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音箱的核心,教你看懂單元的爆炸圖

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樓主
ID:60266 發(fā)表于 2014-8-20 01:24 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
前言:
作為音箱最基本的組成部分,揚(yáng)聲器單元(簡(jiǎn)稱單元)對(duì)于普通讀者來(lái)說(shuō)是既簡(jiǎn)單又復(fù)雜的。為什么這么說(shuō)呢?因?yàn)閱卧墓ぷ髟硭坪鹾芎?jiǎn)單,往復(fù)運(yùn)動(dòng)的振膜不停的振動(dòng),帶動(dòng)空氣形成聲波,似乎就這么簡(jiǎn)單。但是它同時(shí)又是復(fù)雜的,譬如,假設(shè)有人忽然拿出一張圖片問您,這單元是好是壞?恐怕這個(gè)還真不容易回答上來(lái)。
                                 
                                                 林林總總的揚(yáng)聲器單元要說(shuō)出個(gè)好壞還真非易事
       不過(guò)本文也沒有讓您一下子就能肉眼辨別單元好壞的妙方,只能先為大家揭秘這么個(gè)看似簡(jiǎn)單的單元,內(nèi)部究竟是個(gè)什么樣,各部件有何功能等等。想進(jìn)階為音頻高手的朋友,趕緊充電吧(本文參考王以真教授編著的《實(shí)用揚(yáng)聲器技術(shù)手冊(cè)》以及網(wǎng)絡(luò)上的一些素材以成文,特作此注)。
  *特注:本文所引用的圖片僅為幫助說(shuō)明講解內(nèi)容,并非特指某款揚(yáng)聲器或某款揚(yáng)聲器的某部分是優(yōu)秀的或劣質(zhì)的。

揚(yáng)聲器的爆炸圖(分解圖):
                                
將單元按照中軸及大致的裝配順序進(jìn)行分解排列的說(shuō)明圖被行業(yè)人士稱為爆炸圖,上圖便是典型的揚(yáng)聲器爆炸圖。下面我們將以錐形揚(yáng)聲器為例,為大家介紹電動(dòng)式揚(yáng)聲器大致的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

錐形揚(yáng)聲器的特點(diǎn)及其內(nèi)部組成:
  錐形揚(yáng)聲器是我們最常的揚(yáng)聲器類型,它的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、容易生產(chǎn),而且本身不需要大的空間,這些原因令其價(jià)格便宜,可以大量普及。其次,這類揚(yáng)聲器可以做到性能優(yōu)良,在中頻段可以獲得均勻的頻率響應(yīng),因此能夠滿足大部分普通消費(fèi)者的常規(guī)聽感需求。最后,這類揚(yáng)聲器已有幾十年的發(fā)展史,而其工藝、材料也在不斷改進(jìn),性能與時(shí)俱進(jìn),這也令這兩款揚(yáng)聲器能夠獲得成為主流的持續(xù)的原動(dòng)力。
                                   
       錐形揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)可以分為三個(gè)部分:
  1、振動(dòng)系統(tǒng)包括振膜、音圈、定型支片、防塵罩
  2、磁路系統(tǒng)包括導(dǎo)磁上板、導(dǎo)磁柱、導(dǎo)磁下板、磁體等
  3、輔助系統(tǒng)包括盆架、壓邊、接線架、相位塞等
  下面我們將為大家逐一介紹錐形揚(yáng)聲器內(nèi)部的主要部件。
最新?lián)P聲器內(nèi)部解構(gòu):
                                       
       具體到上圖,根據(jù)序號(hào),他們分別是:1.防磁罩、2&4.磁體、3.導(dǎo)磁下板、5.導(dǎo)磁上板、6.盆架、7.定心支片(彈撥)、8.音圈、9.振膜+折環(huán)、10.防塵帽。

振膜:電動(dòng)式揚(yáng)聲器,當(dāng)外加音頻信號(hào)時(shí),音圈推動(dòng)振膜振動(dòng),而振膜則推動(dòng)空氣,產(chǎn)生聲波。
                                
                                                                    M7II的低音單元是一個(gè)指數(shù)盆
  常見的錐盆有三種形式:直線式錐盆振膜、指數(shù)式錐盆振膜和拋物線式錐盆振膜。
                                    
                                              漫步者R1900T06的低音單元采用了規(guī)律的褶皺改善分割震動(dòng)的狀態(tài)
       振膜在振動(dòng)頻率較高時(shí),會(huì)出現(xiàn)分割振動(dòng),在振膜錐形斜面上增加褶皺可以改變分割振動(dòng)的狀態(tài),如果設(shè)計(jì)得當(dāng),可以改善單元的高頻特性,還可以增加振膜的強(qiáng)度及阻尼。
                                    
                                                          惠威M200MKII低音單元S5N振膜采用了PP材料
       而材料最常見的是紙盆,但是隨著技術(shù)的發(fā)展,單純的紙盆單元已經(jīng)比較少見。更多的則是采用了復(fù)合材料的振膜,這當(dāng)中也有以紙盆為基礎(chǔ)進(jìn)行加工的振膜。從分類來(lái)看,有紙基振膜、金屬振膜、高分子材料振膜、復(fù)合振膜等。

折環(huán):折環(huán)在揚(yáng)聲器中是不可缺少的,它最基本的作用是支持和保持振膜的振動(dòng),使振膜能沿軸向運(yùn)動(dòng),而不能橫向運(yùn)動(dòng),它保證音圈也能在磁隙中軸向移動(dòng)。
                                       
                                                                               高端2.0大多采用橡膠折杯
       好的振膜應(yīng)該能讓振膜在振動(dòng)軸向上具有較大的順性,而在橫向上具有較強(qiáng)的剛性。在盡可能大的振動(dòng)范圍內(nèi)令振膜的振動(dòng)更線性。并且它不應(yīng)該具有明顯的諧振和反相振動(dòng),質(zhì)量也要盡量的輕。
                                    
                                                                             入門級(jí)的單元常見的是泡沫折環(huán)
       常見的折環(huán)材料有纖維+復(fù)合涂層材料、橡膠、發(fā)泡樹脂和泡沫等材料。

定心支片:定心支片的英文名稱為Damper,日文直譯為“中心保持部”,國(guó)內(nèi)也有其他稱謂:“彈簧”、“彈簧板”、“彈撥”等。二十世紀(jì)六十年代初定名為“定心支片”后逐步為音響界接受。

                                            
      上圖中,振膜后部,通過(guò)支架孔我們所能看到的土黃色部件就是定心支片,它的作用與折環(huán)相似,主要是要保持音圈在磁間隙中的正確位置,保證音圈在受力時(shí),振動(dòng)系統(tǒng)會(huì)沿著軸線往復(fù)運(yùn)動(dòng),并防止灰塵進(jìn)入到磁隙中。在揚(yáng)聲器發(fā)展的早期,磁體性能較差,此時(shí)揚(yáng)聲器的Q值相當(dāng)大,為了抑制低頻諧振,定心支片還有增加單元阻尼的作用。
                                    
                                                                            土黃色部分為定心支片
      好的定心支片需要有良好的順性,相對(duì)適合的位移量,并且位移需要盡可能的保持線性。材料方面,目前常用的是棉布材料和聚酰胺纖維,后者在線性性能、強(qiáng)度以及耐熱性能上都會(huì)優(yōu)于前者。

盆架:盆架是揚(yáng)聲器的輔助系統(tǒng)、支持系統(tǒng),它的作用是連接振動(dòng)系統(tǒng)和磁路系統(tǒng),其外圈還負(fù)責(zé)將揚(yáng)聲器固定在箱體上,并密封箱體。材料方面,盆架有鐵板沖壓、鋁合金壓鑄、增強(qiáng)型工程塑料等。
                                       
       優(yōu)秀的盆架需要有良好的剛性和強(qiáng)度,因?yàn)槿绻麆傂圆粔颍谡习迮c磁路系統(tǒng)間的盆架就相當(dāng)于一個(gè)彈簧,如果發(fā)生共振,將會(huì)影響音箱的發(fā)聲特性。
  此外,在某些中頻單元和高頻單元中,會(huì)采用密閉式的盆架,此時(shí)的盆架相當(dāng)于一個(gè)密閉箱體。

音圈:音圈的名稱來(lái)自“通過(guò)音頻電流的線圈”,因此簡(jiǎn)稱“音圈”。它是振動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分,也可以說(shuō)是揚(yáng)聲器的心臟。它的性能會(huì)影響揚(yáng)聲器的聲壓頻率特性、效率、失真、承載功率、壽命以及瞬態(tài)特性等。
                                          
        音圈由繞線管(通常為紙或耐熱塑料、鋁箔制成)、繞線(漆包銅線、鋁線制成)、壓線紙。引出線和引線組成。在實(shí)際工作時(shí),音圈不但起到驅(qū)動(dòng)振膜的作用,在振膜與彈撥折環(huán)構(gòu)成的回彈運(yùn)動(dòng)中,亦會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),起阻尼作用(音圈的設(shè)計(jì)、制作、選材等涉及較深的專業(yè)知識(shí),在這里暫且打住)。

防塵罩:防塵罩又稱防塵帽,它是揚(yáng)聲器振膜系統(tǒng)中的一個(gè)小部件,它粘貼在振膜的中心處,防止灰塵進(jìn)入磁隙,影響高頻性能。
                                   
                                                       上圖的單元采用了錐形的相位塞改變單元的高頻特性
防塵罩在振動(dòng)時(shí),成為振膜的一部分,特別對(duì)大口徑單元來(lái)說(shuō),它所采用的材料會(huì)改變單元的高頻特性。為了令防塵罩即能適當(dāng)透氣,又能防塵,通常會(huì)采用布、氈、絹等材料制成。而為了改變揚(yáng)聲器的高頻特性,也有采用不同的擴(kuò)散球(相位塞)來(lái)改變單元頻響特性的做法。而這樣是否能夠起到改善音質(zhì)的作用就需要通過(guò)測(cè)量與實(shí)驗(yàn)才能考察了。

磁路系統(tǒng):磁路系統(tǒng)為音圈提供磁場(chǎng),令其能夠隨著音頻功率信號(hào)而往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通常我們能夠看到的只是磁鋼外罩,這一點(diǎn)與彈撥、音圈很類似。早年的揚(yáng)聲器由于永磁體無(wú)法提供足夠的磁通量,因此有采用勵(lì)磁電路,但是隨著磁性材料學(xué)的發(fā)展,現(xiàn)在的單元已經(jīng)基本都是永磁體磁路設(shè)計(jì)了。
                                      
       常見的磁體分為鋁鎳鈷磁體、鐵氧體磁體、稀土類磁體三類。鋁鎳鈷磁體具有磁能積高、剩磁高的特點(diǎn),但是由于鈷的缺乏,價(jià)格高而逐漸被鐵氧體替代;鐵氧體材料來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、矯頑力大、對(duì)外磁場(chǎng)穩(wěn)定,因此被廣泛使用;稀土類磁體以釹鐵硼磁體為代表,它的磁能積是鐵氧體的十倍以上,缺點(diǎn)是易生銹和居里點(diǎn)低,目前這類磁體常見于耳塞耳機(jī)以及小口徑全頻單元中。

                                             
      考察磁體性能的參數(shù)是磁通量,而針對(duì)于單元來(lái)說(shuō),磁路設(shè)計(jì)更涉及磁通分布均勻性、漏磁等問題。為了改善磁體與音圈的相互動(dòng)作特性,有些單元還在磁隙中注入磁流體,它的作用是熱傳導(dǎo)、音圈定心。但是引入磁流體會(huì)產(chǎn)生明顯的阻尼,使揚(yáng)聲器的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)Q值下降,對(duì)前沿上升特性不利,但對(duì)后沿下降特性卻有利。
  到此,我們已經(jīng)將單元的重要組成部件講解完畢,更進(jìn)一步的資料歡迎大家查閱《揚(yáng)聲器實(shí)用技術(shù)》。

結(jié)語(yǔ):有人說(shuō)音箱行業(yè)的入門門檻低,這是對(duì)的,也有人說(shuō)音箱行業(yè)的入門門檻高,這也是對(duì)的。門檻低在于單以本文看,要做出一個(gè)揚(yáng)聲器似乎并不難,很容易就能讓它發(fā)出聲音,甚至如果功放得力,要多響便能有多響。再配上箱體包裝及內(nèi)置功放電路,就能做成一個(gè)簡(jiǎn)單的多媒體音箱。
  但是說(shuō)它門檻高,那是因?yàn)楹靡粝涫且粋(gè)系統(tǒng)工程,它涉及心理學(xué)、聲電學(xué)、材料學(xué),并且目前并無(wú)完善的測(cè)量技術(shù)能夠完全解釋優(yōu)秀聲音的全部特點(diǎn)。換句話就是說(shuō),即便我們能夠掌握眾多的音箱或者揚(yáng)聲器的聲電參數(shù),但是我們依然無(wú)法確定我們所生產(chǎn)的音箱產(chǎn)品是優(yōu)秀或者不理想的,這其中還需要很多的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)的積累。多少頂級(jí)音響廠商浸淫數(shù)十年,方可名震當(dāng)世便是佐證。
  因此,我們并不看好一些隨意介入多媒體音箱市場(chǎng)的做法,誠(chéng)然毛利方面,多媒體音箱是一個(gè)不錯(cuò)的選擇,但是要做好,并對(duì)消費(fèi)者負(fù)責(zé)卻不是一件容易的事情。在這里我們也希望通過(guò)本文能夠?yàn)橄M(fèi)者提供一個(gè)選擇產(chǎn)品的參考,令市場(chǎng)能夠有一個(gè)良性的優(yōu)勝劣汰的生態(tài)環(huán)境。

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沙發(fā)
ID:66144 發(fā)表于 2014-9-13 22:51 | 只看該作者

謝謝分享。。。!
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板凳
ID:11942 發(fā)表于 2015-1-7 15:48 | 只看該作者
學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)
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地板
ID:683611 發(fā)表于 2020-1-8 17:16 | 只看該作者
學(xué)習(xí)了,謝謝分享
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5#
ID:696734 發(fā)表于 2020-2-22 22:04 來(lái)自手機(jī) | 只看該作者
謝謝,學(xué)習(xí)了
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6#
ID:700364 發(fā)表于 2020-3-3 16:19 | 只看該作者
謝謝,學(xué)習(xí)了!
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