扬声器锥体振膜材料

《扬声器锥体振膜材料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、王富裕简介：国际AES会员，深圳市电子、通讯专家工作委员会会员。1991年毕业于南京大学信息物理系声学专业，一直从事扬声器（换能器）及其系统的开发设计工作，现任深圳东原电子有限公司总工程师。拥有七项国家专利（2005年底），或中国电声行业协会科技进步二等奖两次，（一等奖空缺）、三等奖多次，宝安区科技进步三等奖一次。问：扬声器的锥体振膜使用什么材料最好?答：(简短)　没有最好的材料。　（详细）购买扬声器的人肯定都知道，扬声器的振膜材料多种多样，厂商都声称其采用的振膜材料具有某些优点，而且较其它所有的都好。尽管宣传的人都是设法让你

2、相信他用的材料是最好的，遗憾的是，在扬声器的应用上，没有唯一最好的振膜材料。不同的材料具有不同的机械和声特性，使其适合于不同的使用场合，表现得更好或更差。选用每一种材料几乎都意味着一定程度上的折衷。影响振膜材料声性能的基本参数有：密度、刚性及内损耗（内阻尼）。不太严格地讲，材料越硬，越轻，频带就越宽；内损耗越大，响应越平滑。然而，以上参数是相互影响的，要同时实现三参数的最优化，非常困难。想知道原因何在，需要再了解一下产生音乐时振膜振动情况如何。在低频段，锥体振膜基本上作整体的活塞运动，只有一个参数对扬声器影响重大：锥体振膜的质

3、量（与材料密度与材料用量有关）。[如上所述，若不提及其它机械特性对锥体振膜低频特性有微妙影响的话，那也是欠妥的。不过，对于此话题，看法很多，而对这些看法的进一步研究和探索则较少。]若其它参数相同，锥体振膜质量越大，扬声器的谐振频率就越低、对谐振的阻尼越差（Qe大）、灵敏度越低。零部件其它参数如支撑系统的顺性及机械损耗也会影响扬声器的谐振、阻尼特性和灵敏度。在进行设计分析时，这些因素都要考虑。扬声器的低频特性的数学描述并不很复杂，因此，建立低频段的数学和物理模型相当简单。在更高频段（当锥体振膜中传播的声波波长与振膜半径接近时开始

4、），锥体振膜的运动不再作单一整体振动，低频模型不再适用。你最好能想象到声波从音圈开始，经过音圈骨架、锥体振膜颈部（即音圈骨架／振膜接合处）开始向锥体振膜外边沿传播，声波到达锥体振膜外边沿时，又反射回锥体振膜颈部（音圈骨架），而后撞到音圈骨架，又返回音盆边沿，依此重复。此过程类似于声波在一间房子里传播，碰到墙壁，反射回来，依此重复。两种情形，都会产生明显驻波，如没有采取一定的抵消措施，驻波会使声压响应产生很明显的峰谷。例如：一个良好的6.5寸扬声器，其首次驻波谐振就常发生在中频段上部，刚好在其工作范围内，对一个两路系统的的输出影

5、响非常大。幸好多数锥体振膜材料都不是完美的声音导体，都有一定的内损耗。声波传播过程中，一部分能量转换成热量，声波逐渐衰减。内损耗通过吸收反射波的能量来降低驻波强度，从而使响应趋于平滑。振膜材料不同，内损耗差异很大，金属材料几乎没有，塑胶材料非常大。抑制驻波的另一方式为使用折环。扬声器锥体振膜的折环，常用的有类似橡胶的弹性体或泡沫，有时使用带褶的布或纸。折环的一个功能是允许锥体振膜在低频段能相对自由地来回移动时，提供气密性。折环在高频段可吸收某些驻波能量。声波经振膜颈部传出，碰到折环／振膜界面，部分能量实际上已传送给折环材料，余

6、下能量立刻反射回振膜。传到折环的那一部分能量，可能会转化热能（实现有效抑制谐振），或者在折环内部回弹，而后反射回振膜（产生一系列更复杂的谐振），这取决于折环材料的内损耗程度。合成橡胶类的内损耗普遍非常高，也不排除有少数内损很低的。泡沫折环内损耗一般比橡胶折环低，不过我也相信有人会设计出内损耗高的泡沫折环。不论是橡胶折环还是泡沫折环（音盆也同样），其内损都有可能随频率而变化。锥体振膜和折环的最佳阻尼程度（量）根据使用场合的要求而定。总体而言，除非所有的驻波谐振都产生在扬声器的有效工作频带之外，否则，你应该要求振膜胴体与折环组合部

7、件有足够的内损耗，这样可以产生平滑、控制良好的高频响应。[另一个产生平滑响应的方案是，使用有源或无源均衡器进行谐振补偿。但这种办法并不好，因为对具体产品的实际谐振频率会受生产差异及环境条件的影响，位置会有偏差。某天适用于某扬声器的补偿电路，可能对另外一只扬声器很可能就不适用]锥体振膜的有效带宽很大程度上取决于第一个驻波，锥体振膜内部声波传播越快，发生分割振动频率越高。决定声传播速度的主要机械性能有材料的刚性（扬氏模量）、密度及厚度。硬，轻，厚的振膜，其声速较快；反之，软、重、薄的声速较慢。然而，不幸的是，总的趋势是材料越轻，越

8、硬（能产生的频带越宽），内损耗通常会越小，也就是抑制驻波的能力愈低，频响越不平滑。此外，锥体振膜材料与折环材料差异性越大（声阻抗不匹配），如：硬金属音盆与软弹性体折环制成的系统，反射大，折环吸收的能量就越小,抑制驻波的效果就越差。以上这些特性使得振膜同时满足频带宽及响应平滑比