【电声基础】扬声器的阻抗（impedance）

admin

更新内容：2.9.5 Impedance（扬声器阻抗基本概念、扬声器阻抗-频率曲线）【基本概念】1 电阻抗（impedance）   （电声词典）具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电流所起的阻碍作用，称为阻抗。Z=[（R2+（ωL-1/ωC）2]1/2，单位是欧姆，符号是Ω。2 阻抗（impedance）   （电声词典）一个拟力的量（力、压力、电压）和它所产生的拟速度的量（速度、体积速度、电流）的复数比值。它只适用于恒稳状态下的单频率的量（这些量可以用时间的复指数的函数表示）。在复数比值中含有时间的因数被消掉，只剩下与时间无关的复数，表示拟力量与拟速度之间的数量关系和相位关系。但在习惯上有时把阻抗推广到非正弦与非线性系统中。3 扬声器阻抗(特性)曲线[impedance (characteristic) curve of loudspeaker;impedance frequency characteristic of loudspeaker ]   （电声词典）它是指扬声器的阻抗模值随频率变化的曲线。4 扬声器阻抗-频率曲线（ impedance versus frequency curve）   它是描述扬声器阻抗随频率变化的图形曲线。它显示了在不同频率下，扬声器对电信号的阻碍程度或阻力的变化情况。它通常以频率（横轴）和阻抗值（纵轴）为坐标轴来绘制。曲线上的每个点表示在相应的频率下，扬声器的阻抗大小。   通过观察阻抗-频率曲线，用户可以更好地了解扬声器的电学特性和频率响应。这有助于选择适配的功率放大器和扬声器电缆，并确保音频系统的正常工作和最佳性能。该曲线能够提供以下信息：   （1）阻抗变化：曲线显示了扬声器阻抗如何随着频率的变化而变化。它可以显示阻抗的整体趋势，例如随着频率增加，阻抗是增加还是减少。   （2）最小阻抗：曲线中的最低点表示扬声器在其工作范围内阻抗最小的频率。这是购买者关注的重要指标之一。如果扬声器的阻抗过低，可能会导致功率放大器过载或不稳定。   （3）峰值和谷值：曲线上的峰值和谷值表示在特定频率下阻抗达到的最高或最低点。这些峰值和谷值可能与扬声器的共振频率、谐振现象或其他特定声学特性有关。5 功率放大器（power amplifier）
   （电声词典）由电压比较小、功率也比较小的信号推动，能向低阻抗负载输出大功率的放大器。【正文】
   扬声器阻抗是指扬声器对电信号的阻力或阻碍程度。它是一个复杂的电学性质，用以描述扬声器对通过其引入的电流和电压的相对关系。阻抗由两个要素组成：电阻和电抗。   （1）电阻（Resistance）：电阻是阻碍电流流动的特性。它是扬声器对电流的直接阻力。电阻以欧姆（Ω）为单位表示。通常情况下，扬声器的电阻是较为稳定的，不随频率变化而变化。   （2）电抗（Reactance）：电抗是指扬声器对交流电信号的阻碍程度，它包括电感和电容的影响。电感导致阻抗随频率增加而增加，而电容导致阻抗随频率增加而减小。电抗以欧姆（Ω）为单位表示。   它并非在所有频率下都保持恒定。实际上，大多数扬声器的阻抗对频率具有一定的依赖性。这是因为扬声器设计需要考虑到音频信号的频率响应和声学特性。因此，在规格表中提供的名义阻抗（例如4Ω、8Ω或16Ω）只是一个大致值，往往并不能准确反映扬声器在不同频率下的真实阻抗。   当扬声器与其他组件一起使用时，扬声器阻抗的重要性就发挥了作用。为了使扬声器有效工作并发出正确的声音，它必须与其他电气部件（最常用的部件是放大器）按比例匹配。   当你在电路中使用扬声器时，它的阻抗额定值应该与连接到扬声器的放大器可以驱动的最小阻抗额定值相匹配。如果你使用的扬声器阻抗比放大器驱动的阻抗高，你就无法获得最大的声音量。   如上图所示，根据欧姆定律和分压器的工作原理（在阻抗较高的电路部分之间降低更大电压，在阻抗较低的电路部分上降低更小电压），我们可以看，左侧的原始电压声音信号在放大器和扬声器之间被分压。如果放大器的阻抗比扬声器的阻抗低，则声音电压信号不会完全下降，它将不会接收到足够大的信号来放大到扬声器，扬声器将只播放较小的放大信号，并且不会产生最大声音；如果我们使用的扬声器阻抗低于放大器驱动器，则可能会使放大器过热。   The impedance of a loudspeaker is very seldom constant with respect to frequency. For this reason, the nominal impedance provided in the specification sheet—typically 4Ω, 8Ω, or 16Ω—is often useless as a figure of merit. Because power amplifiers have limited ability to drive excessively low impedances and because loudspeaker cabling may have nonnegligible不容忽视的 series resistance, it behooves the prospective purchaser of a loudspeaker to examine its impedance versus frequency curve. Of greatest interest is the minimum impedance seen in the device’s bandwidth and, to a lesser extent, the frequencies and magnitudes of any peaks in the curve.   （AI）从扬声器阻抗曲线来判断扬声器品质是一个综合性的评估过程，需要考虑以下几个方面：   （1）平稳的阻抗曲线：高质量的扬声器通常具有相对平坦的阻抗曲线，即阻抗在不同频率下变化较为平缓。这表示扬声器在整个频率范围内能够提供均衡的阻抗特性，使得功率放大器能够更好地驱动它。   （2）合适的阻抗范围：扬声器的阻抗应该与所使用的功率放大器匹配。阻抗曲线应该表现出一个合理的阻抗范围，既不过低也不过高。过低的阻抗可能导致功率放大器的过载或烧毁，而过高的阻抗可能导致功率输出不足。   （3）阻抗峰值和谷值：阻抗曲线上的峰值和谷值可能是扬声器特定频率响应的产物。一些扬声器设计可能会在特定频率附近产生共振或谐振现象，导致阻抗发生剧烈变化。过多的峰值和谷值可能会对音频系统的性能和稳定性产生负面影响。   （4）最小阻抗：阻抗曲线上的最小阻抗点通常是用户关注的重要指标之一。如果扬声器的最小阻抗过低，可能会导致功率放大器的过载或不稳定。因此，最小阻抗应该在正常工作范围内，并与所使用的功率放大器相匹配。【Reference】《Electroacoustic Devices: Microphones and Loudspeakers》Edited by Glen Ballou《电声词典》第二版www.learningaboutelectronics.com【免责声明】推文引用的资料大部分来源于网络和书籍，推文的目的仅仅在于交流学习分享知识，并不意味着赞成和反对，且不为其版权负责。如涉及侵权，请及时联系我删除。

flyriz

扬声器单元的额定阻抗是一个纯电阻的阻值，是被测扬声器单元在谐振频率后第一个阻抗最小值。这时音圈自感所产生的反电动势和音圈振动所产生的反电动势因大小相等方向相反而互相抵消，使扬声器的阻抗值最近似等于音圈的直流电阻。我国国家标准GB9399-88《扬声器主要技术参数》中规定扬声器单元的额定阻抗值优选系列为：2、4、8、16和32Ω。目前国内和国际上大部分扬声器的额定阻抗值为4Ω或8Ω。
扬声器的额定阻抗由扬声器生产厂家给出，标注在产品商标或扬声器的下导磁板上。扬声器的额定阻抗也可以根据扬声器音圈的直流阻值估出，将万用表测出的扬声器音圈直流电阻乘以1.1~1.3倍即为该扬声器的额定阻抗扬声器频率特性。
技术上我们定义阻抗曲线中低频部分谐振频率处呈现最大阻抗后出现的最小阻抗为喇叭的阻抗。而我们平时用万用表测出的电阻是喇叭音圈的直流电阻，是其标称阻抗值的百分之八十左右。