这个随便都能被毒得一塌糊涂的小灵,已经沉迷在扬声器的奇幻世界里了~~所以今天小灵继续侃扬声器,特别是今天要说的是扬声器里最奇妙的部分——悬挂结构。说到悬挂,大部分人的第一反应应该是小车、机车、单车等会在路上带轮子各种乱跑的交通工具的减震系统,然而对于一只扬声器单元而言,同样存在这么一个奇妙的悬挂结构。不知道此刻有多少人会在想,扬声器是要振动出声的,悬挂却是减震的,这不互相矛盾么?欲知详情, 且听下回分解 ……不对,且看下文~~
我们先上两张旧图,重温一下扬声器的剖面结构:
锥形扬声器的基本结构
振膜能发出声音是因为受到电磁作用产生振动,但必须要有措施控制住振膜只往固定方向呈轴线性振动,要怎样才能实现这个目的呢?要让振膜能够沿着设定的路径位移,需要悬挂系统的支持。大部分的锥形扬声器扬声器的悬挂系统由折环与(或)定心支片构成。
球顶扬声器的基本结构
而大部分球顶扬声器的悬挂系统并没有定心支片,只保留了折环。
悬挂系统的基本作用就是,让振膜沿着轴线方向运动,而不发生偏心,偏心会引发音圈在磁隙中摩擦。悬挂系统还能形成扬声器的顺性,这个顺性决定扬声器本身的谐振频率。还对振膜产生反作用力,使振膜能归复到初始位置。悬挂系统还对振膜位移量[冲程长短]有重要影响。
折环
这环可以用不同的材料做成,应对不同的最大行程(振幅)、速度(频率高低)和最大功率的不同,不同材料做成的这环会有不同的特性。
橡胶折环
布基折环
发泡橡胶折环
锥体扬声器的振膜外沿,能看到一个材质不同的“一个圈”,这个圈就是折环,俗称“边”。它的主要制造材料是橡胶、发泡橡胶、布基材料等。最为常见折环是上凸折环,其截面就是一个上半圆型,也有少量波纹折环,其截面就呈水波状。因为不同材质的;弹性不同,施加到振膜的反作用力大小也不同,因此折环会对扬声器灵敏度产生影响。
在很多人眼里,折环似乎是一个不起眼的角色,实际上,它对音质的影响不亚于振膜。单扬声器振膜前后驱动时,折环也会产生波浪形的形变,并会在某个频率上产生共振,当频率继续提高,会使得折环产生更大的形变,甚至与锥体振动形成反相。这个共振点,往往位于中频频段,共振发生时,会将波方向传导到振膜,互为反相的波叠加后,会相互抵消,因此形成中频频谷。这种现象被称为折环共振,当反相振动时,又称为折环反共振。这种现象对音质有着较大的破坏性。
什么是优质折环,就是难以共振的、内阻尼大,能把振动快速的损耗掉的折环,让振膜传来的波不再被反射。当然这只是理想化的结果。折环采用不同的截面、不同的材料,主要设计目的也是为了消除共振的负面作用。
球顶扬声器的折环
高音扬声器的设计当中,折环一般都不再使用单独的材料制造,而是通过在振膜边缘压制出折环。
Sennheiser 森海塞尔 HD448 头戴式耳机-隐约能看到振膜
而耳机扬声器的设计当中,通常会采用大折环设计,并使用加强筋增强刚性。此时的折环与振膜实际上不再有明晰的界线,折环成为振膜的一部分,或者说,振膜也起到了折环的悬挂支撑作用。
定心支片
定心支片
定心支片主要出现在锥体扬声器的设计当中,俗称弹波、弹簧板、弹簧等,日文名称是“中心保持部”。它的主要作用除了限定振膜和音圈在轴线上运动之外,还能起到“拉扯”振膜的作用,它对扬声器灵敏度的影响很大。
一般低音单元结构爆炸图
在某些设计中,会出现双定心支片的设计,这主要是为了增加振膜的回复速度。
定心支片
定心片常采用布基材料,其截面为波浪形,使用酚醛树脂热压而成。热压工艺制造的定心片顺性不稳定,通常需要使用一段时间后才会进入较好状态。常说的煲音箱,煲的主要就是这个部件,其次才是振膜和折环。这也是煲音箱的基础理论支持之一。随着材料科学和加工技术的进步,已经出现了冷压工艺制造的定心支片,冷压定心支片顺性稳定,使用冷压定心支片的扬声器,能更快进入状态,在日后使用时,表现也会更加稳定。
悬挂系统是扬声器很不起眼的子系统,大家更乐意关注扬声器采用了什么振膜、什么磁体、什么盆架,很少有人关心它用了什么样的悬挂,实际上,它对音质的影响权重不亚于磁体和盆架,优良的设计,能化腐朽为神奇,有些知名扬声器,看上去相貌平平,没有高科技材料制造的振膜,也没有高磁容量的磁体,其奥秘就在悬挂系统当中。对此小灵知识有限,也没法太深入和大家探讨,如果你能通过此篇了解到悬挂的重要性就可以了,更深入的了解就要等小灵再进修一番后再发推文给大家讲解了。