关于传声器的振膜

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无论是动圈式传声器还是电容式传声器的振膜都既是声接收元件又是机械振动元件,传声器的性能与振膜的质量优劣息息相关。描述振膜的参数一般用顺性C、质量M和力阻R,有时还增加共振频率f0和机械品质因数Q来表示。

良好的动圈式传声器振膜应满足:(1)顺性尽可能大;(2)顶部刚性好;(3)质量轻;(4)有适当的内阻尼;(5)振动线性范围大;(6)不应产生不规则的分区振动;(7)受环境温、湿度影响小等。这些要求实际上有些是矛盾和互相制约的,所以要实现和达到优良振膜的上述要求,必须从振膜材质选择、几何尺寸及结构去综合平衡、考虑。

(1)振膜材质选择

振膜的性能在一定程度上依赖于薄膜材质的性能,要求材质:①密度ρ小;②杨氏模量E大(可实现E/p比值大);③有适当的内阻尼;④随温、湿度变化小、不易老化等。

目前振膜材质普遍采用高分子塑料膜,聚碳酸脂膜和聚脂膜是最常用材料。实践证实,当聚碳酸脂膜和聚脂膜采用同一模具成形的振膜,聚脂膜的传声器低频响应要比聚碳酸脂膜的传声器低频响应差,但聚脂膜的传声器有较好的高频响应。4种材料的物理性能见下表1。

关于传声器的振膜

表1:4种材料的物理性能

(2)振膜的几何尺寸

动圈式传声器振膜的基本形状如图1所示,由球顶部分和顺性部分组成。早期的传声器振膜顺性部分均采用放射型花纹,而目前各主要生产厂家均将放射型花纹改为R结构,这种设计的优点是振膜的顺性可通过主R尺寸、主R上增设小R及主R上增减、改变加强筋来调节,所以可调整的随意性变大了。

关于传声器的振膜

图1:动圈式传声器振膜形状示意图

同时要平衡考虑球顶部分的高度与球顶的球面半径、球顶部分弦长与振膜有效直径的比例,使振膜这个“薄壳”结构的机械强度最佳,处于顺性大、整体刚性好的机械状态。

(3)振膜的结构

优良的振膜应是顺性大、刚性好、质量轻,为获得高质量的振膜,仅由一张薄膜材料来成形,可能难度就很大。为此,有的优良振膜采用复合结构,即采用很薄的薄膜成形振膜,在此基础上再在球顶部分复合一层,以增强振膜球顶部分的刚性。这样的振膜,顺性部分可做得顺性很好,又保证了球顶部分有足够的刚性。MD441振膜是典型的复合结构,其顺性部分仅约8μm厚、而球顶部分厚则达到约20μm。复合膜的种类还有:球顶部分采用金属铍、球顶部分真空镀一层金属、球顶部分真空涂一层金刚石等等,目的都是在尽量降低振膜谐频的情况下,又增强球顶部分的刚性,以减弱在高频区产生明显的分割振动,达到传声器频响的高端部分相对平滑,出现的峰谷会明显减小。与此相类似,为防止顺性部分出现分割振动,在此部位涂覆合适的阻尼胶也是可采取的有效办法。

文章来源 :《电声技术》传声器设计点滴,作者 华子兴

  • 本文由 发表于 2023年9月25日
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