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國外揚聲器及音箱技術(shù)發(fā)展新動(dòng)向
文章來(lái)源: 更新時(shí)間:2011/4/14 23:32:00
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自從人類(lèi)有了夢(mèng)想,我們就一直努力著(zhù),企盼著(zhù)有一天可以把那些天籟留下,藏在懷里,甚至可以將它們重復播放。這從企盼到嘗試到最終如愿以?xún)數倪^(guò)程,就是人類(lèi)在電與聲的探索中逐漸摸索、逐步成長(cháng)的過(guò)程。
靜電揚聲器:
為了能更好的講述人類(lèi)電聲史的故事,我們從第一次把人類(lèi)的聲音傳達到遠方的“電話(huà)”開(kāi)始說(shuō)起。一百多年前的1876年2月14日,Alexander Graham Bell提出了歷史上最重要的一份專(zhuān)利“電話(huà)”。該項發(fā)明讓人類(lèi)的聲音從此可以傳到比叫喊更遠的地方,人類(lèi)也從此懂得了聲與電的轉換關(guān)系,并從此樂(lè )此不疲。


Alexander Graham Bell貝爾

 


早期的電話(huà)設計


為了更好的回放記錄被記錄下的聲音,1910年,S. G. Brown將驅動(dòng)力和振膜分離,發(fā)明了'armature' 電樞耳機。

平衡電樞耳機:
而在1910年,Baldwin 又發(fā)明了'balanced armature'平衡電樞耳機。電樞式耳機是在一個(gè)U型的磁鐵的中間架設可移動(dòng)鐵片(電樞),當電流流經(jīng)線(xiàn)圈時(shí)電樞會(huì )受磁化與磁鐵產(chǎn)生吸斥現象,并同時(shí)帶動(dòng)振膜運動(dòng)。這種設計成本低廉,雖然效果不佳,但在當時(shí)也是劃時(shí)代的發(fā)明,該項技術(shù)多用在電話(huà)筒與小型耳機上。


平衡電樞耳機

 


在記錄聲音的科技方面,1917年,Wente 和Thuras設計了電容式麥克風(fēng)。


Wente 和Thuras設計得電容式麥克風(fēng)


到了上世紀30年代中期,根據電容式麥克風(fēng)原理,靜電揚聲器面世。上世紀50年代初期,美國C. V. Bocciarelli 提出 'constant charge'恒定電荷法則。P. Walker在同一時(shí)期獨立發(fā)展了相同理論,并將其應用到著(zhù)名的Quad靜電揚聲器設計中。

靜電揚式聲器基本原理是庫倫(Coulomb)定律,通常是以塑膠質(zhì)的膜片加上鋁等電感性材料真空汽化處理,兩個(gè)膜片面對面擺放,當其中一片加上正電流高壓時(shí)另一片就會(huì )感應出小電流,藉由彼此互相的吸引排斥作用推動(dòng)空氣就能發(fā)出聲音。靜電單體由於質(zhì)量輕且振動(dòng)分散小,所以靜電揚聲器工作于中高頻段,音質(zhì)輕盈細致,富有特色,很容易得到清澈透明的中高音。但是它的效率不高,聲壓輸出低,動(dòng)態(tài)小,成本較為昂貴也是其弱項。

電動(dòng)式揚聲器:
和Bell同一時(shí)期,不同的揚聲器類(lèi)型被提出。作為一種業(yè)余興趣,Ernst W. Siemens (Siemens & Halske公司創(chuàng )始人)于1874年1月20日,申請了電動(dòng)式揚聲器原型專(zhuān)利,讓帶支撐系統的音圈處于磁場(chǎng)中,以便使振動(dòng)系統保持軸向運動(dòng)。當時(shí)主要用于繼電器而不是揚聲器領(lǐng)域。1877年12月14日, Siemens申請了號筒專(zhuān)利,在一個(gè)移動(dòng)的音圈上面附著(zhù)一個(gè)羊皮紙作為聲音輻射器,羊皮紙可以制成指數型錐體形狀,這是第一個(gè)留聲機時(shí)代的號筒實(shí)型。


電動(dòng)式揚聲器原型


1898年,Oliver Lodge申請了第一個(gè)實(shí)用電動(dòng)式揚聲器專(zhuān)利,將音圈放在內外圓極板的磁隙中運動(dòng),和許多發(fā)明一樣,當時(shí)這個(gè)偉大的發(fā)明太超前了。這個(gè)發(fā)明決定了現在99%的現代動(dòng)圈揚聲器的結構。

又過(guò)了整整25年,上世紀20年代,無(wú)線(xiàn)電廣播出現。C. W. Rice 和 E. W. Kellogg發(fā)表了劃時(shí)代的論文'新型非號筒式單元',詳細介紹了直接輻射式揚聲器,利用這個(gè)理論設計的售價(jià)為250美元的Radiola 104音箱風(fēng)靡美國。


Radiola 104音箱


在過(guò)去的五十年間,電動(dòng)式揚聲器的基本原理沒(méi)有變化,只是改進(jìn)了設計細節及零件。頻響范圍動(dòng)態(tài)范圍等方面較老產(chǎn)品有了長(cháng)足的發(fā)展。電動(dòng)式揚聲器以結構簡(jiǎn)單,音質(zhì)優(yōu)秀,成本低,動(dòng)態(tài)大已經(jīng)成為目前市場(chǎng)主流。

號筒式揚聲器:



號筒式揚聲器起源于留聲機。1928年,Wente 和Thuras 生產(chǎn)了他們的高效率的號筒式揚聲器接受器。號筒式揚聲器的原理是振膜推動(dòng)位於號筒底部的空氣而工作,因為聲阻很大所以效率非常高,但由于號角的形狀與長(cháng)度都會(huì )影響音色,要重播低頻也不太容易。今天,高效率的號筒主要應用于專(zhuān)業(yè)擴聲領(lǐng)域。

帶式揚聲器:
在上述揚聲器技術(shù)逐漸成型期間,人們開(kāi)始明白了理想的換能器應當使用可以通過(guò)電流的薄片振動(dòng)膜,大家開(kāi)始構思帶式揚聲器。


第一個(gè)帶式揚聲器專(zhuān)利


1923年1月,Siemens Halske的Schottky和Gerlach申請了第一個(gè)帶式揚聲器專(zhuān)利。它將一個(gè)水平波浪型純鋁簿膜安裝在磁體兩極之間,波浪形純鋁膜可以降低縱向硬度,降低了諧振頻率。

1931年,Olson 和 Massa 生產(chǎn)了帶式麥克風(fēng)。
帶式揚聲器主要應用于中高頻段,由于其頻響曲線(xiàn)平直,高頻上限極高,有著(zhù)非常好的瞬態(tài)效果,因此可以方便的形成線(xiàn)性聲源。
雖然人類(lèi)電聲的歷史是如此曲折復雜,但如今確實(shí)涌現出非常多的優(yōu)秀創(chuàng )新型電聲揚聲器,而事實(shí)上,這些創(chuàng )新的揚聲器設計讓很多上世紀最好的電聲科學(xué)家絞盡腦汁。

 
 
 
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