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不要小瞧了音盆材质,它或决定了整个音响的音质!

不要小瞧了音盆材质,它或决定了整个音响的音质!

我们知道,在扬声器中,音圈接通音频信号后会在磁场中产生强烈震动,音圈是固定在音盆上的,音圈的震动同时带动音盆的震动,音盆震动迫使空气发生震动,从而发出声音。故,音盆是扬声器的重要组成部分,音盆材质不同,音质也有差异。

音盆分类及特点

目前市场上的喇叭音盆大体可分为以下几类:

1、纸盆:纸盆易与其他材料融合,所以又有敷胶纸盆、紧压纸盆等几种。纸盆虽成本低,但其音色表现好,灵敏度高。所以纸盆应用最为广泛。

2PP:聚丙烯盆失真低,擅长表现各种音乐,造价高。

3、羊毛盆:采用羊毛做音盆,具有良好的柔韧性,擅长表现轻音乐。

4、防弹布盆:防弹布盆的喇叭频响范围广,适合喜欢强劲低音的音乐爱好者。但其成本高,制作难度大。

5、陶瓷盆:擅长表现人声,古典音乐,音色细腻,动态性能好。

6、金属盆:加入铝、镁等金属元素,刚性强。喇叭瞬间爆发力强,适合动感强劲的音乐。

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音盆材质解析 1.纸质材料

纸质材料是传统制造音盆的材料,常被误认为是过时技术,不适于高性能扬声器使用。纸质音盆易加工成各种形状,而不需要复杂昂贵的模具,而且其机械性能在很宽的有效范围内可调节。然而,不经处理的纸质音盆对环境(尤其是湿度)非常敏感。环境湿度变化时,纸质内水分会随之改变,导致胴体质量和杨氏模量等参数的变化。

另外,虽然有可能加工出刚性足够的音盆,获得延伸的频响范围,纸质的本身的内损耗却不足以获得平滑的滚降。还有,纸质生产时的偏差较大,不利于批量产品的一致性。应用多种表面处理方法可以克服以上两个不足,如上乳胶或PVA聚乙烯醇-based涂层,浸渍这些涂层有利于将音盆与周围环境隔离,同时增加了传输损耗,因此,能平滑高段频率响应。

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  纸浆中加入碳纤维等别的纤维改善音盆特性(注意:一些纸质音盆的涂层处理主要目的是美观,使用的某些故弄玄虚材料对扬声器声性能的改善也许不会起作用)。通过严格的过程控制及选料,纸质生产的不一致性会有改善。相同的纸浆,内部构造也因抄纸方法、脱水、干燥方法等完全不同,物理常数随之变化。抄纸方式的自然落下式与强制吸收式,即使胴体的质量相同,厚度和密度也不同,前法的厚度大而密度小,杨氏模量小,内部损耗增加;后者的倾向则相反。纸浆锥体沿用半世纪以上的理由在于纤维种类丰富与可自由控制的内部结构,其他塑料皮或金属箔没有自由度,只有改变形状。尽管纸质材料表面看来像是低技术材料,可经过适当加工的纸质音盆,却能同时获得良好的带宽及平滑的响应,完全可与高科技材料媲美。专家在不断研究新型纸质音盆的配方,加工及表面处理方法。不要奇怪,基于便宜,老式纸质材料的音盆技术会有最新突破,重焕生机。

  2.聚丙烯类材料(也叫PP,CD等)

 1976BBC开发了这种材料。因为它具有很强的内阻尼,设计恰当的聚丙烯单元无须作任何均衡,就可以在工作区获得平坦的响应,效率也较高。聚丙烯类材料大概是音盆应用最为常见的材料了。许多声称为聚丙烯材料所制的音盆,实际上还会掺杂有机物和其它填充料(例如:碳纤和Kevlar)。填充料可控制成本,还能改变材料的机械特性。聚丙烯音盆固有阻尼好,因此只要频带要求不是很宽,实现平滑响应就没问题。另外其对环境湿度也不敏感。容易实现材料本身及其加工工艺的严格公差控制。事实上,因为其稳定可靠的特性,聚丙烯类材料是许多研究者进行扬声器FEA分析的首选材料。聚丙烯类材料不易粘合,因此早时并不得以认可。现代先进的粘著技术(80年代初)已完全解决了这难题。

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现在,从廉价的组合音响到一流的贵族音响ProAC Response 3Hales System 2签名版的各种扬声器都使用聚丙烯单元,此类单元的最终品质主要取决于锥盆的形状以及聚丙烯配方中的添加材料。优点:如果设计正确,可以获得平坦的响应,很低的声染色,良好的脉冲响应,分频器可以很简单,效率高,分割振动出现缓慢。优质产品可以做到与最好的纸盆相当的透明度。缺点:并不是说使用聚丙烯类材料就不会有其它问题了。虽然没有大量论文发表(起码我不知道),可有人认为聚丙烯单元展示了可以听得出的粘滞或像粘滞的表现(粘滞为一非线性现象,体现为本是恒定的系统参数会受系统最近历史影响而变化。)普遍认为磁滞是由塑胶材料的黏弹性蠕变引起的(黏弹性蠕变是指塑胶材料在压力下会慢速扩张。该过程可能为线性,也可能为非线性,取决于材料内损耗)。我的一位尊敬同仁认为磁滞是由音圈骨架与音盆间的接著处引起的。他认为音圈产生热量,经音圈架扩散,会软化塑料音盆或接著处的粘合剂,软化程度取决于音圈散逸的热量。因此很多聚丙烯中低音的解析力不能与流行的金属球顶高音很好的匹配。尽管存在着实际上或是想象出的问题,聚丙烯类材料凭其良好的高频响应及性能的一致性,在高性能的扬声器系统应用中还是很受欢迎的。

 3.含树脂的高强度机织纤维

多数碳纤,玻纤和Kevlar音盆属此类。该类音盆由纤维织布与环氧或类似树脂粘结而成。纤维本身有极高的抗拉强度,植入适量的树脂,材料硬性就会相当大。无疑,编织音盆频带扩展了。然而,频响的平滑性会受到影响,因为内损耗很低。有人认为,纤维的无规则取向有利于抑制音盆驻波,从而使频响平滑。凭经验,这方法对高频响应效果不大,试验测试的扬声器,高频响应都很不平滑。即使最好的KEVLAR、碳纤维也至少在工作区的上段出现一个高Q峰值,一般在人耳最敏感的3-5KHZ。其他刚性单元如金属音盆也是如此,这将导致长时间聆听的疲劳和声场透视的压缩感(隐蔽效应)。

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  许多扬声器生产厂家一直在尝试改善简单编织纤维音盆的基本结构。一厂家采用两层Kevlar纤维片与一树脂片及小硅球粘著而成的复合体。编织纤维音盆不太可能有粘滞现象(折环与弹波,甚至磁路系统可能仍会有,但这属另一问题。)对于宽频类应用,编织纤维可能不是首选材料,但其固有的硬性及不易产生迟滞的特性,使之很适合于低频应用。此外,编织纤维对环境不敏感,热稳定性也好,受直射光/热(如太阳)影响较小。因此,特别适合于汽车音响户外音响应用。

  4.金属类材料

金属材料为最近兴起的一种锥体体材料。到目前为止所讨论过的材料中,金属类的阻尼最小,因此高频区峰值极大6.5寸扬声器在5kHz峰值达12dB很常见。然而,在首次分割振动以下,金属音盆性能很好,这是其受欢迎的主要之处。最常见的金属音圈是铝(及其合金)和镁。若有可能应用多种成形及表面处理技术对金属材料进行加工,高性能金属音盆扬声器的出现并不难以想像。然而,即使采用了最好的分频器设计,当前金属音盆的高频段也很不理想,因此不适合全频带系统应用

  5.其它材料

许多扬声器生产厂家在不断进行基本材料及结构变更试验,以寻求适于一定应用(或只是适于某一市场前景良好的产品)的更佳音盆材料方案。各层状结构类,Kevlar与纸质复合物,Kevlar与塑胶复合物为最近制造的此类材料。

 


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