新型平板揚聲器的設(shè)計

摘要：針對傳統(tǒng)揚聲器的缺點，提出了一種平板揚聲器的設(shè)計。揚聲器由軟磁材料、音圈、平板發(fā)聲盤、環(huán)形導電線圈、偏磁線圈組成，并將音圈固定在以軟磁材料形成的半閉合磁路上，音圖形成的電流通過導電環(huán)產(chǎn)生互感磁通而迫使發(fā)聲盤振動，從而帶動揚聲器的振膜振動而發(fā)聲。實踐表明該揚聲器具有頻響寬、功率大、失真小、結(jié)構(gòu)簡單等特點，既能滿足高保真音響和家庭影院系統(tǒng)需求，又能應(yīng)用于多媒體音響系統(tǒng)的小型化要求，具有較好的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：平板揚聲器；軟磁材料；音圈；偏磁線圈

0 引言
傳統(tǒng)揚聲器是用音圈推動一個尺寸固定的紙盆而發(fā)聲，其自身的結(jié)構(gòu)與特點決定了揚聲器不能實現(xiàn)平板化與小型化。其次、固定的振動盆直徑，使得揚聲器通頻帶很窄，幅頻特性很差，整個頻響特性具有在其機械諧振頻率點上呈單峰特性，致使高保真音箱不得不以高、中、低音揚聲器用分頻組合方式來實現(xiàn)。音圈是推動器，又是發(fā)聲體的一部份，其自身的機械結(jié)構(gòu)與性能產(chǎn)生矛盾，特別是在高保真系統(tǒng)中，要實現(xiàn)大的動態(tài)范圍，則要求功率要大，這樣對音圈的機械強度要求高，線圈不得不做得結(jié)實些，但這樣音圈的機械慣性增大，高頻特性將大大下降，為了同時滿足機械強度與高頻特性的需要，音圈通常都工作在極限環(huán)境中，極易燒毀。因此，用傳統(tǒng)揚聲器設(shè)計制造的高保真音箱體積大、成本高、可靠性差。
為適應(yīng)現(xiàn)代音響對音箱的寬頻響、寬指向性和小型化的要求，平板揚聲器開始“浮出水面”，并以其突出的優(yōu)勢展現(xiàn)出極為誘人的應(yīng)用前景。較為典型的有NXT平板揚聲器和等磁場帶式揚聲器，但它們都存在低頻響應(yīng)不足、音質(zhì)差等缺點。本文給出一種平板揚聲器系統(tǒng)，通過對其結(jié)構(gòu)分析可知，用它作為高保真音箱的發(fā)聲體，可顯著提高平板音箱的低頻響應(yīng)，使平板音箱的頻響特性更加平坦。

1 平板揚聲器結(jié)構(gòu)與原理
1．1 平板揚聲器的結(jié)構(gòu)
平板揚聲器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由軟磁材料、音圈、平板發(fā)聲盤、環(huán)形導電線圈、偏磁線圈組成。其結(jié)構(gòu)要求音圈固定在以軟磁材料為支架的半閉合磁路上，振動發(fā)聲盤為四邊固定的張緊的柔性導電盤或內(nèi)部相嵌有多個(3個以上)同心導電環(huán)的柔性圓盤構(gòu)成，并保證磁路完全穿過振動盤。偏磁線圈的作用是在揚聲器工作時加入合適的直流或超音頻交流偏磁電流，使磁路中的音頻磁場避開磁化曲線的非線性區(qū)。

平板揚聲器發(fā)聲盤的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中圖2(a)為環(huán)狀導電環(huán)的發(fā)聲盤，在其內(nèi)部相嵌有環(huán)形導電線圈，其分布要求盡可能密些，發(fā)音膜的柔韌性要好，內(nèi)孔徑?jīng)Q定它的高頻特性，發(fā)音盤的內(nèi)外環(huán)形導電線圈直徑比值越大，幅頻特性越寬，導電環(huán)的數(shù)量越多，分布越均勻，揚聲器幅頻特性越平坦。圖2(b)為軟性導電盤，由柔性的導電膜或柔性的金屬網(wǎng)膜構(gòu)成，要求柔韌性好。發(fā)聲盤的外徑主要決定揚聲器低頻特性，其越大低頻特性越好，幅頻特性越寬。