電工實習做了一個挺有趣的小音響，雖然音質不太好，但是其中的電路原理不由得讓我十分感興趣.特此做一個入門的研究。

從揚聲器原理開始（磁式揚聲器）

• 要了解揚聲器，首先從我們最熟悉的耳膜開始講起：

人耳的內側有一層很薄的面板，我們稱它為耳膜。當耳膜振動時，大腦將這種振動解釋成為聲音，此即為聽覺。氣 壓的急劇變化是引起耳膜振動最常見的因素。物體在空氣中振動時，會發出聲音（聲音也能通過液體和固體傳播，但空氣是我們聽到揚聲器發出的聲音的傳播媒介。當有物體振動時，它會使周圍空氣分子發生移動。這些空氣分子又會擠壓它們周圍的空氣分子，從而以傳播擾動的方式在空氣中傳播振動。

麥克風的工作原理與人耳類似。它有一層振膜，周圍的聲波能引起振膜振動。 來自於麥克風的訊號被編碼為電子訊號儲存在磁帶或CD上。當在立體聲系統中回放這種訊號時，放大器將其傳送到揚聲器上，從而又將其重新定義為機械振動。優 質揚聲器產生的氣壓波同麥克風原來收集到的波完全一樣。

那麼揚聲器如何完成【電訊號~機械振動~聲音】這個過程呢？

我們採取倒推回去的方法來講

我們平時看到的音響喇叭一般長這樣【圖1】

外面這個光光亮亮的還有旁邊一圈白色的我們叫：撓性振盆 or 振膜

1. 撓性振盆 or 振膜

what is 振膜？

• 撓性振盆通常由紙、塑料或金屬製作而成，與懸掛架的寬端相連。
• 懸掛系統或環繞系統是撓性材料的邊沿，它能使振盆活動，並且與稱為籃的驅動器的金屬框連線。(即最外圍一圈的灰色物質，十分軟)
• 振盆的窄端與音圈相連。（音圈是什麼？看下面）
• 音圈通過三角架（一個撓性材料環）與籃相連。 三角架將音圈固定入位，但允許其來回地自由擺動。

【圖2】暴力拆裝第一層：確實是紙和塑料構成的振膜（最外面那層邊界金屬支架為懸掛架的寬端）

【圖3】暴力拆裝第二層，我們看到了振膜下面的結構

 【圖4】暴力拆裝第三層，我們可以看到磁鐵和音圈，其中音圈為纏繞的導線。（音圈與振盆於中間相連）

【圖5】音圈特寫（可在圖中看到有兩條細細的導線被引出來，這個與振膜上的兩條導線相連進而連到外部導線（圖4））

2. 音圈和磁體

（1）音圈：

音圈是一個基本的電磁體。電磁體是一個線圈，通常纏繞在磁性金屬體上，例如：鐵上。 電流流經線圈，線上圈的周圍產生磁場，將線圈纏繞的金屬體磁化。這個區域相當於永磁體周圍的磁場：它有兩個極性，一極是“北極”，另一極是“南極”，並且 能吸附含鐵物體。與永磁體不同的是，它能改變電磁場的極性。改變電流方向，電磁場的北極和南極也會相應地改變。這就是立體聲訊號所要完成的任務——它不斷地改變電流的流向。如果您曾經組裝過音響系統，您就會明白每個揚聲器有兩根輸出線，通常一根是黑線，另一根是紅線。 實際上，放大器在不斷地切換電子訊號，並且在紅線的正負電荷之間波動。因為電子始終在正、負電粒子之間以同一方向流動，所以，電流從揚聲器出 來，沿一個方向流動然後轉向，從另一方流出。這種交流電能引起電磁場的極性在一秒中之內能改變多次。 

（2）磁體：

那麼，這種波動是如何使揚聲器的音圈來回移動的呢？

音圈可以插進去
（可以小幅度振動）

電磁場定位在永磁場產生的恆磁場中。兩個磁體（電磁體和永磁體）象 任何兩個磁體一樣相互作用。電磁體的正極與永磁場的負極相吸，電磁體的負極與永磁場的負極相斥。當電磁體的極性切換時，其排斥和吸引的極性也隨之改變。於 是，交流電不斷地改變音圈和永磁體之間的磁力。這將推動音圈象活塞一樣快速地來回運動。當流經音圈的電流改變方向時，音圈的極性也隨之改變。這將改變音圈和永磁體之間的磁力，使音圈和其所連線的隔膜來回地運動。當音圈運動時，會推拉揚聲器的振盆。這將促使揚聲器前面的空氣發生振動，產生聲波。電子音訊訊號也可看作是一種波。 代表了原始聲波的波的頻率和振幅體現了音圈移動的速度和距離。反過來，這種速度和距離又決定了隔膜運動產生的聲波的頻率和振幅。不同的驅動器大小更好地適合於一定的頻率範圍。因此，擴音器通常在多驅動器之間分配了一個較大的頻率範圍。

3.總結

所以發聲過程其實就是：當喇叭接收到由音源裝置輸出的電訊號時，電流會通過喇叭上的線圈（音圈），併產生磁場反應。而通過線圈的電流是交變電流，它的正負極是不斷變化的；正極和負極相遇會相互吸引，線圈受到喇叭上磁鐵的吸引向後（箱體內）運動；正極和正極相遇則相互排斥，線圈向外（箱體外）運動。這一收一擴的節奏會產生聲波和氣流，併發出聲音，它和我們講話的喉嚨振動是同樣的效果。【音圈帶動振膜】

那麼，要什麼形式的電訊號，才可以驅動喇叭呢？

我們需要音訊訊號，但是此時的音訊訊號一般較弱，如果直接用供給的音訊訊號是絕對不夠功率驅動喇叭發聲的（或者很小很小聲）。這個時候我們需要功率放大電路。

功率放大電路用分立元器件搭建一般沒有廠家直接做好的晶片那麼穩定，而且考慮成本，我們直接選用驅動晶片即可。此處我們使用ST公司的TDA2822M

一、TDA2822M晶片

1. 晶片介紹

TDA2822M是意法半導體（ST）開發的雙通道單片功率放大積體電路，通常在袖珍式盒式放音機、收錄機和多媒體有源音箱中作音訊放大器。同時，TDA2822M靜態電流小，交越失真也小，電源電壓範圍為1.8~15V，因此，在這個範圍內均可工作。輸出功率可以做得比較高。TDA2822M 具有電路簡單、音質好、電壓範圍寬等特點。

2. 晶片實物圖

 3. 晶片引腳分佈圖

4. 晶片內部電路

 5. 廠家給出參考典型應用

由此圖我們可以看到，這個晶片簡單來說就是可以將兩個微弱訊號放大的電路（所以可以用於左右聲道放大）

二、這時我們可以進一步進入下一個電路，下面這個電路形成了一個較完整的基本音響電路。

1. 電路圖

 2. 電路圖解析：

（1）左邊L-IN與R-IN為音訊訊號輸入，輸入線如下圖：——訊號輸入

 （分成三根線：一根GND線，一根左聲道L-IN，一根右聲道R-IN）

（2）音訊訊號輸入到立體聲盤式電位器的輸入端（VOL）——音量控制電路

 此旋鈕其實是兩個50KΩ的電位器

（3）2 路音訊訊號再分別經過經過R1 、C1 、R4 、C4 耦合到功率放大積體電路D2822 的輸入端6 、7 腳

（4）經過IC1 （ D2822 ）內部功率放大後由其1、3 腳輸出經過放大後的音訊訊號以推動左、右兩路揚聲器工作。

（5）電路中的發光二極體LED 起電源通電指示作用。撥動開關K1 可以控制電源的開或關。直流電源插座DC 起電路可以外接電源的作用。

總結TIPS:

功放電路 TDA2822 是一片內部集成了雙路音訊功率放大器的積體電路，其工作電壓範圍是 1.8~15V，2 腳是電源輸入端，4 腳是公共接地端，7、8、1 腳分別是其中一路放大器的正  向輸入、反向輸入、輸出端，6、5、3 腳別是另一路放大器的正向輸入、反向輸入、輸出端,晶片工作時兩個輸出端的電壓約等於 1/2 電源電壓.

• C3、C6 作為輸出電容隔開直流電  避免燒壞喇叭
• C2、C5 是用來調整輸出訊號相移的，避免功放電路產生自激振盪而損壞
• C7、C9 為反向輸入端訊號耦合電容
• R1、R4為輸入電阻，它決定了放大器的輸入阻抗。

 最終完成電路套件如圖所示：

From Wilson_hhx 

2019/12/18