扬声器材料的认识.ppt

1、扬声器材料的认识 飞达专业音响器材有限公司2012年6月27日盆架（盆架（FRAME）亦称BASKET，是安装振动部分零件，磁气回路和其它零件的母体。小型SPK的支架都是钢板，材质为SPCC（S：STEEL钢铁 P：板钢 C：COLD冷锻 C：硬度区分）。钢板的材质厚度为0.51.2MM冲压成型，表面通常处理有五彩电镀，烤黑、电黑，加以防锈。大口径的磁气回路特别强劲笨重，钢板材质会使用1.0MM甚至更厚。但高级HI-FI SPK也有用铝铸的支架，此外用塑料成型的支架亦很多,防水喇叭及头机最常用。塑料框的材质多为ABS或ABS加纤以增高耐热及强度。有些游艇上使用的塑料框的材质为ASA料，可以延长

2、塑料框受紫外线照射而变颜色的时间。铁框材质的厚度除对SPK承受压力有影响外，同时对SPK的安装后能否承受一定的振动不致变形亦有影响。此外，SPK工作频繁振动时，支架可能会在某些频率产生共振而影响音质。铁片（铁片（WASHER/PLATE）铁片又叫铁板、华司或上片，在磁气回路中，铁片与铁心都起了导磁作用，它们能将磁铁的N极与S极通过回路集中到间隙，使间隙产生较强的磁场，而音圈的卷幅刚好位于间隙正中，故铁片的内径、厚度非常重要。一般功率比较大，或振动时冲击力大的扬声器，铁片与铁框都是以铆接固定在他们的接合处再用胶补强，以防止扬声器在工作时气流从铆接之间的缝隙内挤出，产生气流声不良即漏风。如果磁气回

3、路很重的扬声器，一般使用铁片攻牙锁螺丝的形式。铆接或锁螺丝可以承受大冲击力，一般破坏试验都可承受。一般铆接浮凸点或螺丝孔有46个。塑料框和铝铸框不能铆接，一般以螺丝锁紧，结合处同样以胶补强，螺丝锁紧后，需在螺丝头与框底结合处点胶，以防止SPK频繁振动而松弛至脱落。有些塑料框在注射成型时，铁片就成型于其中，可以降低成本，许多小型SPK铁片通过内铆固定于铁片框上，与框体形成一个整体，不需再铆接加工，结合处一般也需全周补强，防止因铆合不牢而脱落。故内铆式要还应中孔径精确，内内铆式的弱点是不式的弱点是不能承受破坏能承受破坏试验，不能承受太大的冲，不能承受太大的冲击力，力，仅适合于磁适合于磁铁外径在外径

4、在45mm45mm以下的以下的扬声器声器。优点是扬声器生产作业时方便省时，可适当降低扬声器的成本。铁片的材质为SPHC（S：STEEL钢铁 P：板钢 H：HOLD热锻 C：硬度区分），一般表面五彩电镀或镀锌。开发设计选用铁片时，根据SPK的用途客户要求的性能来设计或选用铁片，铁片的内径是扬声器磁气回路间隙的外围，而线圈就在间隙内振动，故铁片的厚度与内径非常重要，一般低音扬声器振幅大，振动系统重，这就要求磁气回路强劲有力，铁片厚度此时不能太薄弱。强振动的扬声器发热快且温度高，磁场幅度较宽，散热快，周波数特性衰减快，同时还可降低低音谐振Fo有利于低音。相反铁片薄时，间隙磁束尖锐，散热慢，适合高音振

5、幅小之类型选用，但必须了解的是铁片导磁象水管一样，当磁力到一定程度，铁片的导磁性能饱和，即使磁铁再加大，磁力再加强，铁片的导磁性能不会再加强，尤其是铁片厚度小者，导磁更容易饱和。铁心（铁心（YOKE）铁心又名T铁，在磁气加路中起导磁作用。铁心实际上应称为轭，英文Yoke，根据其形状可分为U形轭与T形两种，由下图1-3我们可以了解到轭在磁气回路中的作用（带斜线部分为磁铁）。图1-3开发设计选用铁片时，根据扬声器的用途、功率、性能要求不同而异，铁心中心径是扬声器磁气回路间隙的内缘，而线圈就在间隙内振动，故铁心中心径尺寸至关重要。铁心中柱高、铁片厚度、音圈卷幅等对振幅大的扬声器是否产生AB不良都有影

6、响。如果磁铁与铁片厚都固定，扬声器不能承常受应有的功率，振动碰底，这就必须采用冲沟或车沟形式的铁心，以底板背凸形式来补赏底板的厚度，但在设计冲沟铁心时必须注意以下三点：磁铁（磁铁（MAGNET）要了解磁铁，先必须掌握磁场的有关知识。磁体周围存在磁场，磁体之间的相互作用力是通过磁场发生的，磁场和电场一样是一种物质。磁场有方向，磁力线在磁场中任意一点，小磁针北极的受力方向亦即小磁针静止时，北极N所指的方向就是那一点的磁场方向。直线电流的磁力线方向与电流之间的关系可用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定（见图1-7）。通电螺线管外部的磁力线和条形磁铁外部的磁力线相似，也是从北极N出来进入南极S的，其内

7、部亦有磁场，内部磁力线与螺管的轴线平行，方向由南极指向北极，并和外部磁力线连接形成一些闭合曲线。通电螺线管磁力线方向与电流之间的关系亦可用安培定则来判定（见图1-8），在磁场中，垂直于磁场的通电导受到的磁场的作用力，跟电流的强度I和导线的长度L的乘积IL的比值，叫通电导线所在处的磁感应强度。用B表示磁感应强度，则B=F/IL B单位是特斯拉，国际单位是T 1特=1牛/安米，磁力线的疏密反映了磁感应强度的大小。磁铁的重量计算方法：Ferrite：MC=（D+d）（D-d）t0.003927AlNiCo：MC=D2h 0.00568NdFeB：MC=D2h 0.00584单位：g x g28.3=

8、y OZ或或x g0.03527=y OZ磁铁大致可分为：1，Alnico系永久磁石2，Ferrite系永久磁石3，稀土类钴系永久磁石磁液（磁液（Magnetic Fluids）磁液（也被称为铁磁流体或磁性流体）是一种呈棕黑色的液态的磁体，它由直径约为10纳米左右的超细磁性微粒均匀悬浮于合成油载体中而形成。磁液的作用;明显提高扬声器承受功率，延长扬声器寿命明显提高扬声器承受功率，延长扬声器寿命 改善频响特性，减少失真。改善频响特性，减少失真。平滑扬声器在f0处频响曲线磁液有中心定位作用，能防止音圈在大振幅时产生的擦圈现象。磁液用量计算公式：V=3.5A（E2+C2-B2-D2）单位ml 所有变

9、量单位CMA：铁片厚度 B：铁心中柱半径C：音圈内径的半径 D：音圈最大外径的半径 E：铁片内径的半径STANDARD MODEL后壳（后壳（SHIELD COVER）后壳又叫后磁壳或后盖，它的主要作用是防磁，防止磁铁向外辐射磁场。设计后南时要根据扬声器的用途或客户要求防磁情况来选择材质，材质厚时，防磁效果要好，但成本高，后壳与铁片的套合尺寸亦需严格，且后壳与主磁之间的距离需控制适当距离，太近会影响磁气回路的磁场，使间隙磁场减弱，距离太远会使后壳的尺寸加大、成本增加，为了达到最佳状态，应不断实践。有些音箱的复杂结构可能对后壳的设计有一定空间要求，后壳可能会设计为以下几种形状。当然铁心有通孔时,

10、后壳底部亦需通孔,而且通孔的大小要大于或等于铁心中柱通孔的尺寸。我们利用高斯计可检测漏磁情况。鼓纸（鼓纸（CONE PAPER）鼓纸又叫振动板、纸盆，它是扬声器的主要零件之一。对SPK的性能和音质有决定性的影响，极端说来没有好的鼓纸就做不成好的喇叭，足见其重要性.鼓纸大致可分为3种类型A、反抛物线形（Paracurved）B、直线形（Straight）C、抛物线形（Parabolic）鼓纸的材质和形状对扬声器有很大的影响。总之，开发设计扬声器时，鼓纸的选择与设计是难关，它对音质及特性有着决定性的影响，故平时多多实践摸索、积累经验。垫片（垫片（Gasket）垫片又叫垫圈、垫边、矢纸。垫片的作用是

11、贴合在振动板之上，使振动板与支架密切粘接，在振动时不致脱落，消除因部分粘接不牢，在振动时发出B声，同时有保护凸缘edge之作用，有些垫片直接加工于振动板的贴边之上，可以使贴边凸缘弧度不易变形，方便扬声器之加工业。垫片的材质多为纸，EVA，PEF和橡胶等弹波（弹波（Damper）弹波又叫档板，阻尼器，它有制动作用和中心保持作用。弹波的外缘和支架粘在一起，弹波的颈部和音圈bobbin及鼓纸的颈部粘在一起，它可以使音圈在磁隙内运动时，不致磁到铁片或磁铁，也使音圈和鼓纸正确连接保持中心，故亦有称之为中心保持器的。弹波的性能和鼓纸的凸缘相似，对低音谐振fo产生影响，且对振动板的连接有适度的弹性辅助作用，

12、并可控制振动板的模方向的运作。弹波的弹性（柔软度）与鼓纸的凸缘配合可适宜调整低音谐振fo，通常要在实验中求得。弹波的作用有：制动作用。音圈定位之功能（中心保持作用）。影响扬声器的性能曲线。如：失真、fo、Q值等技术参数。2、弹波的分类按材料分：棉布系列，标示时用 CW：漂白布 CY：胚布。Conex系列，标示时用“N”。Conex与棉混合系列，标示时用“NC”。其它材料系列如麻、人造丝等。3、弹波的物理参数弹性系数即变位弹波的变位指在弹波中心放置夹具，并在夹具上加定质量之砝码，弹波中心部位发生的位移量称为该质量下的变位。测试方法常有投影法，转盘测试法等多种，但目前最先进的测试法为“激光测量法”

13、，激光测量法采用无触点测量，因此最准确可靠。4、材质的性能a、弹波Conex系列，Conex又称Nomex，英文Polyfiber。Conex材料性能特点：耐高温，阻燃性好，可以在260的高温下使用。耐有机溶剂和酸类试剂，稳定性好，而老化。尺寸稳定。耐磨耐曲折，即耐疲劳性好，弹性好。耐温、耐湿、耐候，受天气影响小。用Conex制成的弹波保持了Conex材料的性能特点具体表现如下：变位稳定，耐疲劳。弹波线性区域宽。耐温、耐燃、耐候受天气影响小。缺点是：与胶水的结合力低，故中心胶最好采用环氧树脂。材料组织困难。成本高。b、弹波的棉布系列，棉布系列弹小波，指以棉布为基材加工而成的弹波。棉布系列弹波的

14、优点：成本低，取材方便。耐温、不易老化。与胶水的结合力强。表现在弹波的变位稳定性差。目前棉布系列弹波是使用时间最长，用量最大的品种，主要用于中低档的扬声器。棉布系列弹波的缺点：耐疲劳性相对Conex弹波差：耐湿性差，由于棉布易吸潮，因此耐温度差。具体音圈（音圈（Voice coil）音圈所用材料的种类PESVW俗称SV，耐热铜线CCCAW耐热铝线，CWA一般铝线WC一般铜线线管材质AL一般不耐热铝铂+Lock线TSVTill管+SV线KSV为KAPTON+SV线ASV耐热铝管，亮片+SV线PSV耐热纸管+SV线NSV耐热防潮纸管+SV线PL耐热纸管+Lock线PELock线一般纸管52S经52

15、S处理的耐热铝管+SV线Senak Paper 100C120CKraft Paper 1 50C200CNomex411 200C260CNomex 200C220CSpunlace Nomex 200C260CCequim(白色的纸)190C250CTufquim 150C180CSV Aluminium 150C280CLock Aluminium 100C120CKapton 220C300CGlass Filber/Til 220C250CSV Kraft 150C180CBlack Aluminium 150C300CBlack Kapton 150C280C音圈的卷线高和重量把绕

16、制音圈的线绕在bobhin上，绕线部分的幅度就叫做卷线高（或称卷幅），对音圈的性能起决定性作用就是音圈的卷线高和质量。音圈的质量音圈的质量，对喇叭的效率有直接的影响，音圈导体的质量是振动系等价质量的一半时，效率最佳，而且铝线要比铜线的效率好。音圈较重时，会使高频响应低落，而使高音域的共振周波数低落，故设计时需对音圈的卷巾与质量兼顾，特别是广频宽的（2020KHz）。单一振动板扬声器，其特性几乎依赖于音圈的质量比。因此音圈的质量除上述有关效率者外，尤应了解它是对扬声器的音压周波数特性，左右很大的力因素，也是设计上的基本因素之一。音圈线的质量Mc的简易计算：Mc=3.25Rd410-6 (SV线线)Mc=3.18Rd410-6 (Lock线线)(式中 d的单位为丝,即0.22线直接用22计算)防尘盖（防尘盖（Dust Cap）防尘盖又叫帽子，防尘罩。主要是防止灰尘等杂物从振动板前面进入磁隙内而造成异常音不良，同时有补强高音之作用，其材质大都是纸、布、不织布、Mylar，PEI和金属薄膜，但由于纸、Mylar、PEI和金属薄膜都对振动板有补强作用，而且从防尘盖也有声音的辐射，故其大小和形状对