從物理學(xué)中,我們都熟悉一個(gè)完整的揚(yáng)聲器單元就是一個(gè)電磁環(huán)能系統(tǒng),將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,驅(qū)動(dòng)著揚(yáng)聲器的振膜而發(fā)出響聲。前面跟大家聊了這個(gè)電磁系統(tǒng)中的“磁”,那今天剛好跟大家聊聊揚(yáng)聲器中最重要的另一部分“電”,其中“唯一”直接而且必不可少的耗電大戶就是“音圈”。
揚(yáng)聲器高音單元的音圈
音圈是揚(yáng)聲器振動(dòng)系統(tǒng)的核心部分,通電后,即成為了一枚電磁體,與永磁體作用后沿軸方向前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)振膜發(fā)聲。音圈的沖程長度、力量、速度等都均會(huì)影響到音質(zhì)。
音圈
音圈基本由繞線管[線圈骨架]、導(dǎo)線繞制的線圈構(gòu)成,并以引線和壓住引線的壓線紙的方式定型。在音圈工作時(shí),會(huì)有部分電能轉(zhuǎn)換成熱能,音圈的溫度可以達(dá)到“很燙”的程度。因此繞線管的材質(zhì)是有要求的,必須耐熱。通常使用的是鋁箔,鋁箔本身也可以用于散熱。也有使用耐熱塑料、防火紙的。
音圈導(dǎo)線截面示意
導(dǎo)線不能是裸線,它表層需覆蓋絕緣材料。線圈也是揚(yáng)聲器功率大小的決定因素,“燒喇叭”實(shí)際上燒的就是音圈,因?yàn)橐羧?dǎo)線燒穿絕緣層而無法工作。絕緣材料能承受的溫度越高,音圈能承載的功能就越大,因此絕緣層成為提升功率的關(guān)鍵點(diǎn)之一,有的揚(yáng)聲器宣傳當(dāng)中提到使用了XXX耐高溫涂層,指的就是這個(gè)絕緣層耐高溫。
球頂絲絹膜高音揚(yáng)聲器-擦拭音圈,可以看到磁液
音圈懸浮于磁隙當(dāng)中,與之接觸的是空氣,空氣是熱的不良導(dǎo)體,提升音圈的承載功能,在磁隙中注入磁性液體能增加散熱效率。當(dāng)然,磁液的作用不僅僅是散熱,它也能加大阻尼,對(duì)音圈的響應(yīng)速度以及揚(yáng)聲器的靈敏度均產(chǎn)生影響。
通常的繞制線圈的材料截面都是圓線,因?yàn)閳A形截面的線材加工是最為簡單的,但圓線的效率并不是最高的,看音圈截面示意就能明了,圓線音圈會(huì)浪費(fèi)不少的截面空間,而扁線音圈對(duì)空間的利用更大,這樣就可以在相同體積占用的情況下,實(shí)現(xiàn)更高的電磁轉(zhuǎn)換效率,也就意味著更加強(qiáng)大的作用力與反作用力,即控制力可以提高更多。但扁線音圈的成本則非常高,因?yàn)楸饩€難以加工成型。
音圈
根據(jù)揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)需要,線圈可長可短。在很多音箱或者揚(yáng)聲器的宣傳當(dāng)中,我們常常聽到一個(gè)這樣的詞匯——長沖程設(shè)計(jì)。長沖程設(shè)計(jì)不只是與懸掛系統(tǒng)有關(guān),跟音圈也有關(guān),如果線圈不夠長,長沖程運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈會(huì)脫離磁隙,而降低了與永磁體的作用力,導(dǎo)致?lián)P聲器控制力下降。長沖程音圈通常運(yùn)用于中小口徑的低音揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)當(dāng)中。較大的沖程推動(dòng)更大體積的空氣,讓低頻量感更加充沛。
音圈截面示意
導(dǎo)線繞制也存在差異。音圈可以繞制成單層、雙層、4層甚至多層,繞制方法也存在平繞和連繞兩種,不同的繞制會(huì)導(dǎo)致不同的電磁轉(zhuǎn)換效率,電感量也會(huì)存在差異,導(dǎo)線的總長度對(duì)音圈重量也會(huì)產(chǎn)生影響,音圈的自重同樣也會(huì)影響轉(zhuǎn)換效率,轉(zhuǎn)換效率越高的,其高頻響應(yīng)能力也會(huì)隨之提升。當(dāng)然這里只是簡單提及,誰要深究的可以搜索相關(guān)專業(yè)詳細(xì)資料介紹。
導(dǎo)線導(dǎo)體的材料也各有不同,通常使用的是銅和鋁線,鋁的密度小,效率高,但鋁線的難以焊接,因此出現(xiàn)了銅包鋁線,即在鋁線表層覆蓋銅膜,銅包鋁線較好的平衡了材質(zhì)的加工與自重之間的關(guān)系。很多廠商不樂意直接告訴大家什么是銅包鋁,而是提及一個(gè)“CCAW”,其實(shí)是一樣的,只是CCAW[Copper-Clad Aluminium Wire]看上去更加洋氣一些罷了。銅包鋁線被較多的運(yùn)用于耳機(jī)揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)當(dāng)中,因?yàn)檫@些揚(yáng)聲器對(duì)音圈的自重非常敏感。