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发表于 2016-1-6 13:55:06
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2、锥盆
锥盆,又叫振膜,也就是喇叭单元中最重要的一个振动部件,由它来直接驱动空气,把单元的机械运动,转换为空气的声波传递运动。锥盆直接决定了单元重播声音各个方面的性能,例如频率响应、失真、甚至灵敏度等。其中,锥盆的大小、几何形状、材料性能、质量(重量)等方面的特征都是重要的。 这些因素中,首先是锥盆材料。最早的锥盆材料就是纸,当然,纸的种类本身就非常多,性能也有巨大的差别。后来又发展出金属(铝等)、塑料(如聚丙烯等)、高分子纤维(芳纶纤维、碳纤维等)、精细陶瓷(氧化铝陶瓷等)、复合材料(钻石涂层、三明治结构)等等,不胜枚举。 理想的锥盆材料应该是刚性(杨氏模量)极好,密度极小,内阻尼大等。杨氏模量大是为了使喇叭单元重放声音的带宽(频响范围)足够大,特别是为了提高重放范围的上限。因为在低频区,可以认为锥盆是作为一个整体来运动的,这个频率范围就是所谓的活塞运动区,这时候声音的重放性能主要是由单元的电和力方面的设计决定的。当重播的频率提高时,锥盆就无法做为一个整体来运动了,而是会产生所谓的分割振动,锥盆各个区域的振动行为各不相同,如下图所示:
注:图中的+号表示这个区域运动方向与音 圈的运动方向相同,或同相;-号表示该区域的运动方向与音圈的相反、或反相。从这个图上可以看出,低到420Hz,这个六寸半的单元就开始分割振动了。
分割振动的出现,使得频率响应不再平滑,出现许多峰谷,并产生失真。很多金属锥盆严重的分割振动的谐振峰(也有人称之为盆裂峰)的高度可以高达10dB以上。除了峰以外,分割振动的谐振现象在频响曲线上也可能表现为谷。金属盆的分割振动谐振峰明显,并不意味着非金属锥盘就没有严重的分割振动,而可能是更严重(在较低的频率就开始了,我曾经开玩笑地形容说“高频基本靠抖”)。但是许多非金属材料,如纸、聚丙烯、具有良好的内阻尼,较好地吸收了这些分割振动的能量,所以在频率响应曲线上看,谐振产生的峰谷不是很明显,但毕竟存在。这些谐振严重时也可以从阻抗曲线上看出来。如下图所示的曲线:
为了提高内阻尼,有些锥盆表面还涂上某种胶水。而锥盆表面有时也做出各种形状的加强筋,主要目的也是抑制分割振动。重播的上限还与锥盆的质量以及形状有关,如盆剖面是直线形、抛物线型还是指数形,盆的顶角等等。锥盆的质量也影响重播的下限。喇叭单元,特别是高音单元中,振膜(这时候不能叫锥盆了)的形状还影响重播声音的指向性。一般来说球顶的指向性比反球顶的广。
一般来说,平板振膜由于消除了锥形振膜中存在的前室效应,所以一定程度上可以抑制中频谷,但指向性不好,目前大多数平板扬声器的音质也不是很理想。
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