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音色與音質的基礎——告訴你有關“音箱振膜”的詳細知識。

來源: 2018-05-03 發布時間:2018-05-03 15:29:04 瀏覽量:

如果用汽車零件來比喻,磁鐵是引擎,音圈相當于傳動軸,那么振膜就是帶動汽車前行的輪胎了。

 

喇叭之所以會發聲,是擴大機輸出的電流訊號與磁鐵產生交互作用,進而帶動磁場中的音圈做活塞式的往覆運動,由于振膜與音圈是黏在一起的,振膜便跟著前后震動而壓縮空氣產生聲波。


由此可知,我們所聽到聲音完全得自于振膜的運動模式,并決定了音色與音質會是個什么模樣,就是所謂的聲底,好比你細胞里的基因,會影響你的高矮胖瘦與美丑。



低音使用金屬震膜的音質大多速度會較快且精準,但缺點就是會比較沒有感情。 



高硬度 VS. 低密度


我們可以從幾個簡單的指標來檢視,什么樣的振膜符合好聲的標準?


一項是硬度,我們希望振膜夠堅硬,還要有點兒韌性,能承受劇烈的往覆運動,且不會變形甚至破裂,通常以材質的楊氏系數做為指標。


在體積相同的條件下,系數越高表示硬度越高,傳遞聲音的速度也越快,無怪乎前陣子某家大廠推出鉆石高音,其宣傳要求中便一再強調鉆石的楊氏系數極高。


但光有硬度還不夠,我們還希望它的密度極低,就是要夠輕,不然就不能輕快地運動啦!


高硬度且低密度的振膜材質有助于能量發散,使音染降至最低,但高硬度與低密度根本是兩相矛盾的東西,因此,振膜設計最大的的困難度就是要找尋適合的材質,并且在這天平的兩端取得最佳的平衡點。除此之外,振膜尺寸、形狀、涂料、相位錐與防塵罩,對于聲音也都有影響。




振膜的材質


振膜材質的種類何其多,尤其是近來材料科學進步,有愈來愈多的材料拿來振膜,但我們可以將其大致分為人造材質、天然材質,以及復和式材質三大類。


1.人造材質

如PP、功夫龍(KEVLAR)、碳纖維、玻璃纖維等化學纖維,以及各類金屬如鋁、鈹、鈦等,或是陶瓷、鉆石等等。雖然種類非常多,其特性與優點就是材質專一,結構固定,音色單純且容易凸顯,制程與質量穩定、容易控制,例如功夫龍的中頻特性佳,鋁振膜則極堅韌且動態優秀。不過,優點有時也成了缺點,因為音色太專一會變得沒變化。



功夫龍的中頻特性佳,鋁振膜則極堅韌且動態優秀。不過,優點有時也成了缺點,因為音色太專一會變得沒變化。


現在市面唱出現許多類似功夫龍或碳纖維外型的喇叭,其實都是由FRP(玻璃纖維)編織而成。



2.天然材質

就是所謂的紙盆或布盆。不過紙盆并不是由單一種材質制成,而是使用了多種經不同處理過程的木質纖維,加上棉、羊毛等,再經漿制的過程而完成。


多種纖維組成后,其結構會像鳥巢,彼此交錯排列出不規則的空隙,雖然看似松散,但剛性足、韌性強,質量又輕。其中的木質纖維以寒帶地區的木頭為佳,不僅纖維含量高,且長度較長,制作出的振膜強度更佳。

 

紙振膜所用各種纖維的比例并無固定,可依照所需的功能,或想要的聲音做調整。由于紙盆是采用多種材料相混,可以凸顯出各種材質的優點,彼此間的缺陷也容易隱藏,加上聲音的變化較為多樣,聽感上也較為豐富。缺點就是制作過程繁復且成本較高,質量也較不易控制。

有些音響廠家,還是堅持使用紙盆來作為頂級產品的振膜。


3.復合式材質

復合式就是融合二種以上的素材制作振膜,可能是混紡,例如功夫龍混編碳纖維、人造纖維混紡天然纖維,也可能直接做成三明治式單體,例如鋁振膜黏合紙盆,其目的也是想要兼容多種材質的優點,讓聲音更為多樣。 


4.其他影響振膜聲音的變量

尺寸:振膜的尺寸會影響單體的指向性,一般來說,在相同條件下,尺寸愈大的振膜,開始會有指向性的頻率也愈低,因此,較大的單體分頻點也要設得較低,如此越離軸時,指向性不會衰減太快。

 

形狀:基本上,在其他條件相同之下,越往內凸的振膜帶寬較大,而且向高低兩端衰減的斜率也較緩。如果振膜形狀越往外凹,則帶寬較低,衰減斜率較陡。至于這二者熟優熟劣?并無一定,完全視單體設計者的需求而定。

 

相位錐、防塵罩:相位錐可以使高頻的相位與低頻部分一致,使頻率響應更為頻坦,甚至適度增加高頻量感。防塵罩反而可以濾掉高頻,可變化其材質藉以調整高頻量感。


相位錐可以使高頻的相位與低頻部分一致,使頻率響應更為頻坦,甚至適度增加高頻量感。 

 

涂料(COATING):有阻尼效果,其作用也是要幫助能量發散,因此,好的涂料應該是不會干涸,否則便失去阻尼的效用。 


對喇叭而言,頻譜測試只是一個基礎,音色則是決定在振膜。



如果你在單體的震膜上涂一些正確的阻尼劑來修飾音色與頻率響,就會發現聲音變得較內斂優美。

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