浅谈振膜的分割振动.docVIP

浅谈振膜的分割振动本篇开始，先做个实验。我们接上一盆水，等其平静后，在中央滴入一滴水。 点这里，看大图 [ 收藏此图] 水滴激起涟漪 图片来自互联网 会发现激起的涟漪向四周扩散，当涟漪触及水盆时，会被反射回来，反射波会干涉依然持续扩散的涟漪。如果用滴管持续的有节奏的往中央位置滴入水滴，会激起一波又一波的涟漪，然后产生一波又一波的反射波，这些波相互干涉，整个水面已活跃起来，涟漪已经没有之前那么清晰。 实际上，在电动扬声器工作时，也会遇到这样的问题，音圈通电后，变成电磁体，与永磁体产生作用力，连续驱动振膜发声。但这个过程不能视为简单的活塞运动，振膜不是完全的刚体，其运动时，本身会象水面一样会产生形变。波形沿着由音圈与振膜粘合处向四周和前端传播，到遇到折环时，波也会涟漪一样被反射回来，从而与其他波形相互干涉。 点这里，看大图 [ 收藏此图] 波的干涉 图片来自互联网 实际情况比水滴溅出涟漪要更加复杂，因为驱动频率高得多，变化也快得多。但频率达到某个值时，振膜因为波的相互干涉而形成区域化的振动。中学实验中，有个“波的干涉”的实验，其实验情形与我们提到的现象有些相似，可以借鉴，这样更加形象一点，因为我们没法用相机拍下振膜的振动时的样子。 点这里，看大图 [ 收藏此图] 160毫米振膜在不同频率下的分割振动 上图为Corrington绘制的一张160毫米振膜在不同频率下产生振动的情况，可以发现振膜在不同的频率下被无形的分割成多个区域，某些相邻的区域振动相位还互为反相。这种成区域的局部振动，就叫分割振动。 分割振动的成因相当复杂，我们所说的只是其中一种成因，关于这种物理现象，我们也没法说得太清楚，也没能力说得太清楚，只能浅谈。在扬声器工作时，尤其大功率工作时，扬声器自身的部件，包括不该振动的部件，例如音圈、盆架等实际也在振动，甚至扬声器、音箱本身都在振动，箱体内外的气体对振膜的顶托……这些都会对分割振动最终出现产生作用……对于普通爱好者，我们只需要知道有这么一种现象的存在，它对声音的保真度的负面影响非常大。 通过简单了解分割失真，我们知道了振膜作为振动的传播媒介，本身的物理特性也会影响到分割振动的剧烈程度，理想的材料就是刚性好并且内阻尼较高的膜片。刚性好不易形变，内阻尼较高则振动后会快速衰减，但似乎这两个特性是相对立的，实际情况是刚性好的材料，内阻尼低，例如金属振膜，刚性较差的材料，内阻尼高，例如塑料振膜和纸基振膜。 如何在这两者之间取得平衡？各家纷纷在试验各种复合材料，各种涂料……以改善其物理性能，达到降低分割振动对硬质的负面影响的设计目的，实际上，扬声器发展到今天，已经不再是简单的声学范畴的东西，电动扬声器基础结构已经定型数十年并没有太大的改变，要实现突破，从材料上入手能获得很好的收益，实际上，扬声器已经和材料工业的发展密不可分，每一次新材料的诞生都能推动扬声器整体设计水平的进步，最为典型的就是耳机用扬声器的整体性进步。 到现在，没有哪种振膜能称得上完美，各类材料各有优缺点，在某些产品的宣传文档当中，称使用了德国的蚕丝、美国的涂料、日本的工艺制造的振膜可以彻底消除失真，这是忽悠。即便未来材料再度大的进步，对于电动扬声器而言，分割振动也是难以完全克服的。这也使得电动扬声器在某些方面难以突破。在上篇文章当中，我们特别提到“勿以振膜论声”，这篇中再次强调一下，尤其不要受宣传文案的误导。 虽然分割振动不可消除，但负面影响是可以降低的。在下一篇中，我们会提到一些降低分割振动负面影响的一些常见设计。