金属锥体振膜扬声器（1）

金属锥体振膜扬声器的研究与开发

深圳市天曾音频技术有限公司 姜育仁 邮编 518008

天津市电视技术研究所 杨定军 邮编 300191

一、金属锥体振膜扬声器的发展

电动式扬声器的振膜一直为人们所关注。虽然纸质振膜始终占据着主导地位，但非纸质振膜已在扬声器的研究和生产中变得越来越重要。例如金属振膜，已经在压缩驱动器（带号筒）和部分球顶扬声器得到了广泛的应用。近几年来，把金属锥体振膜用作全频带扬声器和低音扬声器的动向引起了国内业内人士的关注，以致有人作出了"金属锥体振膜扬声器奖成为主流的扬声器"的预测。

说到金属锥体振膜，应该运用什么金属来作振膜呢？铝、钛、铍以及相应的复合材料的运用已逐步为人们所熟悉。我们公司也早已把铝振膜成功地运用在家用HI-FI扬声器的高音单元中，并已在设计和工艺中取得了经验，铝振膜的高音扬声器不仅已在量投产，而且已成为家用HI-FI扬声器系统中的优选单元。

但是与铝振膜高音扬声器相配置的低音扬声器，人们习惯上还是一直在采用纸质及高分子材料作为振膜。为了得到更好的性能，几年来，我们一直在思索全频金属锥体振膜扬声器的开发。金属振膜有什么特点？在单元的设计和工艺上要注意什么问题？它们的音质有什么特点？如何在成本核算的基础上生产出市场所需要的单元？天曾公司在1999年初步实现了预定目标，将近十万只的作为低音单元和全频带的金属振膜扬声器已投入市场。我们需要作一个初步的总结，以求在理论和实践的反复过程中得到更好的进展。由于振膜形状做成传统的盆状，下文将其称为金属振盆。

二、金属振盆扬声器特点

1.金属振盆的优点

（1）金属材料的比弹性率（材料的杨氏模量与密度的比率）及声传播速度比纸质材料高，见下表。

材质参数密度ρ

（g/cm3）杨氏模量E

（dyn/cm2）比弹性率

E/ρ(cm2/s2)声传播速度

√E/ρ（cm/s）机械损耗因数增强聚烯烃0.454.0×10109.0×10103.0×1050.04三层烯烃0.250.8×10103.2×10101.8×1050.12纸0.51.5×10102.9×10101.7×1050.04铝2.77.0×10105.1×10105.1×1050.004

分析上表可看出铝与纸相比较有两个特点：其振动的传播速度大约为纸的传播速度的3倍，另一个特点就是铝的机械损耗因数只是纸的十分之一，可以说在对金属与非金属的纸质材料作比较时的基本特点。

参看图1，这是扬声器的锥体模型。

Ra、Rb分别为锥体的内半径和外半径，α为半顶角，DB为锥体上边缘沿经线方向锥体边缘与锥体顶点的距离。

由文献[5]可知存在一个反谐振频率Fra，它标志锥体分割振动的开始，在Fra以下，锥体振动大体上是均匀的，高于Fra时，锥体上出现弯曲波和纵向波，并产生弯曲波和纵向波的谐振和反谐振。

Fra=C/2πDB tanα

上式中的C为振动在锥体中的传播速度。

在文献[5]中的一个6.5英寸扬声器，其纸锥体的Fra为1840Hz，那么换成铝锥体的话，Fra将增加至3倍的数量。[5]指出声压响应的峰谷频率与C成正比，显然金属振盆在扩展扬声器高端响应减小中、高音因分割振动产生的谐波失真时，带来极大的好处。－－转载自中国影音器材网

金属锥体振膜扬声器(2)

金属锥体振膜扬声器(3)