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汽车音响喇叭扬声器振膜材质对汽车音响改装音质有什么影响?

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发表于 2016-9-17 14:49:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
扬声器基本上由驱动器、分音器和声箱构成,这三部分的设计固然重要,所用的材料对音质也有密切关系,假如改变其中一部分材料其馀保留不变,声音必然会有差别,这个差别可能非常明显,有些爱自己动手的发烧友试用不同的材料代替原来的用料,例如给分音器换上 “ 补品级 ” 电容或用发烧线替换原有的接线,有些能令音质改善,亦有些破坏了原来的声音平衡。零件影响音质是一种不可捉摸的事,你以为更换了补品零件会改善声音,有时却相反,原来的几种零件配搭音质或平衡反而更佳,这点可能是设计时已经过了仔细试验达成最理想的零件配搭。发烧友可以自己作试验,但一经如此就会失掉代理商的保用服务,你把原来零件任意更改,出了问题当然由你自己负责。
       
汽车音响喇叭扬声器振膜材质对音质有什么影响?下面以DLS汽车音响喇叭为例(谢谢广州卖音乐友情提供的合作) 所选用的振膜材料在很大程度上决定了其音质的表现取向,纵观汽车音响扬声器,其振膜材料最为常见的就是以下四种。现在就详细介绍这四种材质的特点以及其对的影响。
       
        纸盆
       
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是最古老的材质。简单的说,把纸浆悬浮液流入事先设计好的盆型网状模子上,纸浆便沉积其上,将沉积至适当厚度的纸浆抄出,再行干燥等后续加工处理,便成了一个纸盆振膜。而其中纸浆的成份,如纤维的种类、长短,及填料成份,和抄纸的制作过程及后段处理方式(如风干或热压等),都会影响最后成品的特性,也直接影响到发声特性。一般来说,纸盆的声音特性为平顺自然,明快清晰。因为内含无数的纤维相互交织,因此在其中传递的能量可以很快被吸收掉,形成很好的阻尼,因此在发声频域的高端造成的盆分裂共振不明显,滚降的截止带也就很平顺。这可说是一种很好的特性,因为这样就可以用很简单的分音器,不需额外的剪裁,系统的整合也就很健康。
       
另外,纸盆的刚性颇佳,对于瞬时反应和听感的细节表现有很好的成绩。再者,若设计和制作得当,纸盆可以做得很轻,比最轻的塑料振膜还轻15%以上。虽比起最新的高科技合成纤维材料,纸质还是稍重了点,但其实相差不大,因此发声效率高。纸盆可能的弱点是其特性会随环境湿度而变化,因纸吸收了湿气后其密度会变高(变重)、刚性会变差(变软),所以发声的特性也会受影响。近年来生产的纸盆单体,有一大部分便在这方面有各种改善的方式,使纸盆的特性可以更加稳定。常见的有表面涂膜,或是在纸质配方上作文章。
       
        复合塑料
       
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这里说的塑料振膜,是指用塑料射出成型或其它方式做出的一体成型锥盆,最常用的材质应属聚丙烯(Polypropylene,简称 PP)。多数高分子聚合物的物理特性便是韧性特强,因为分子结构巨大且排列不规则,所以机械能在其中传递时会很快的被吸收消耗,阻尼特性很好。这项优点和纸盆类似,就是高端的滑落很平顺,除了听感上柔顺自然外,能够使用低阶、简单的分音器也是一项利多。然而,相较于其它振膜材质,PP的刚性不甚佳,质量也较重。PP材质较弱的刚性造成了高速微动作时(高频段工作时),音圈发出的动能无法完全且一致的传达到整个振膜,也就是发生了”盆分裂现象”。
       
虽然有良好的阻尼止住了盆分裂共振,但毕竟已无法作完美的活塞运动,失真率相对提高,听感上便是柔顺有余,解析力及动态却不足,有些以6寸PP振膜中低音单体为基础的二音路喇叭,会在中音到中高音域容易出现迟缓呆滞的症状,病因便在此。若在低音部份不要太贪心,选用较小口径的单体,便可在某种程度上减轻这样的问题。另一方面虽不像纸盆那样有吸水气的问题,但PP振膜会有随温度改变特性的倾向。更积极的作法是对这种材质加以改良,也就是以PP为基础,再混入一些添加物,以加强其刚性,使得制作出来的单体在动态、失真率、细节表现,和发声效率上都有不同程度的进步。如Dynaudio和Infinity/Genesis都有采用此类处理的单体,虽然混入的添加物和制作方式不尽相同,但成效都颇明显。       
        金属振膜
       
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刚性较弱会导致动态和解析力的缺失,利用高刚性的金属材质来制作振膜,会得到很好的效果。一般用于直接发声的中音或低音单体所用的金属材质,铝金属或其合金产物为最多,最大的优势便是刚性很强,在一定范围的工作条件下不会变形,其结果便是很低的失真和很好的细节解析力。但是刚性强的另一面便是内损低,能量不会被振膜材质本身吸收,所以发生盆分裂时会有很明显的共振峰出现在频率响应的高端,若不妥善处理,就很容易出现金属声。所谓妥善处理,首先可以在分音器的设计上尽可能将此共振峰压制,也就是把共振峰安排在滤波的截止带或以外,让进入单体的讯号不要含有会激起高频共振的频率,于是共振峰便会被分音器所隐藏起来,我们就不会听到金属声了。
       
为达此目的,通常必须要采用至少二阶以上的分频斜率,才能有效滤除;若用一阶,斜率太缓,不足以有效压制。若再把分频点往低端移动,又会牺牲掉可用的频宽,这样的作法不太健康。因此,高阶分频和慎选分频点是采用金属振膜单体所必须特别注意的。或者加强振膜的阻尼:如三明治夹层结构、涂布阻尼物等方式。除了高频共振不好对付之外,振膜重量是另一项不利因素。现在市面上有钛金属盆的单元,振膜的质量得到了有效的控制。所以,金属盆的中音或低音单体虽可在强劲驱动下表现出色的动态,但整体的发声效率事实上还是偏低,一般需要较大的功率来伺候。       
        合成纤维材质
       
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在硼碳纤维及蜂巢式三明治结构应用于战斗机上获致极佳成效的多年以后,有人将这类的材料用在音响上。既然是航空级的材料,当然就兼具了质轻和高强度的双重优点,可以做到比纸还轻,刚性比金属还强,而且强度不只超过铝很多,甚至还高过钢铁,用来制作喇叭单体的振膜是再理想不过了!所以各家制造Kevlar或碳纤维单体的厂家,无不用力的标榜其高刚性、低质量、还有高阻尼的特性。前二项优点是成立的,但自身阻尼这一项则要视条件而定,并不一定就比较好。若没有妥善处理,这类高刚性的人造纤维会和金属盆面临类似的问题,也就是高频盆分裂共振。虽不至于像金属振膜那么严重,但这个盆分裂共振的确存在,也轻易地达到扰人的程度。在没有妥善处理之下,听感上容易造成硬质的中频上段和高频下段,更厉害些便开始刺耳了。
       
在加强阻尼处理(如三明治夹层或涂膜等),加上适当分频的条件下,这类单体就能够展现非常好的细节解析力、停动自如的瞬时响应、极佳的大动态及微动态,而且这些好表现只需一点点的功率。如Focal的K2系列单元,采用Kevlar及聚合物发泡三明治夹层振膜加乳胶涂布。在较常见的Carbon和Kevlar Fiber单体制品以外,另有一种特殊的人造纤维振膜在数年前问世─HAD(High Definition Aerogel),由Audax所推出,使用亚克力聚合物凝胶和多种合成纤维(包括Carbon及Kevlar)所制成,特性表现极佳,由测量上可看出非常好的瞬时响应,失真极低,同时又能得到平滑的高频滑落特性,完全没有出现高频共振峰,目前的制成品虽在发声效率上不如纸盆或Kevlar,但应该是磁路系统的设计企图心造成的差别,而其它项目的实力确也不容小觎。 其它材料:除了上述的四大类材质外,其它还有很多质轻强度佳的材质皆可制成喇叭振膜,如玻璃纤维、赛璐络纤维、石墨纤维、电木、丝质纤维、发泡聚苯乙烯、各种发泡塑料,以及真空烧结精密陶瓷……等,其中许多材料都大有可为,有些适于做高音,有些适于做中音,有些适于做低音,有些高中低音皆宜,各擅胜场。


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