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发表于 2006-4-10
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1877年德国西门子的Erenst Vemer获得了动圈式扬声器的专利,不过真空管迟至1907年才正式运用,而爱迪生最早的唱机是唱针直接带动振膜而后经号角放大发声,所以西门子的专利一直没有用上。1920年美国奇异公司的Chester Rice与Edward Kerrog,还有爱迪生贝尔公司的P.G.Hokuto才首度发展出实用的动圈式扬声器,七十多年来,除了材料不断改良外,你认为扬声器科技真的有进步吗?
% T. g" T$ U5 }8 E5 D, r _5 z下面是几种常见的扬声器发声方式:3 h3 W- K4 `; _* A
一、动圈式& w' o3 a; A. J+ E. H. l: ^. N
基本原理来自佛莱明左手定律,把一条有电流的道线与磁力线垂直的放进磁铁南北极间,导线就会受磁力线与电流两者的互相作用而移动,再把一片振膜依附在这根道线上,随着电流变化振膜就产生前后的运动。目前90%以上的锥盆单体都是动圈式的设计。
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2 n$ n4 T) N* F6 v2 `二、电磁式+ C+ K# v |: o8 W; M7 i
在一个U型的磁铁的中间架设可移动斩铁片(电枢),当电流流经线圈时电枢会受磁化与磁铁产生吸斥现象,并同时带动振膜运动。这种设计成本低廉但效果不佳,所以多用在电话筒与小型耳机上。7 B, ~6 \. Q0 [0 K) [) Y
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三、电感式& i4 a4 S5 H& S8 i# @. D% v
与电磁式原理相近,不过电枢加倍,而磁铁上的两个音圈并不对称,当讯号电流通过时两个电枢为了不同的磁通量会互相推挤而运动。与电磁不同处是电感可以再生较低的频率,不过效率却非常的低。5 s5 Y, h6 h5 R
, z1 i2 {% F+ S/ H' C, v8 ]) j4 o四、静电式! ~0 o( O7 _0 r2 R& n* A( {
基本原理是库伦(Coulomb)定律,通常是以塑胶质的膜片加上铝等电感性材料真空汽化处理,两个膜片面对面摆放,当其中一片加上正电流高压时另一片就会感应出小电流,藉由彼此互相的吸引排斥作用推动空气就能发出声音。静电单体由於质量轻且振动分散小,所以很容易得到清澈透明的中高音,对低音动力有影响,而且它的效率不高,使用直流电源又容易聚集灰尘。目前如Martin-Logan等厂商已成功的发展出静电与动圈混合式扬声器,解决了静电体低音不足的问题,在耳机上静电式的运用也很广泛。, x3 j) z: `( A' F
6 b3 [& B. A0 M# z4 L5 H* p* `五、平面式3 [9 R6 Q* W ?) X
最早由日本SONY开发出来的设计,音圈设计仍是动圈式为主题,不过将锥盆振膜改成蜂巢结构的平面振膜,因为少人空洞效应,特性较佳,但效率也偏低。; [8 f: |5 X8 Q G( G
& D& l: m0 ~( k/ X) J5 F% _六、丝带式& u y3 W+ m- O1 g2 F6 X
没有传统的音圈设计,振膜是以非常薄的金属制成,电流直接流进导体使其振动发音。由於它的振膜就是音圈,所以质量非常轻,性能反应极佳,高频响应也很好。不过丝带式扬声器的效率和低阻抗对扩大机一直是很大的挑战,Apogee可为代表。另一种方式是有音圈的,但把音圈直接印刷在塑胶薄片上,这样可以解决部分低阻抗的问题,Magnepang此类设计的佼佼者。
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七、号角式
6 N; k3 X0 @; |0 O$ C; Q振膜推动位于号筒底部的空气而工作,因为声音传送时未被扩散所以效率非常高,但由於号角的形状与长度都会影响音色,要重播低频也不太容易,现在大多用在巨型PA系统或高音单体上,美国Klipsch就是老字号的号角扬声器生产商。
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八、其他还有海耳博士在1973年发展出来的丝带式改良设计,称为海耳扬声器,理论上非常优秀,台湾使用者却很稀少。压电式是利用钛酸等压电材料,加上电压使其伸展或收缩而发音的设计,Pioneer曾以高聚合体改良压电式设计,用在他们的高音单体上。离子扬声器(Ion)是利用高压放电使空气成为带电的质子,施以交流电压后这些游离的带电分子就会因振动而发声,目前只能用在高频以上的单体。飞利浦也曾发展主动回授式扬声器(MFB),在扬声器内装有主动式回授线路,可以大幅降低失真。 |
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