我们曾参加对200多种台式收音机和收录机的电声性能进行全面测试和分析。其中不少机器使用两只同样口径的扬声器放声,目的是增加低频放声效果,扩大声重放面积,模拟立体声效果。但是发现有些机器两只扬声器接反,其结果非但没有改善低频特性,反而严重地破坏了整机放声效果。
1.扬声器相位接反的影响 图1是同一个台式收音机两只扬声器同相或反相连接时的声频响实测曲线,附表列出了声压谐波失真和平均声压实测数据。由表可见,当两只扬声器相位反接时,放音频响曲线的不均匀度(150~4000Hz)高达30dB左右,平均声压只有0.92μbar,声压谐波失真竟高达90%。特别150~1000Hz人耳最敏感的频段,声压下降尤为严重,失真也最大。如果将其中一只扬声器的两根引线颠倒一下,变成同相连接时,声频响曲线、谐波失真,以及平均声压等指标立即改善(如图1点划线)。声压频率特性的不均匀度仅为11dB,声压谐波失真小于4%,平均声压增加到7.22μbar。上述测试结果表明,不注意扬声器的相位问题,即使整机电性能和机箱设计得再好也会前功尽弃。这种问题在没有消声室和专用电声测试仪器情况下,单单测量整机电压频率特性和电压谐波失真是反映不出来的。


2.扬声器的工作原理 假设在图2所示的磁场中放入一个导线环。当导线中有电流流过时,置于磁场中的导线环就会受到一个与磁力线和电流方向均垂直的力,这个力称为电动力,力的方向根据电工学中的“左手定则”来确定。电动式扬声器就是利用这一原理工作的。若把导线环改为一个音圈粘牢在纸盆上,再把纸盆固定在一个金属框架上,就构成了一只电动式扬声器如图3所示。当交变的音频电流送到音圈时,音圈就在电动力的作用下,带着纸盆一起振动,纸盆又激发起周围空气振动,从而完成了电——声转换。当纸盆向前运动,纸盆前面的空气压力就会增加,后面的空气压力减小;当纸盆向后运动时、情况相反。如果两只扬声器音圈中送入同一音频信号,且纸盆振动的相位又是相同(即两只纸盆一起向前或一起向后动)。则纸盆前方产生的声波叠加,波幅就增大。这种叠加效果在低频段尤为明显。因此用这种方法改善低频效果是十分有效的。但是如果两只扬声器音圈相位接反了,纸盆的运动方向就相反(一个纸盆向前运动,另一个纸盆向后运动)。结果两只扬声器前方因空气压力相互抵消,而声压下降,峰谷交错。正因为失去了150~1000Hz这段语言和音乐的基本频谱,使得声音听起来刺耳、失真。


3.扬声器相位的判别 扬声器相位的判别在许多文章中有过介绍,这里只提供两种简单实用的方法。
(1)欧姆表法:将万用表拨到欧姆档,一只表笔接触扬声器的一个引出端,另一只表笔一下下碰触扬声器另一个引线端,同时仔细观察扬声器纸盆的运动方向。如果两只扬声器纸盆运动方向相同,说明相位是相同的。若运动方向相反,说明相位反了,可将表笔对调一下再试,并记下同相端。
(2)电流表法:将万用表拨到直流电流档,两根表笔接在扬声器音圈的引出线端,用手轻轻压迫纸盆,这时电流表指针将产生摆动。若指针摆动方向相同,说明两只扬声器的接法是同相位的,并作出记号。
现在越来越多的台式、便携式收音机、收录机采用多只口径不同的扬声器,扬声器的接法显得尤为重要。不但整机厂使用时应注意,扬声器生产厂也应在出厂前加强检验,并在引线端旁注明相位符号。以便整机厂和业余爱好者使用时参考。(苗毅 徐文学)