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[全频箱] 音色与音质的基础——告诉你有关“音箱振膜”的详细知识

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1837663362 发表于 2019-10-25 11:02:23
音色与音质的基础——告诉你有关“音箱振膜”的详细知识
7 R- Q" x) n  k  g5 t如果用汽车零件来比喻,磁铁是引擎,音圈相当于传动轴,那么振膜就是带动汽车前行的轮胎了。2 R1 R- j$ z: N5 D

- n7 X- v. f9 H# U喇叭之所以会发声,是扩大机输出的电流讯号与磁铁产生交互作用,进而带动磁场中的音圈做活塞式的往覆运动,由于振膜与音圈是黏在一起的,振膜便跟着前后震动而压缩空气产生声波。
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: H$ i2 R# [, E! b, a由此可知,我们所听到声音完全得自于振膜的运动模式,并决定了音色与音质会是个什么模样,就是所谓的声底,好比你细胞里的基因,会影响你的高矮胖瘦与美丑。  y: o9 m7 U0 B
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低音使用金属震膜的音质大多速度会较快且精准,但缺点就是会比较没有感情。 + `; q3 n- K; z: Y8 F
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高硬度 VS. 低密度
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" f! R4 S* X+ u, F0 I& V我们可以从几个简单的指标来检视,什么样的振膜符合好声的标准?- ]2 O# `: m) w1 W8 i
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一项是硬度,我们希望振膜够坚硬,还要有点儿韧性,能承受剧烈的往覆运动,且不会变形甚至破裂,通常以材质的杨氏系数做为指标。
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在体积相同的条件下,系数越高表示硬度越高,传递声音的速度也越快,无怪乎前阵子某家大厂推出钻石高音,其宣传要求中便一再强调钻石的杨氏系数极高。
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但光有硬度还不够,我们还希望它的密度极低,就是要够轻,不然就不能轻快地运动啦!
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9 O4 E2 v# d* X( f6 M  B高硬度且低密度的振膜材质有助于能量发散,使音染降至最低,但高硬度与低密度根本是两相矛盾的东西,因此,振膜设计最大的的困难度就是要找寻适合的材质,并且在这天平的两端取得最佳的平衡点。除此之外,振膜尺寸、形状、涂料、相位锥与防尘罩,对于声音也都有影响。( h2 r: a9 b& |4 ]5 r4 k
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振膜的材质$ W4 M9 d& R  }- E% U6 i
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振膜材质的种类何其多,尤其是近来材料科学进步,有愈来愈多的材料拿来振膜,但我们可以将其大致分为人造材质、天然材质,以及复和式材质三大类。
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人造材质
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( W+ v8 C& G, R如PP、功夫龙(KEVLAR)、碳纤维、玻璃纤维等化学纤维,以及各类金属如铝、铍、钛等,或是陶瓷、钻石等等。虽然种类非常多,其特性与优点就是材质专一,结构固定,音色单纯且容易凸显,制程与质量稳定、容易控制,例如功夫龙的中频特性佳,铝振膜则极坚韧且动态优秀。不过,优点有时也成了缺点,因为音色太专一会变得没变化。  H- K2 r* j0 O- Y! F

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功夫龙的中频特性佳,铝振膜则极坚韧且动态优秀。不过,优点有时也成了缺点,因为音色太专一会变得没变化。
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现在市面唱出现许多类似功夫龙或碳纤维外型的喇叭,其实都是由FRP(玻璃纤维)编织而成。
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) P2 K5 t2 V9 E/ C( Z  q( d天然材质
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就是所谓的纸盆或布盆。不过纸盆并不是由单一种材质制成,而是使用了多种经不同处理过程的木质纤维,加上棉、羊毛等,再经浆制的过程而完成。
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多种纤维组成后,其结构会像鸟巢,彼此交错排列出不规则的空隙,虽然看似松散,但刚性足、韧性强,质量又轻。其中的木质纤维以寒带地区的木头为佳,不仅纤维含量高,且长度较长,制作出的振膜强度更佳。
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纸振膜所用各种纤维的比例并无固定,可依照所需的功能,或想要的声音做调整。由于纸盆是采用多种材料相混,可以凸显出各种材质的优点,彼此间的缺陷也容易隐藏,加上声音的变化较为多样,听感上也较为丰富。缺点就是制作过程繁复且成本较高,质量也较不易控制。
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4 L" }. j0 ?# s4 l5 F有些音响厂家,还是坚持使用纸盆来作为顶级产品的振膜。
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7 w7 [% e9 H. b/ Z3 Q- I; C0 z4 t/ c复合式材质
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复合式就是融合二种以上的素材制作振膜,可能是混纺,例如功夫龙混编碳纤维、人造纤维混纺天然纤维,也可能直接做成三明治式单体,例如铝振膜黏合纸盆,其目的也是想要兼容多种材质的优点,让声音更为多样。
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其他影响振膜声音的变量
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0 y2 Y0 `4 i" Y) h$ V1 Y尺寸:振膜的尺寸会影响单体的指向性,一般来说,在相同条件下,尺寸愈大的振膜,开始会有指向性的频率也愈低,因此,较大的单体分频点也要设得较低,如此越离轴时,指向性不会衰减太快。# E7 u8 `0 j! Y& l* a5 I, t

: p; ^( o' R2 r. k7 c形状:基本上,在其他条件相同之下,越往内凸的振膜带宽较大,而且向高低两端衰减的斜率也较缓。如果振膜形状越往外凹,则带宽较低,衰减斜率较陡。至于这二者熟优熟劣?并无一定,完全视单体设计者的需求而定。- {& v7 `' f: k  W
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相位锥、防尘罩:相位锥可以使高频的相位与低频部分一致,使频率响应更为频坦,甚至适度增加高频量感。防尘罩反而可以滤掉高频,可变化其材质藉以调整高频量感。
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# P6 [) ]8 K: W& w7 r8 a, i相位锥可以使高频的相位与低频部分一致,使频率响应更为频坦,甚至适度增加高频量感。
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涂料(COATING):有阻尼效果,其作用也是要帮助能量发散,因此,好的涂料应该是不会干涸,否则便失去阻尼的效用。
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0 S6 `9 _6 G4 k7 B对喇叭而言,频谱测试只是一个基础,音色则是决定在振膜。- |, {6 @* p. \8 @, `  K( O" O

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如果你在单体的震膜上涂一些正确的阻尼剂来修饰音色与频率响,就会发现声音变得较内敛优美。
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