当今IT设备一直在朝着轻、薄、小的方向发展,与之配套的微型扬声器亦随之越来越越轻,越薄,越小。但凡事均有个限度,比如动圈型扬声器,要做到厚度小于2mm已经是力不从心。于是压电陶瓷型扬声器粉墨登场,比如日本村田公司的VSLBG2216E系列,技术参数尚可,厚度0.9mm,驱动功率约5mW。
除此之外,音响业界似乎无其它选择了。其实不然,依笔者之见,微型扬声器还有一个选项,那就是微型静电扬声器!
众所周知,静电扬声器具有许多其它扬声器不具备的优点:失真极低、瞬态响应极其优良、频响极宽并极其平坦、具有极高的效率等。
不像电动扬声器,静电扬声器的换能原理直截了当:交变电场力驱动带有静电荷的振膜——振膜再驱动空气,如果振膜的质量远小于其驱动的空气的质量,显然效率是极高的,几乎可以接近100%!
扬声器的核心是什么?依笔者之见,毋容置疑,扬声器的核心是振膜的材料,振膜材料搞不定,一切免谈!好在随着材料技术的进步,超高强度的材料不断涌现,如纳米结晶纤维素,石墨烯,碳纳米管等等,振膜材料有了更多的选择余地。
比如静电扬声器的振膜,原来用3微米已经觉得很薄了,可与高强度材料相比,那简直不值一提!先进材料的振膜厚度可以做到纳米级,比如50纳米,几乎要薄上100倍!那么超轻、超薄的振膜带来什么好处呢?其一:因为振膜的质量同它所驱动的空气质量相比,几乎可以勿略不计,故具有极高的效率,比如,要推动一个15mmX10mm的微型静电扬声器,仅仅需要约100微瓦的功率(普通微型电动扬声器约需要零点几瓦的功率)!其二:由于振膜超轻,那么空气就可以给振膜施加极好的阻尼,所以瞬态特性优良;其三:超薄的振膜具有极小的弹性常数,一旦没有信号,便立即停止振动,从而有效地抑平了频响上的峰和谷;其四:超轻,超薄的振膜具有极宽的频响,远远超过迄今的一切其它类型的扬声器!其五:静电扬声器的固有优点是失真极低,所以它是真正意义上的超保真扬声器(用在手机,平板电脑上是否有些大材小用?)!其六:厚度超薄,不防潮型微型静电扬声器厚度为0.7mm;防潮型的厚度为1.6mm,重量轻于1g。
当然,微型静电扬声器还是有缺点的。缺点之一是,与压电陶瓷扬声器类似,需要较高的推动电压,如笔者设计的微型静电扬声器需要25V有效值的交流推动电压,而普通的电动扬声器仅需数伏便以足够。缺点之二是,需要采取防潮措施,这使得微型静电扬声器的结构和生产工艺更复杂。但笔者以为,瑕不掩瑜,与其高保真的优点相比,付出的代价仍是值得的。