扬声器材料对声音的影响 - 各类扬声器设计室 - 声学楼论坛

扬声器材料对声音的影响

扬声器基本上由驱动单元，分音器和声箱构成，这三部分的设计固然重要，所用的材料对音质也有密切关系，假如改变其中一部分材料其馀保留不变，声音必然会有差别，这个差别可能非常明显，有些爱自己动手的发烧友试用不同的材料代替原来的用料，例如给分音器换上“补品级”电容或用发烧线替换原有的接线，有些能令音质改善，亦有些破坏了原来的声音平衡。零件影响音质是一种不可捉摸的事，你以为更换了补品零件会改善声音，有时却相反，原来的几种零件配搭音质或平衡反而更佳，这点可能是设计时已经过了仔细试验达成最理想的零件配搭。发烧友可以自己作试验，但一经如此就会失掉代理商的保用服务，你把原来零件任意更改，出了问题当然由你自己负责。驱动单元驱动单元俗称喇叭，在构造用料方面有几点值得特别注意，电动式喇叭的振膜（中及低音喇叭的振膜或称音盆）材料有几种，纸振膜历史悠久，取其质轻和具有适当的阻尼特性，至禽仍有多家名厂坚持采用，但纸振膜易受潮湿霉烂或变形，它的表面硬度低，不能产生高辐射声波速度。但用於低音喇叭声音丰满深沉，十分适合。现在纸振膜多在低音和中音喇叭上使用，纸振膜的高音喇叭已几乎绝迹。约在八十年代初期，塑料振膜开始出现，在中音和低音喇叭上起初BBC采用Bextrene，后来聚丙烯（Polypropylene）逐渐普遍，愈来愈流行，今日的扬声器采用这种材料的占了一大部分。聚丙烯振膜具有极高的阴尼特性，不受潮湿影响，可以塑铸出任何需要的厚度及莆状，质轻而硬，物理特性与声音特性均甚佳，聚丙烯还可以与其他材料混合塑铸成硬度更高的振膜，例如混合陶瓷粉，玻璃纤维或石墨等，变化多多，至於实际上聚丙烯振膜声音是否优於纸振膜，见仁见智，采用这种材料的厂家大吹大擂，似乎只有优点而无缺点，但有些人仍认为纸振膜的音色较佳，聚丙烯带“塑胶”味。无论如何，聚丙烯这种材料已厂受厂家和用家欢迎，它不限於在中音和低音喇叭上使用，高音喇叭振膜亦适合。金属振膜在八十年代已出现，但当时技术只在起步阶段，显露出许多缺点，例如声乾硬，高音剌耳，虽然瞬态响应快但音色不自然，经过多年的改良，高音单元的半球金属振膜首先取得成功，材料包括铝、铝合金及钛等轻金属，将长处发挥和避免缺点，近年来金属振膜半球高音单元变遍流行，甚至低价扬声器亦采用。至於中音和低音单元采用金属振膜达成优良性能还是近几年的事，英国AE（AcousticEnergy）首先制成全金属振膜扬声器，获得崇高评，但售价昂贵。继AE之后，MonitorAudio亦发展成全金属振膜扬声器，将这种技术迈向更成熟阶段。全金属振膜扬声器的优点是声音速度快，乾净利落，高音特别宽阔工扬及透明度高。在振膜周围有一圈边缘与动架连接，它是一种柔顺材料为振膜提供自由活动的悬挂，所用的材料有多种，包括天然橡胶，人造橡胶，PVC塑料，早期更有些厂家用加漆膜的布，它们都做成波浪形或正反半卷边菜令柔顺度达到指定的高低，气垫式扬声器的低音喇叭边缘必面具有非常高的柔顺度以便大幅度活动，一般透气式扬声器需要的是边缘柔顺度较低，这是考虑采用那种材料的主因。支架喇叭支架的工作是保持机械构造稳定及为振膜提供准确的活动，支架必须构造坚固和避免谐振，一般喇叭采用的支架材料有钢、铝合金或镁合金等，钢支架是用高压制成，如果钢料厚的话亦相当坚固，现在不少大口径的低音喇叭仍用钢支架，但如果钢料太薄则容易引起谐振，钢支架制造成本较低，所以在低价扬声器中普遍采用。
铝或镁合金压铸的支架在坚固性及防谐振方面性能更佳，外型亦较美观名贵，但这类支架制造成本较钢架高。有些扬声器尤其是日本货，虽然价钱不贵但亦采用合金压铸的支架，主要是为了使外观更有吸引力，实际上喇叭质素平平。
音圈喇叭音圈根据低、中、高音单元的需要而有不同，高音喇叭音圈用十分细的线绕成，包括铜线和铝线两种，铝线质重较轻，可获得更佳的瞬态响应，但在承载力和耐用性方面不及铜线，中音和低音喇叭多用铜线绕音圈，而且铜线较粗能承受大功率，有些低音喇叭绕二至四层音圈增加承载力，至於铜线形状亦不同，例如圆形、六角及长方形横断面，圆线最普遍使用，六角及长方形线可以紧密排列不留空隙，能增加散热效率相应提高功率承载力。普通喇叭的音圈多绕在纸管上，但纸不是良好的导热体，只具有轻的优点，为了提高散热效率，有些喇叭采用铝或Kapton音圈管，将音圈固定在管上因散热较佳，显著增加承载力，近期愈来愈多扬声器采用这种材料。一般烧喇叭多数发生在高音喇叭上，因它的音圈用细线绕成，不能承受大功率，有些扬声器设有保护线路，当输入电流过高时自动截断或降低电流防止高音喇叭损坏。中音和低音喇叭音圈较强健不易烧断，只当输入过强时可能导致音圈撞底或偏斜。磁铁早期的喇叭多采用镁镍钴（Alinco）合金磁铁，它具有高强度和容易防止磁场滞漏的优点，可惜制造成本愈来愈高，厂家们被迫采用氧化铁磁铁，亦称陶瓷磁铁，它也具有相当高的磁力，但需要用大块，有些低音喇叭的磁铁重达20至30磅，磁场散播性强，在防汛磁地方使用必须小心控制。有一种地球稀有磁体称为SamariumCobalt，中文名译作钐钴磁体，它的磁力为传统式磁铁的五至六倍，因此只需用少量即可达到足够的强度，蛤这种磁体十分昂贵，比较适合用於高单元上，中音及低音单元上甚少见。分音器分音器通常用三种零件构成，包括电感线圈、电容及电阻，线圈是用铜线绕成，高通部分线较细，低通部分线较粗，分音器的线圈有空气芯式及铁芯式，视乎不同的设计而定。电容人对音质影响甚大，现在高质素扬声器中分音器多采用聚丙烯电容，它的品质极受HIFI迷注意。一般扬声器的扫音器多将零件安装在线路板上，整齐美观，但线路板的铜迹因通路窄关系，可能对大电流记号不利，所以一些发烧级扬声器采用直接用硬线焊接方式，取得更佳音质。声箱扬声器的声箱材料主要是要求具有良好的阻尼特性，坚固无谐振，设计家为了达到这个目标，过去已选用了各式各样的材料，包括碎木板、木夹板、纤维板、塑料，甚至用到人造云石、三合土及金属。一般声箱多用木夹板或碎木粒压合板，取其容易切割和制造，现在不少较高级的扬声器采用中密度纤维板（MDF），具有更佳期的特性。Celestion在他们的SL600书架扬声器上首创采用航空科技，以三夹层结构的铝制成声箱，有如飞机地板的构造一样，极为坚固全无谐振，那款书架式扬声器非常成功。另一创新的声箱构造是B&W的Matrix，内部作骨架式结构配合吸音乳胶从而获得清纯的音质。

主题：扬声器材料对声音的影响