新型平板揚聲器的設計

摘要：針對傳統揚聲器的缺點(diǎn)，提出了一種平板揚聲器的設計。揚聲器由軟磁材料、音圈、平板發(fā)聲盤(pán)、環(huán)形導電線(xiàn)圈、偏磁線(xiàn)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(guò)導電環(huán)產(chǎn)生互感磁通而迫使發(fā)聲盤(pán)振動(dòng)，從而帶動(dòng)揚聲器的振膜振動(dòng)而發(fā)聲。實(shí)踐表明該揚聲器具有頻響寬、功率大、失真小、結構簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，既能滿(mǎn)足高保真音響和家庭影院系統需求，又能應用于多媒體音響系統的小型化要求，具有較好的應用前景。
關(guān)鍵詞：平板揚聲器；軟磁材料；音圈；偏磁線(xiàn)圈

0 引言
傳統揚聲器是用音圈推動(dòng)一個(gè)尺寸固定的紙盆而發(fā)聲，其自身的結構與特點(diǎn)決定了揚聲器不能實(shí)現平板化與小型化。其次、固定的振動(dòng)盆直徑，使得揚聲器通頻帶很窄，幅頻特性很差，整個(gè)頻響特性具有在其機械諧振頻率點(diǎn)上呈單峰特性，致使高保真音箱不得不以高、中、低音揚聲器用分頻組合方式來(lái)實(shí)現。音圈是推動(dòng)器，又是發(fā)聲體的一部份，其自身的機械結構與性能產(chǎn)生矛盾，特別是在高保真系統中，要實(shí)現大的動(dòng)態(tài)范圍，則要求功率要大，這樣對音圈的機械強度要求高，線(xiàn)圈不得不做得結實(shí)些，但這樣音圈的機械慣性增大，高頻特性將大大下降，為了同時(shí)滿(mǎn)足機械強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，用傳統揚聲器設計制造的高保真音箱體積大、成本高、可靠性差。
為適應現代音響對音箱的寬頻響、寬指向性和小型化的要求，平板揚聲器開(kāi)始“浮出水面”，并以其突出的優(yōu)勢展現出極為誘人的應用前景。較為典型的有NXT平板揚聲器和等磁場(chǎng)帶式揚聲器，但它們都存在低頻響應不足、音質(zhì)差等缺點(diǎn)。本文給出一種平板揚聲器系統，通過(guò)對其結構分析可知，用它作為高保真音箱的發(fā)聲體，可顯著(zhù)提高平板音箱的低頻響應，使平板音箱的頻響特性更加平坦。

1 平板揚聲器結構與原理
1．1 平板揚聲器的結構
平板揚聲器的結構如圖1所示，主要由軟磁材料、音圈、平板發(fā)聲盤(pán)、環(huán)形導電線(xiàn)圈、偏磁線(xiàn)圈組成。其結構要求音圈固定在以軟磁材料為支架的半閉合磁路上，振動(dòng)發(fā)聲盤(pán)為四邊固定的張緊的柔性導電盤(pán)或內部相嵌有多個(gè)(3個(gè)以上)同心導電環(huán)的柔性圓盤(pán)構成，并保證磁路完全穿過(guò)振動(dòng)盤(pán)。偏磁線(xiàn)圈的作用是在揚聲器工作時(shí)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(chǎng)避開(kāi)磁化曲線(xiàn)的非線(xiàn)性區。

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