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器材知识:扬声器的振膜/鼓纸分类
发布时间:2016-8-5 10:24:31
扬声器的振膜是最直观的观察扬声器的一种方式,通过了解扬声器的振膜便可以对扬声器的分类形成一个概观的感性认识。锥盆式扬声单元
它的特点是结构简单,能量转换效率较高。锥盆式扬声单元主要分为高音、中音、低音和全频带四种类型,各类型的基本结构相同,只是口径和振膜材有区别。不过,锥盆高音扬声单元因辐射面较小、效率不高,现在已基本上被球顶和号角等高音扬声单元所取代。
锥盆式扬声单元的振膜材料很多都是以纸浆材料为主,也就是我们通常所说的“纸盆”。纸浆也会掺入羊毛、蚕丝、碳纤维等材料,以增加其刚性、内阻尼及防水等性能。纸盆的声音平顺自然,对于瞬时反应和听感的细节有着良好的表现,但缺点是防潮性较差,因此才会添加其它材料改善其性能。不过很多高档音箱还是非常青睐纸盆的。
除了纸盆外,锥盆扬声单元还会使用非纸质振膜材料,例如聚丙烯、陶瓷、云母碳化聚丙烯、碳纤维纺织、防弹布、硬质铝箔、CD波纹、玻璃纤维等复合材料,性能进步提高。比如陶瓷盆,对人声和古典乐的表现就很细腻,中低音方面瞬态很好,丰满有力,动态性能好,低音出色,定位准确。
球顶式扬声单元
球顶式扬声单元的工作原理与锥盆式扬声单元相似,但其振膜为近似半球形的球面,振膜尺寸较小,多为高音或中高音单元,与锥盆低音单元配合使用。球顶高音单元和球顶中音单元的基本结构相同,但后者的后空腔(在下夹板后侧设有一个密封的后腔罩)要大一些,通常还填充一些吸音材料,这样可防止振膜凹陷、阻尼低频率的分割振动和防止腔内出现驻波。
球项高音单元是目前在家用和小型监听音箱中最常用的高音单元。球顶高音单元从球顶结构上分,可分为正球顶单元和反球顶单元;从球顶材料上分,又分为硬球顶和软球顶两大类。正球项单元在播放音乐时,其水平扩散角度要大一些;反球项高音单元在播放音乐时,水平辐射角较小,但音色较纯,承受功率也较大。
硬球顶高音的振膜材料有铝合金、钛合金、铍合金、镁合金、玻璃膜、钻石膜等数种。其音色明亮,具有金属感。适合播放流行音乐、电影音乐及效果音乐。制作优秀的铝合金、钛合金复合膜球顶高音,也能较好地表现古典音乐及人声。
软球顶高音的振膜材料有丝绢膜、蚕线膜、橡胶膜和防弹布膜等数种。软球顶高音单元重播音乐时的高音灵巧、松弛,具有很好的自然表现力。在表现古典音乐、人声等具有标准听音概念的音乐时尤为得心应手。
平板扬声单元
平板扬声单元的核心是平面振动板,它是采用轻而刚性较强的蜂窝式平板或在刚性较强的金属锥形振膜中填充泡沫树酯制成的。目前,平板扬声单元的应用已经非常广泛,家庭影院系统、KTV大功率平板音响、背景音乐公共广播系统、多媒体电脑音响、充电蓝牙无线平板音响、充电插卡收音平板音响系统中我们都可以看到它。
与传统扬声器相比,平板扬声器有很多优势。首先它的声音失真度非常低,音质更加通透纯净、高音清晰细腻,声音衰减度较小。其次,平板扬声单元声音指向性非常好,由于其声音是从整个平面均匀发出的,而非传统扬声器的点声源,其声波的扩散是漫射型的,因此声场宽阔。同时,平板扬声器不存在“最佳听音位置”,在房间里的任何位置听都是一样的声音。即使把两只平板扬声器摆在一起,对音质影响也不大,因此没有严格的摆位限制。另外,平板扬声器取消了传统扬声器的箱体和障板,因而“声染”现象被彻底杜绝,所以声音表现得更准确,更柔顺自然。再加上超薄的特殊构造,几乎不占空间,因而非常易于摆放。
带式扬声单元
带式扬声单元的原理是给放置在匀强磁场中的导电薄膜施加音频电流,电流产生的磁场与匀强磁场相互排斥、吸引,使薄膜受力振动发声。带式扬声单元的振膜以铝合金或聚酰亚胺薄膜等材料为主,一般常见的以铝合金居多。
带式扬声单元以重放中、高频为主,由于铝带非常轻薄,因此每秒的振动次数就会做得很高,可以再现很高频率的声音(最高可达22千赫兹),故其其响应速度快、失真小、频响平坦均匀,扩散性好,重放音质细腻、层次感好。其高频特性优异,音色纯正,可以得到清晰度极高,瞬态响应极快,相位畸变很小的高音。不过带式扬声单元制作工艺较复杂,生产难度较高,调校难度大。
海尔式扬声单元
1973年美国的海尔博士(Oscar Heil)发明了一种特殊的扬声器声波辐射方式——AMT(Air Motion Transformer)气动式换能器,即海尔式扬声器。其工作原理是在两个磁极中间有一片特制的绝缘薄膜,薄膜表面覆有一层按一定走向排列的金属线圈,并像手风琴那样折叠起来的振膜组件,折叠振膜每一个相邻的面在磁场中做相对运动,从摺缝挤出或吸入空气,以喷射的方式辐射声波。
海尔扬声单元制作工艺复杂,价格高昂,普及率不是很高,只在少数著名品牌的高端产品中看到,如德国的ELAC意力、ADAM亚当、Burmester柏林之声,丹麦的GRYPHONG贵丰,美国的Mark Daniel马克丹尼,以及中国的声荟。
不过,海尔扬声单元与其他类型的扬声单元比,优势是非常明显的。首先它的振膜面积大,1英寸球顶高音的振膜面积约为506平方毫米,而海尔高音单元的振膜在展开后面积大约为4500~6900平方毫米,是球顶高音单元的8~13倍之多,驱动空气的量自然比球顶高音单元要多。因此,其声音的覆盖面更大。其次,由于海尔高音的折叠振膜的每个相邻面是做相对运动的,在驱动相同体积的空气时,振膜需要的振幅小得多,速度更快。因此,高频的延伸更好,瞬态反应速度也更快。第三,海尔扬声单元阻抗曲线平直,容易驱动,且失真更低。

鼓纸主要胴体(BODY)、边(SIDE)及垫片三部分组成。 垫片为辅助定型部件,有些不同型号鼓纸可以无 此部件,主要是依客户要求来定。
鼓纸依不同材质分为全纸鼓纸、复合鼓纸、麦拉鼓纸等。 鼓纸有三个本身特性:
(1)重量要轻;
(2)弹性 系数要高;
(3)要有适当的机械损失。
鼓纸有一个重要参数FO值,即鼓纸的振动频率值。FO值越高,则鼓纸的音域越趋高音,反之则趋于低音,如车用喇叭的鼓纸的FO值一般不高于100,其声音很低沉。
常见的鼓纸大多为复合鼓纸,即胴体与边为不同材料, 复合沾粘成一个完整的鼓纸。胴体常见材质为纸体, 也有如:PP材料、铝质体、铜质体等。边的常见材料有: 泡棉、布、橡胶、ESMA、TPU等,其中橡胶材质的边 由专门的胶边厂家生产。
构成
鼓纸主要胴体(BODY)、边(SIDE)及垫片三部分组成。垫片为辅助定型部件,有些不同型号鼓纸可以无此部件,主要是依客户要求来定。
分类
鼓纸依不同材质分为全纸鼓纸、复合鼓纸、麦拉鼓纸等。鼓纸有三个本身特性:
(1)重量要轻;(2)弹性系数要高;(3)要有适当的机械损失。
材料
常见的鼓纸大多为复合鼓纸,即胴体与边为不同材料,复合沾粘成一个完整的鼓纸。胴体常见材质为纸体,也有如:PP材料、铝质体、铜质体等。边的常见材料有:泡棉、布、橡胶、ESMA、TPU等,其中橡胶材质的边由专门的胶边厂家生产。