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8寸舌簧喇叭灵敏度论证。

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发表于 2024-2-25 12:21:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 暖风轻音 于 2024-2-25 14:05 编辑

8寸舌簧喇叭在一般的介绍中标榜为灵敏度高,但是音质很差。

然而我将这个喇叭从10k转换到8欧姆之后和低功率高灵敏度5~8寸动圈对比,发现并无明显优势。下面从可依据参考的标准来对这个喇叭进行功率上的灵敏度校定。

使用的标准为:

SJ46-1965,中华人民共和国四机部部标准,200毫米电磁式扬声器技术条件。

Image_1708833024051.jpg

标准概括范围为200~205毫米,恰好覆盖203.2毫米的英寸8寸舌簧喇叭。

Image_1708833027936.jpg
Image_1708833032314.jpg

在上图部标准第2页中,明确给出了舌簧喇叭所适应的频率范围和最适应频率范围内的平均声压:

350-3000Hz(20dB)

600~1500Hz(3uBar 平均)

Image_1708833034423.jpg

基于第3页的第3条备注,可以知道测试是在标准功率0.1瓦下测试的。

于是舌簧喇叭的基础灵敏度为:

3uBar(600-1500Hz AVER) at 0.1W

Image_1708833035755.jpg

人耳最低可听闻声压级是20uPa,1Bar=100kPa,在测试标准中也对其进行了转换(2*10^-4uBar),所以舌簧喇叭的基础灵敏度转换为:

0.3Pa(300mPa) (600-1500Hz AVER) at 0.1W

根据声压级转换,lg((3*10^5)/(2*10^1))*20=83.522dB

又由于现代喇叭测试功率为1W,所以将其转换为瓦特,附加增益为  lg(1/0.1)*10=10dB

所以舌簧喇叭的灵敏度为:

93.522dB/W (600~1500Hz AVER)
350~3000Hz (20dB)

显然他的600-1500灵敏度并不算低--对灵敏度优化到相当高的8寸动圈才能有90~95dB/W,并且人耳在微弱小音量下实际可听带宽会缩小,人耳在极小音量下只能听到800Hz~3k左右的区域,这个时候这个喇叭的600Hz~1500Hz反而成为了甜蜜点,专药专治。

但是如果拿出一个95dB/W的动圈喇叭会怎么样呢--那不仅600Hz~1500Hz可以吊打,600Hz以下也可以吊打--舌簧喇叭会快速滚降,但是动圈仍然可以稳定高效率转换。

1500Hz以上也可以吊打,原因也还是如此。

更重要的是,对于350Hz以下和3000Hz以上动圈仍然可以高效率转换,而人耳在中等和较大功率下听闻的灵敏度是可听闻的音频范围内所有功率的加权相加值,所以自然而然高灵敏度的动圈喇叭不仅比舌簧喇叭好听,还比舌簧喇叭在主观上响。

所以:

1:当你找到一个灵敏度大于93.52dB/W左右的4寸以上的动圈时(四寸以下低音不足,实际听感比较劣质),你就可以几乎说吊打这个舌簧喇叭了--几乎不管任意功率动圈都会比舌簧喇叭音质更好,声音更响。

2:当你找不到一个灵敏度大于93.52dB/W时的喇叭也不要气馁--由于动圈喇叭可以几乎转换所有频带的音频功率,所以在中大功率下实际听闻灵敏度要比舌簧还要灵敏,比如一个91dB/W的6.5寸动圈不一定会比八寸舌簧在较大音量的情况下音量更差。并且音质要好的多。

--当然这是有前提限制的,如果你拿一个20瓦的小4寸发烧级喇叭,灵敏度只有80dB/W,那么神仙也很难推动。

3:舌簧喇叭窄频宽注定了他的声音会很难听,某种意义上它的灵敏度也就是靠调教的窄频宽去获得的。

如果你可以购买到一个880赫兹的音叉,并且使用电磁驱动可以获得95%以上的电声转换效率,那么879Hz以下基本不转换,881Hz以上也基本不转换。

并且q值很高,延迟声很大,很难说这个高效率的电磁音叉能用到矿石收音机里面当做耳机--这些特性也正是舌簧喇叭的特性,K-M频宽狭窄导致没有高低频,而Q值高造成的剧烈波峰变化导致声音变得模糊而延迟。

当你选择舌簧喇叭作为矿石收音机器件的时候,你就一定要做好这样的心理准备。

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发表于 2024-2-26 17:10:49 来自手机 | 显示全部楼层
ym78321 发表于 2024-2-26 17:07
找到了二个提到舌簧喇叭10千欧的旁证,红旗604收扩两用机、工农兵601收扩讲三用机,应该还有的。

不清楚,重拍试试
1708938603906.jpg
1708938632979.jpg

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 楼主| 发表于 2024-2-25 12:29:44 | 显示全部楼层
要注意到这个不标准的测试大气压参数少打了毫米,实际测试大气压应该是750±30mmHg。
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 楼主| 发表于 2024-2-25 13:08:06 | 显示全部楼层
8寸舌簧喇叭设计功率只有0.1瓦的原因是舌簧片在内部运动导致的磁失真限制和实际使用功率只有0.1瓦,而不是因为他比1瓦的动圈喇叭灵敏度高的多。

而不少动圈喇叭的标称灵敏度则是相当复杂的,会相关于本身磁路的基于安培力的电-力转换效率,以及纸盆特性和冲程设计。

但是有一个粗糙的判断标准是设计功率,一般动圈同尺寸者标称功率越低者则相对而言灵敏度较高,当然要注意还有纸盆冲程问题,比较于原来三倍冲程的纸盆在动圈还在运动限制的良好线性情况下可以保证灵敏度不变的情况下耐受功率提高到原来的9倍,如果原来是0.5瓦,现在就是4.5瓦,而灵敏度几乎一样,所以最终判定灵敏度的方法其实还得是看每瓦转换的声压级以及在声压级和对应的衰落范围以内,究竟能够覆盖多大的频率。

这里介绍一些典型小功率的喇叭,他们几乎出生于无线电繁荣的收音机时代,设计和现在喇叭的设计在细节上有所不同:

Image_1708836804481.jpg
飞乐牌,2寸(50.8毫米,一般简化为50毫米)25欧姆0.1瓦喇叭,是动圈里面不管是灵敏度还是尺寸都非常袖珍的规格。南京也有同尺寸同功率生产,只不过阻抗是8Ω,更为通用。

Image_1708836815885.jpg
不知名生产,2.5寸(63.5毫米,一般也简化为65毫米)0.25瓦 50欧姆内磁喇叭。

Image_1708836806232.jpg
索尼大法好商标,2.5×4寸,椭圆形,0.3瓦,8Ω

Image_1708836808031.jpg
南京牌,80毫米 (约3.15寸)0.4瓦,8Ω

Image_1708836810354.jpg
北京扬声器厂,莺歌牌,5寸(127毫米)0.5瓦 8Ω

Image_1708836814161.jpg
天津真美,6.5寸(165毫米)2瓦 8Ω

Image_1708836812444.jpg
飞乐 8寸 3瓦 8Ω

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发表于 2024-2-25 14:38:14 | 显示全部楼层
早起的好喇叭啊,好好利用起来
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发表于 2024-2-25 15:15:42 | 显示全部楼层
偶遇暖风老师,好荣幸
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发表于 2024-2-26 08:45:26 | 显示全部楼层
国标要求的是底线,相当于要求所有8寸舌簧喇叭灵敏度必须高于93.522dB/W。通常国标都是一个比较容易达到的指标,好的喇叭应该明显高于这个灵敏度(即使按正态分布一批喇叭也应该少部分明显高于这个灵敏度)。能实测几个喇叭最好。
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发表于 2024-2-26 09:56:32 | 显示全部楼层
楼主推出了舌簧大喇叭的灵敏度,学习了。
青少年时有过这样的体验:一个农村有线的舌簧喇叭传得较远,动圈喇叭用变压器匹配后的声音传不了那么远,当时物理老师是怎么解释的完全忘了。另外动圈喇叭+变压器是否匹配到9000 也不记得了,但当时8吋舌簧大喇叭好像标的是10千欧。
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发表于 2024-2-26 10:10:11 | 显示全部楼层
舌簧喇叭灵敏度肯定高,关键是阻抗要匹配,矿石机用舌簧喇叭可以听到声音,用输出变压器加动圈喇叭听不到声音
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 楼主| 发表于 2024-2-26 15:49:47 | 显示全部楼层
kunlun 发表于 2024-2-26 08:45
国标要求的是底线,相当于要求所有8寸舌簧喇叭灵敏度必须高于93.522dB/W。通常国标都是一个比较容易达到的 ...

正有此感,并且目前正在购买试验扬声器材料准备实物试验。
当然购买的动圈扬声器也是经过特选的,目的是为了验证我的耳朵到底有没有问题。
实际测试的话,我准备在一定距离处使用优化后的障板测试各喇叭在扫频状态下的全频率段灵敏度。

非常感谢您的回复。
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 楼主| 发表于 2024-2-26 15:56:37 | 显示全部楼层
ym78321 发表于 2024-2-26 09:56
楼主推出了舌簧大喇叭的灵敏度,学习了。
青少年时有过这样的体验:一个农村有线的舌簧喇叭传得较远,动圈 ...

这个标准是65年的标准,彼时这个标准的制定厂应该还是天津真美。

此厂生产的八寸舌簧喇叭质量远比后期一些地方厂生产的舌簧喇叭要用料规范和精致(因为我真的有一个),《舌簧喇叭的制作》此书一些技术参考也正来源于真美,所以这个灵敏度标准评判是比较好的。

而这只喇叭标称阻抗就是9000欧姆,功率为0.1伏安,恰好可以符合30伏特的定压功放线路。

要注意到这个标准里面的灵敏度不是>3uBar,而是只写了3uBar。

如果写>的话,就是可以保证舌簧喇叭灵敏度超出此标准,但是只写3的话就具有争议了。

对此我准备进行实物验证,验证使用的舌簧喇叭也正是天津真美,做工相对来说还是非常好的一种舌簧喇叭。

北京扬声器厂的类似产品也是9000欧姆,功率为0.1伏安,只是不知为何后期变成了10千欧姆,此事一直不知。
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 楼主| 发表于 2024-2-26 15:59:41 | 显示全部楼层
苏-27 发表于 2024-2-26 10:10
舌簧喇叭灵敏度肯定高,关键是阻抗要匹配,矿石机用舌簧喇叭可以听到声音,用输出变压器加动圈喇叭听不到声 ...

动圈喇叭种类极度繁多,并且还要经过阻抗变压器一道衰减,所以挑选出最合适的动圈喇叭,加上高效率的变压器才能保证电声功率的高效率转换。

我目前收藏的部分喇叭(这里只保证可能是)国内同等尺寸下有生产动圈里面功率最低的,这些喇叭收藏也不是为了制作收音机,完全就是为了进行竞赛留存做样本。这里理论目前推测是喇叭不一定比动圈更强,但是实际的话,我要使用国产高灵敏度的材料进行实物对比测试,这样方能实际结合理论。

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 楼主| 发表于 2024-2-26 16:08:42 | 显示全部楼层
以下这两个图片是早期9000欧姆舌簧喇叭,使用在30伏特定压功放上,功率为30×30÷9000=0.1VA(W)
image_editor_1708934554246.jpg
海淀电讯器材厂,北京牌,0.1瓦9000欧姆,图片来自咸鱼,我手头没这个样本。

Image_1708934614440.jpg
天津市电声器材厂,红声牌(因为真美比较资本主义,这个是后来改名的产品),0.1瓦9000欧姆,本人样本库存。

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发表于 2024-2-26 16:11:32 | 显示全部楼层
舌簧喇叭 和 动圈喇叭相比  阻抗高是个明显的差别
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 楼主| 发表于 2024-2-26 16:22:54 | 显示全部楼层
ro0t 发表于 2024-2-26 16:11
舌簧喇叭 和 动圈喇叭相比  阻抗高是个明显的差别

不仅差别如此,舌簧喇叭的声音还明显比较闷和难听,以及价格贵,可以购买到的质量也随年而降低。以后我考虑发一个实际测试帖测试他们的音频质量(质量包括效率和音质)

在四五十年以前用舌簧喇叭是情有可原的--首先是350~3000赫的频率覆盖范围足够把说话听清楚了,并且可以节省大量的铜线和硅钢片,甚至连软铁片和磁铁也可节约,而且结构稳定工作可靠,很多喇叭经受农村风风雨雨三四十年铁锈如山,照样可以播放,动圈此时就要呜呼哀哉了。

但是在现代,其实说实话,我们已经研究制作出了8寸的舌簧喇叭,但是声音还是不好听,灵敏度高还是不好听,如果能有一些在设计上就是高灵敏度的动圈喇叭能够替代这种古典产品,那么何乐而不为?

至于变压器,专用设计很容易可以设计出效率超过96%的,现代变压器耗费不过二三十元,自己制作超过96%效率的材料费也就二三十元,只不过人工费贵。

如果能够制作出一个音质又好灵敏度又高的,那自然是两全其美。

但是目前理论如此,实际还需要测试了。
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发表于 2024-2-26 16:55:15 | 显示全部楼层
本帖最后由 ym78321 于 2024-2-26 16:59 编辑
暖风轻音 发表于 2024-2-26 16:08
以下这两个图片是早期9000欧姆舌簧喇叭,使用在30伏特定压功放上,功率为30×30÷9000=0.1VA(W)

海淀 ...


小时候见到的10千欧,0几年刚入坛时也在哪个地方见过90mW的说法,可惜记不住了。也可能是爱好者反推的。
觉得0.1W 9000欧应该是正常(符合标准的),出现10千欧的可能就是文革中某地方后出的了。
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