新型平板揚(yáng)聲器的設(shè)計

摘要：針對傳統(tǒng)揚(yáng)聲器的缺點，提出了一種平板揚(yáng)聲器的設(shè)計。揚(yáng)聲器由軟磁材料、音圈、平板發(fā)聲盤、環(huán)形導(dǎo)電線圈、偏磁線圈組成，并將音圈固定在以軟磁材料形成的半閉合磁路上，音圖形成的電流通過導(dǎo)電環(huán)產(chǎn)生互感磁通而迫使發(fā)聲盤振動，從而帶動揚(yáng)聲器的振膜振動而發(fā)聲。實踐表明該揚(yáng)聲器具有頻響寬、功率大、失真小、結(jié)構(gòu)簡單等特點，既能滿足高保真音響和家庭影院系統(tǒng)需求，又能應(yīng)用于多媒體音響系統(tǒng)的小型化要求，具有較好的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：平板揚(yáng)聲器；軟磁材料；音圈；偏磁線圈

0 引言
傳統(tǒng)揚(yáng)聲器是用音圈推動一個尺寸固定的紙盆而發(fā)聲，其自身的結(jié)構(gòu)與特點決定了揚(yáng)聲器不能實現(xiàn)平板化與小型化。其次、固定的振動盆直徑，使得揚(yáng)聲器通頻帶很窄，幅頻特性很差，整個頻響特性具有在其機(jī)械諧振頻率點上呈單峰特性，致使高保真音箱不得不以高、中、低音揚(yáng)聲器用分頻組合方式來實現(xiàn)。音圈是推動器，又是發(fā)聲體的一部份，其自身的機(jī)械結(jié)構(gòu)與性能產(chǎn)生矛盾，特別是在高保真系統(tǒng)中，要實現(xiàn)大的動態(tài)范圍，則要求功率要大，這樣對音圈的機(jī)械強(qiáng)度要求高，線圈不得不做得結(jié)實些，但這樣音圈的機(jī)械慣性增大，高頻特性將大大下降，為了同時滿足機(jī)械強(qiáng)度與高頻特性的需要，音圈通常都工作在極限環(huán)境中，極易燒毀。因此，用傳統(tǒng)揚(yáng)聲器設(shè)計制造的高保真音箱體積大、成本高、可靠性差。
為適應(yīng)現(xiàn)代音響對音箱的寬頻響、寬指向性和小型化的要求，平板揚(yáng)聲器開始“浮出水面”，并以其突出的優(yōu)勢展現(xiàn)出極為誘人的應(yīng)用前景。較為典型的有NXT平板揚(yáng)聲器和等磁場帶式揚(yáng)聲器，但它們都存在低頻響應(yīng)不足、音質(zhì)差等缺點。本文給出一種平板揚(yáng)聲器系統(tǒng)，通過對其結(jié)構(gòu)分析可知，用它作為高保真音箱的發(fā)聲體，可顯著提高平板音箱的低頻響應(yīng)，使平板音箱的頻響特性更加平坦。

1 平板揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)與原理
1．1 平板揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)
平板揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由軟磁材料、音圈、平板發(fā)聲盤、環(huán)形導(dǎo)電線圈、偏磁線圈組成。其結(jié)構(gòu)要求音圈固定在以軟磁材料為支架的半閉合磁路上，振動發(fā)聲盤為四邊固定的張緊的柔性導(dǎo)電盤或內(nèi)部相嵌有多個(3個以上)同心導(dǎo)電環(huán)的柔性圓盤構(gòu)成，并保證磁路完全穿過振動盤。偏磁線圈的作用是在揚(yáng)聲器工作時加入合適的直流或超音頻交流偏磁電流，使磁路中的音頻磁場避開磁化曲線的非線性區(qū)。

平板揚(yáng)聲器發(fā)聲盤的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中圖2(a)為環(huán)狀導(dǎo)電環(huán)的發(fā)聲盤，在其內(nèi)部相嵌有環(huán)形導(dǎo)電線圈，其分布要求盡可能密些，發(fā)音膜的柔韌性要好，內(nèi)孔徑?jīng)Q定它的高頻特性，發(fā)音盤的內(nèi)外環(huán)形導(dǎo)電線圈直徑比值越大，幅頻特性越寬，導(dǎo)電環(huán)的數(shù)量越多，分布越均勻，揚(yáng)聲器幅頻特性越平坦。圖2(b)為軟性導(dǎo)電盤，由柔性的導(dǎo)電膜或柔性的金屬網(wǎng)膜構(gòu)成，要求柔韌性好。發(fā)聲盤的外徑主要決定揚(yáng)聲器低頻特性，其越大低頻特性越好，幅頻特性越寬。