蒙光中

(貴陽(yáng)無(wú)線電四廠，貴州 貴陽(yáng) 550001)

1 引言

1924年美國(guó)發(fā)明電動(dòng)式揚(yáng)聲器，至今業(yè)已成為全世界產(chǎn)量最大，應(yīng)用最為廣泛的電聲轉(zhuǎn)換器件。它從初期的勵(lì)磁體到如今普遍采用永磁體方式，無(wú)論從材料、工藝等諸多方面都有了很大的發(fā)展，制造技術(shù)日臻成熟，測(cè)試手段越來(lái)越先進(jìn)，但就結(jié)構(gòu)而言，并無(wú)任何實(shí)質(zhì)性改變。

公知的現(xiàn)代電子技術(shù)能夠輕而易舉地將音源失真率控制在萬(wàn)分之一(如CD)；放大器功放控制在千分之一；而揚(yáng)聲器失真率卻長(zhǎng)期居高不下。以低頻單元為例，其在低頻段的失真率能控制在百分之三左右就實(shí)屬不易。長(zhǎng)期以來(lái)電聲指標(biāo)的提高一直受到揚(yáng)聲器單元的瓶頸制約。

迄今為止，普遍認(rèn)為是由于紙盆的邊緣共振及分區(qū)振動(dòng)造成的，較長(zhǎng)時(shí)期以來(lái)人們致力于紙盆材料及制造工藝的改進(jìn)，但收效甚微[1]。

2 雙音效應(yīng)

首先分析研究揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)，圖1是其縱剖面圖。

圖中(1)音盆錐體，(2)定芯支片，(3)磁路系統(tǒng)內(nèi)腔空間，(4)音圈，(5)盆架。

今以虛線為界，撇開(kāi)右面音盆不言，此時(shí)揚(yáng)聲器之振動(dòng)系統(tǒng)因定芯支片的存在而另形成一個(gè)獨(dú)立的振動(dòng)輻射源。當(dāng)揚(yáng)聲器工作時(shí)，此聲非彼音，不僅失真大且對(duì)音盆的正常聲還原將造成極大的干擾。由此我們得出結(jié)論：現(xiàn)代電動(dòng)式揚(yáng)聲器在其電聲轉(zhuǎn)換過(guò)程中存在嚴(yán)重的“雙音效應(yīng)”弊端。

它是目前揚(yáng)聲器產(chǎn)生失真的重要原因，果真如此！現(xiàn)代動(dòng)圈式耳機(jī)，高音電動(dòng)式揚(yáng)聲器因結(jié)構(gòu)與其迥異而使失真率顯著降低，就是最好的佐證[2]！

3 聲電類(lèi)比串聯(lián)電路之修正

下面擬從電聲理論入手，對(duì)定芯支片作更進(jìn)一步的分析與研究。

圖2(a)是目前電動(dòng)式揚(yáng)聲器之聲電類(lèi)比串聯(lián)等效電路(略去在空氣中的輻射阻抗不計(jì))，為便于分析，作圖3對(duì)照之。

圖3(6)音盆折環(huán)機(jī)械阻R1，(7)定芯支片機(jī)械阻R2，(8)音盆折環(huán)順性C1，(9)定芯支片折環(huán)順性C2，(10)錐體質(zhì)量M1，(11)定芯支片質(zhì)量M2，(12)音圈質(zhì)量Mq，F(xiàn)是作用力。

從圖2(a)等效電路看，由于目前對(duì)揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)之研究忽略了定芯支片亦是另一振動(dòng)輻射源這個(gè)重要特征，從而將M2這一參數(shù)在等效電路中抹掉。

參照?qǐng)D2(b)作圖4(a)、(b)分別是音盆或定芯支片擬作為獨(dú)立振源之等效電路。

音圈質(zhì)量Mq為兩振源所共有，兩振源在同一揚(yáng)聲器中是一個(gè)整體，二者的組合，即圖4(a)、(b)兩個(gè)等效電路的合成究竟是并聯(lián)？還是串聯(lián)呢？是并聯(lián)！

因?yàn)椋?/p>

(1)從圖1傳統(tǒng)的揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)看，音盆與定芯支片外緣都是和剛體盆架連接，而二者的內(nèi)緣亦是與非剛體音圈連接，與傳統(tǒng)的并聯(lián)形式相一致。

(2)根據(jù)并聯(lián)電路任一支路斷路，不影響其余支路工作判斷，不論單獨(dú)拆去音盆或定芯支片，揚(yáng)聲器在力F的作用下都有聲輻射，即兩振源切斷任一振源都不影響另一振源工作。

圖5是修正后之電動(dòng)式揚(yáng)聲器聲電類(lèi)比并聯(lián)等效電路。上述分析與研究是對(duì)目前電動(dòng)式揚(yáng)聲器聲電類(lèi)比等效電路理論的修正[3-4]。

4 純音電動(dòng)式揚(yáng)聲器

針對(duì)揚(yáng)聲器“雙音效應(yīng)”，我們從結(jié)構(gòu)改革入手將現(xiàn)有“波紋式”定芯支片革除，其功能改由“手風(fēng)琴式”折疊圓環(huán)形定芯支片替代。

圖6是改革后之純音電動(dòng)式揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)圖，圖中(13)是“手風(fēng)琴式”折疊圓環(huán)形定芯支片，它的一端與剛體盆架連接，另一端通過(guò)音盆搭橋與非剛體音圈連接，此時(shí)刻之聲輻射與音盆二者重合，“雙音”變“單音”，故名“純音電動(dòng)式揚(yáng)聲器”。

考慮到音圈工作時(shí)做高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，為此要求折疊圓環(huán)形定芯支片既要順性好，又要具備一定的耐疲勞強(qiáng)度。首選天然橡膠制品，亦可使用其他優(yōu)質(zhì)材料制造。圓環(huán)形定芯支片折疊層數(shù)視實(shí)際需要定，疑其支撐效果，揚(yáng)聲器安裝可采取下置式，音盆朝下，音箱另行設(shè)計(jì)，恕不贅述[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

“純音”有何優(yōu)點(diǎn)？低失真、高保真、低成本，改革簡(jiǎn)便易行。傳媒稱2020年5G+4K超高清電視將在我國(guó)全面上線視頻傳輸，“純音”生逢其時(shí)，寶馬配好鞍，它的出現(xiàn)標(biāo)志著平民高保真音響時(shí)代的到來(lái)。

“純音”近獲中國(guó)專利授權(quán)，專利號(hào)ZL201820675363.9。

最后讓我們?yōu)閾碛须娐曌灾髦R(shí)產(chǎn)權(quán)，為振興民族音響產(chǎn)業(yè)而奮斗。