音响知识普及之扬声器的几种发声方式

【中国数字视听网讯】1877年德国西门子的 Erenst Vemer 获得了动圈式扬声器的专利，不过真空管迟至1907年才正式运用，而爱迪生最早的唱机是唱针直接带动振膜而后经号角放大发声，所以西门子的专利一直没有用上。1920 年美国奇异公司的 Chester Rice 与 Edward Kerrog 还有爱迪生贝尔公司的 P. G.Hokuto 才首度发展出实用的动圈式扬声器，七十多年来，除了材料不断改良外，你认为扬声器科技真的有进步吗？下面是几种常见的扬声器发声方式：

一、 动圈式。基本原理来自佛莱明左手定律，把一条有电流的道线与磁力线垂直的放进磁铁南北极间，导线就会受磁力线与电流两者的互相作用而移动，再把一片振膜依附在这根道线上，随着电流变化振膜就产生前后的运动。目前90%以上的锥盆单体都是动圈式的设计。

二、 电磁式。在一个 U 型的磁铁的中间架设可移动斩铁片（电枢），当电流流经线圈时电枢会受磁化与磁铁产生吸斥现象，并同时带动振膜运动。这种设计成本低廉但效果不佳，所以多用在电话筒与小型耳机上。

三、 电感式。与电磁式原理相近，不过电枢加倍，而磁铁上的两个音圈并不对称，当讯号电流通过时两个电枢为了不同的磁通量会互相推挤而运动。与电磁不同处是电感可以再生较低的频率，不过效率却非常的低。

四、 静电式。基本原理是库伦（ Coulomb ）定律，通常是以塑胶质的膜片加上铝等电感性材料真空汽化处理，两个膜片面对面摆放，当其中一片加上正电流高压时另一片就会感应出小电流，藉由彼此互相的吸引排斥作用推动空气就能发出声音。静电单体由於质量轻且振动分散小，所以很容易得到清澈透明的中高音，对低音动力有影响，而且它的效率不高，使用直流电源又容易聚集灰尘。目前如 Martin-Logan 等厂商已成功的发展出静电与动圈混合式扬声器，解决了静电体低音不足的问题，在耳机上静电式的运用也很广泛。

五、 平面式。最早由日本 SONY 开发出来的设计，音圈设计仍是动圈式为主题，不过将锥盆振膜改成蜂巢结构的平面振膜，因为少人空洞效应，特性较佳，但效率也偏低。

六、 丝带式。没有传统的音圈设计，振膜是以非常薄的金属制成，电流直接流进导体使其振动发音。由於它的振膜就是音圈，所以质量非常轻，性能反应极佳，高频响应也很好。不过丝带式扬声器的效率和低阻抗对扩大机一直是很大的挑战， Apogee 可为代表。另一种方式是有音圈的，但把音圈直接印刷在塑胶薄片上，这样可以解决部分低阻抗的问题， Magnepang 此类设计的佼佼者。

七、 号角式。振膜推动位於号筒底部的空气而工作，因为声音传送时未被扩散所以效率非常高，但由於号角的形状与长度都会影响音色，要重播低频也不太容易，现在大多用在巨型 PA 系统或高音单体上，美国 Klipsch 就是老字号的号角扬声器生产商。

八、 其他还有海耳博士在1973年发展出来的丝带式改良设计，称为海耳扬声器，理论上非常优秀，台湾使用者却很稀少。压电式是利用钛酸等压电材料，加上电压使其伸展或收缩而发音的设计， Pioneer 曾以高聚合体改良压电式设计，用在他们的高音单体上。离子扬声器（ Ion ）是利用高压放电使空气成为带电的质子，施以交流电压后这些游离的带电分子就会因振动而发声，目前只能用在高频以上的单体。飞利浦也曾发展主动回授式扬声器（ MFB ），在扬声器内装有主动式回授线路，可以大幅降低失真。

（编辑：石头）