喇叭单体的构造与种类介绍

喇叭如何发声 ?

喇叭构造

每一个扬声器(喇叭)中必有内含单体，单体是扬声器作动的最重要组件，而根据单体「发声方式」的不同，可分为动圈式、电感式、静电式、平面式、丝带式、号角式等等。目前市面上所看到的扬声器，95％都是采用「动圈式」。

(1)  振膜 Diaphragm :  振膜是用来直接推动空气，进而产生声音。

(2)  防尘盖 Dust Cap :  防止灰尘进入。

(3)  音圈 Voice Coil : 环绕在音圈上的线圈组。音圈和磁铁组成了扬声器的驱动部分。

(4)  磁铁 Magnet :  通常由铁氧体或强力钕制成。

(5)  定心支片 Spider :  连接振膜和音圈为振模震动提供恢复力。

(6)  框架 basket :  框架为单体的骨架，其他元件都安装在这上面。

(7)  悬边 Suspension : 振膜边缘外的橡胶称为悬边。

现在大多数的喇叭都是动圈式单体，而它的发声原理，当喇叭接收由讯源设备输出的电讯号后，电流通过单元上的线圈，电流的正负电使单体上的线圈产上磁场反应，且通过线圈的是交变电流，正负极是不断变化的，由于++ 排斥 振膜往内收，+- 振膜往外扩，一收一扩之间产生的声波和气流，就会发出声音了。

音盆材料的种类与声音特性

单元中用到的磁铁、音圈线材、振膜、还有悬边等的材料随着多年发展变得非常多样化，但其实目都是希望可以更准确重现音乐原本的声响效果。以振膜为例，就需要选用坚韧、变形少的物料，常见的材料有纸盆振膜、塑料振膜、金属振膜和合成纤维振膜这几种，还有如其他石墨纤维、玻璃纤维、碳纤维等材料。

• 纸盆振膜 :  常见的振膜材质，技术最为成熟，声音特性平滑自然，不带有个性鲜明的刺激部分。纸盆重量轻，能量转化效率高，且由于内部纤维的相互交织，传输过程中的能量可以被很快吸收，因此纸盆的阻尼特性也比较理想，不过缺点由于材质的特点，纸盆对温度和湿度变化比较敏感，环境变化会对声音造成影响。

• 塑料振膜 :  一般由聚丙烯材料制成，简称PP音盆。相对于纸盆，PP音盆在防潮防水效果方面胜过许多。PP音盆同样具备出色的阻尼特性，听感上柔顺自然，而缺点方面，PP音盆的刚性相对一般，表现高频较丰富的音乐并不适合，容易产生失真现象。

• 金属振膜 :  一般金属材质给予高贵、喧哗个性的感觉，在声音方面的特点鲜明。一般由铝或者其合金材质制成，相对其它金属稳定，重量轻。金属振膜刚性出色，因此在动态和解析力方面表现出众，但金属振膜偏重，而且阻尼特性并不算好，因此对单元的驱动与控制并不简单。

• 合成纤维振膜 :  合成纤维振膜能够聚集各类特性优点的振膜材质，这种材质从航空军用材料移植过来，拥有很高的强度和刚性，而且自身重量轻盈，这些优点极为适合作为单元振膜。由于制造成本偏高，常用于一般在高级扬声器，如知名 Focal 常使用的 Kevlar 人造纤维振膜。

扬声器喇叭单元与配置

喇叭单体分类

扬声器内的喇叭单元设计的种类很多，最简单的一种就是一个单元就负责所有音频范围，也就是「全音域」单元的设计，多见于超小型喇叭、蓝牙喇叭，无分音器。但是目前的技术而言，没有一个单体可以完美的负责所有频率。

另外一种是「同轴式」单元，使用两颗以上的单体分工负责全频段的声音，且两颗单体的开口都在同一直在线，通常低音单体的轴心上再加上中音、高音单体，有分音器。 

而要求较高的的喇叭就普遍至少是「二音路」分音的设计，喇叭前面有两组单元，分别是「高音单元」及「中低音单元」出声。市面上多数书架喇叭多采用这种设计，部分落地型喇叭虽然都是二路分音，不过就会配备两组或以上的中低音单元。如下图所示，而「三音路」分音、配备高、中、低音单元的设计在落地喇叭上也很常见。

而多音路设计运作过程，由扩大机驱动的电流讯号，会先经过分音器，将高、中、低频音讯分配到对应的高、中、低音单元上发声，然后「混合成」成我们听到的声音。

三音路设计喇叭

多音路喇叭单体

高音单元 Tweeter

高音单元

高音单元通常位于喇叭最上面的单元，这样的摆位主要是因为高频音波的扩散性较低，稍微偏离单元指向的方位就会衰减得厉害，所以通常都会设计水平接近于耳朵的位置。

高音单元通常负责重现 2,000Hz 至 5,000Hz 以上，直到 20kHz 的高频音效，当然，视乎单元、分音设计的不同，另外研究显示，虽然人耳的听力范围是 20Hz 至 20kHz，不过20kHz 以上的超高频普通人其实仍可感受得到，可以扩大聆听者对于音乐音场跟气氛感觉，所以有部分高阶喇叭的高音单元可以重现 30kHz 甚至更高频率的音乐，高音单元多数采用球顶形(Soft Dome)设计。

  超高音单元通常位于喇叭的最上面

中音单体 Mid range

中音单元 : 负责最主要音域 ，注重人声表现

中音单元常负责的 200Hz – 5,000Hz 频段，正好是人耳日常听到最多的频响范围，包括大部分的乐器，例如钢琴、吉他等，此外，最重要是人声也大部分落在这个频段。所以人耳对于中音最为敏感，一旦出现一点点的失真，都很容易被察觉到。

并非所有喇叭都有独立的中音单元

大部分是由一个中低音元同时负责中频及低频

低音单体 Woofer

低音单元

低频对于看电影跟游戏来说更为重要，甚至独立出来一个超重低音来负责更低频率的声音部分，低音单元多数会负责 200Hz 至 80Hz 以下，直到20Hz 甚至更低的频段。通常愈大尺寸的单元，就愈有能力展现更低频的频段，5 吋、6 吋都是常见的尺寸，甚至大到 10 吋都有。

而通常扬声器会有低音反射孔，以增加低音单元的效率，低音反射孔比较常置于喇叭后方，不过也会有前置的设计，另外因低频较无方向性的关系，超低音喇叭的摆位并不太需要费心。 

独立的超重低音单体,负责20Hz–200Hz频段部分