扬声器可以根据换能方式、结构形式、工作频段和用途等标准进行分类，不同类型适用于不同领域，[12][13][14]通常用于各种设备和场景中，包括音响系统、电视、计算机、手机、医疗诊断设备、火警报警系统等。[2][3][4]

发展历程

起源

自从佩奇（Page）在1837年发现了电发声原理以来，扬声器技术取得了持续的进步。不久后，于1876年2月14日，美国的贝尔（A.G.Bell）和沃森（Osen）成功申请了电话专利。随着时间的推移，声音的传输和再现方式也发生了改变。例如，在1877年，爱迪生（Edison）使用了一种特殊的装置来录制和播放音乐，这个装置采用了一个圆柱状的锡箔。这个锡箔会被唱针沿着声槽移动，引发振膜的振动，最终将声音从号筒中发出。早期的实验都涉及将电信号转化为可听的声音。科学家和工程师们主要依靠电磁感应原理，即通过电流流过线圈来产生磁场，从而导致与线圈相连的振动膜或薄膜振动，从而产生声音。[15]随着技术的不断改进，扬声器的设计也发生了演变。一项重要的改进是采用了舌簧扬声器，它用纸盆代替了金属膜片，并采用了直接辐射形式，这使音质得到了明显的改善。[16][8]然而，扬声器的最早发明要追溯到1877年，德国科学家的西门子（E.W. Siemens）在电报发报机研究中心提出了相关专利。另外，1898年洛奇（O.J. Lodge）也申请了英国专利，为扬声器的发展做出了贡献。此外，1890年怀特（A. White）发明了肩背式送话器，它可以看作是现代电话机的原型，为通信技术的发展奠定了基础。[17]