音箱耳机入门 振膜的制造材料
夏昆冈 于 2011.04.22 07:05:49 | 源自:www.soomal.com | 版权:原创 | 平均/总评分:09.58/297

振膜即振动的膜片,它的名字体现了其工作状态:振动,以及其某些物理特征:薄。振膜的制造材料多种多样,可以是金属的,也可以是塑料的,也可以是动植物纤维编织的,这些材料有着不一样的振动特点,也使得采用不同振膜的扬声器能发出不同风格的声音。

从振膜的材料上分类,大致可以分为有机和无机两大类,无机的主要有金属类以及玻璃纤维,有极少数的碳纤维。而有机主要有天然和人工合成两类,人工合成的主要使用各类塑料以及化纤的材料,天然的则包括蚕丝、羊毛等动物纤维,还有棉丝、麻等植物纤维。这篇文章,主要介绍几种常见的振膜材料,随着材料科技的快速发展,未来还会出现更多新型的材料用于振膜的设计,届时我们再发文补充。

丝绢振膜

  • 制造商=OLYMPUS;型号=E-300;焦距=50毫米;日期=2010.11.07 16:50:11;光圈=F20.0;测光模式=中央平均;感光度=ISO100;曝光补偿=-0.3EV;曝光时间=1/160秒;曝光程序=手动模式
  • 实际上,丝绢膜是丝膜和绢膜的合称,因为两者具有很高的相似性,因此常常合称为丝绢膜。它们都是常用蚕丝编制而成,差别是,“丝”是指的真丝,“绢”指的是绢丝,两者虽然都是蚕丝,但“品控”不同,真丝的纤维长,绢丝的纤维短,因此绢丝需要若干支通过“捻”的工艺来结成线,由绢丝编制出来的振膜厚度会要高于丝膜,所以声音的表现力会稍差一些。丝与绢的差异,老外并不太明白,他们都理解为蚕丝[Silk],包括日本,也使用“绢”来泛指两者,因此在阅读一些外国文献时,要注意到这种理解差异,例如出口到日本的丝膜扬声器也被称为“绢膜”。

    丝膜、绢膜都很轻薄,适合作为高音振膜使用,但它某些物理特性需要改造,例如刚性不足等问题,因此丝和绢都需要加工后才能更好的工作,所以丝膜、绢膜一般都会涂刷一种特殊的胶,胶的配方并不统一,但应用原理均是为了改善丝绢的物理性能。

    丝绢膜扬声器具有相对柔和耐听的声学听感,瞬态、动态的表现均能获得大部分人的认同,因此大部分高音扬声器均采用丝绢振膜,相比其他材料,应用范围要广泛得多。

    金属振膜

    金属振膜也非常常见,金属振膜又主要分为三种,铝合金、钛合金和铍合金。最常见的是铝合金振膜,其次是钛合金,铍合金因为稀有以及具有毒性,因此极为少见。用于振膜制造的金属要求密度低、刚性好、延展性优秀等特点,铝、钛的合金具有这些特征且相对容易加工。

  • 由于铝、钛合金的可以加工得极为轻薄且刚性优秀,因此这两种材质常常被用于高音扬声器设计当中。金属高音扬声器具有更高的频率响应特性,高频细节丰富且瞬态优秀。但金属高音扬声器,容易出现毛刺的听感,易使人产生听觉疲劳。这需要一些其他技术来克服,例如在功放设计中进行适度的压制,或者在振膜上做特殊的处理,例如氧化、涂刷特殊涂层。

  • 铝、钛合金并不止适合用于高音扬声器的制造。也较为广泛的运用于小口径的全频带或者低频扬声器设计当中,这类金属振膜扬声器,钛膜就很少见到了。主要以铝膜为主。

    铝膜有一种特殊的处理方式,即氧化,在铝膜表面形成一层氧化铝层,氧化铝是一种化学性质稳定,硬度很高,结构致密的物质,它附着在铝膜表层,使其构成多层复合结构以改善物理特性。

    塑料振膜

  • 塑料是各类高分子化合物的统称,具体到每一种化合物时其物理特性又有所不同。但共同点是可塑性极高,易加工,成本低,但刚性较差,如果要获得较好的刚性,需要以增加振膜厚度为代价,它并不是理想的高音振膜材料,但由于成本优势,在低端音箱中有大量的采用。

  • 塑料也可用于低频扬声器的振膜制造。

  • 随着材料科学以及加工技术的进步,塑料也可以加工成极为轻薄的材料,厚度仅为几微米。大部分的动圈耳机扬声器采用的就是塑料振膜,即便高达数千元的动圈耳机,也主要使用的是塑料振膜,各家的塑料配方虽然不同,但都证明了塑料振膜亦可实现很好的声学性能。塑料刚性较差的特点依然存在,因此大部分耳机用的振膜都进行了加强处理,例如使用大折环、压制螺旋形的强化纹等。

    纸基振膜

  • 纸盆是低音扬声器最常见的一种振膜,顾名思义,它的材料就是纸。这种材料具有适中的强度以及阻尼,具有良好自然的听感,声音有感染力。但纸的缺点也是相当明显的,它的一致性不好,远不如塑料与金属振膜。它也容易被环境干扰,其吸水性太大,潮湿的天气时会吸潮导致自重会加大并且刚度降低从而影响声学性能。因此纸盆多有涂层处理来改善其缺点。

  • 在纸浆中加入其它纤维后,可以加工成更具特点的振膜,例如羊毛盆。羊毛盆并不是完全使用羊毛制造的振膜,而是纸基振膜,“纸”才是其基本属性。这种混合材料的盆具有一些更加突出的特点,例如羊毛盆,其声音表现就显得温暖易亲近,非常讨好人。

    编织振膜

  • 玻璃纤维通过编织也可以加工成振膜,俗称防弹布盆。这种材料的优点就是刚性好,耐形变,声音的瞬态和力度表现好。但易显得生硬。

  • 编织类的振膜并不多,但还能找到一些特殊的编织振膜。例如上图中低音振膜就是采用棉线编织并涂刷涂层后制成。

    编织振膜没有太多共同点,决定它们声学特点的是其基础材料以及涂层。严格的说,丝绢膜也属于编织振膜的一种,但因为丝绢膜用量很大,往往被视为单独的一类。

    勿以振膜论声

    有一些朋友喜欢以振膜论声,最为典型就是见到金属的就认为会很吵或者认为解析力优秀。这其实是一种自我心理暗示。实际上,振膜只不过是众多设计环节中的一部分,它能提供基础的声音特征,但这些特征可能随着声学结构、电气性能等等因素的改变而改变,决定音箱或耳机最终声音表现的,还得看整体的设计。

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    最喜欢这种科普文章,哈哈
    发表于2015.03.08 22:31:24
    48
    061.150.043.***
    061.150.043.***
    发表于2015.03.08 22:25:38
    46
    125.039.179.***
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    发表于2014.10.22 23:12:58
    45
    115.206.099.***
    115.206.099.***
    发表于2014.07.03 19:32:04
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    123.151.039.***
    123.151.039.***
    发表于2013.06.09 13:56:09
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    03
    那些高端的音箱一般用的是那种振膜?
    发表于2012.10.19 16:41:59
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    发表于2012.08.15 16:38:00
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    发表于2011.04.28 21:40:00
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    183.062.***.***
    183.062.***.***
    太支持这种技术类的系列文章了,普及了知识,总结了一些经验.网站的含金量就是靠这种文章撑起来的.
    发表于2011.04.28 10:37:05
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    发表于2011.04.25 00:50:11
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    发表于2011.04.23 23:25:19
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    此帖使用Android提交
    发表于2011.04.23 13:57:55
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    内容通俗易懂,图文并茂,不错!
    发表于2011.04.22 22:05:57
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    发表于2011.04.22 20:51:14
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    03
    发表于2011.04.22 20:50:20
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