新型平板扬声器的设计

摘要：针对传统扬声器的缺点，提出了一种平板扬声器的设计。扬声器由软磁材料、音圈、平板发声盘、环形导电线圈、偏磁线圈组成，并将音圈固定在以软磁材料形成的半闭合磁路上，音图形成的电流通过导电环产生互感磁通而迫使发声盘振动，从而带动扬声器的振膜振动而发声。实践表明该扬声器具有频响宽、功率大、失真小、结构简单等特点，既能满足高保真音响和家庭影院系统需求，又能应用于多媒体音响系统的小型化要求，具有较好的应用前景。
关键词：平板扬声器；软磁材料；音圈；偏磁线圈

0 引言
传统扬声器是用音圈推动一个尺寸固定的纸盆而发声，其自身的结构与特点决定了扬声器不能实现平板化与小型化。其次、固定的振动盆直径，使得扬声器通频带很窄，幅频特性很差，整个频响特性具有在其机械谐振频率点上呈单峰特性，致使高保真音箱不得不以高、中、低音扬声器用分频组合方式来实现。音圈是推动器，又是发声体的一部份，其自身的机械结构与性能产生矛盾，特别是在高保真系统中，要实现大的动态范围，则要求功率要大，这样对音圈的机械强度要求高，线圈不得不做得结实些，但这样音圈的机械惯性增大，高频特性将大大下降，为了同时满足机械强度与高频特性的需要，音圈通常都工作在极限环境中，极易烧毁。因此，用传统扬声器设计制造的高保真音箱体积大、成本高、可靠性差。
为适应现代音响对音箱的宽频响、宽指向性和小型化的要求，平板扬声器开始“浮出水面”，并以其突出的优势展现出极为诱人的应用前景。较为典型的有NXT平板扬声器和等磁场带式扬声器，但它们都存在低频响应不足、音质差等缺点。本文给出一种平板扬声器系统，通过对其结构分析可知，用它作为高保真音箱的发声体，可显著提高平板音箱的低频响应，使平板音箱的频响特性更加平坦。

1 平板扬声器结构与原理
1．1 平板扬声器的结构
平板扬声器的结构如图1所示，主要由软磁材料、音圈、平板发声盘、环形导电线圈、偏磁线圈组成。其结构要求音圈固定在以软磁材料为支架的半闭合磁路上，振动发声盘为四边固定的张紧的柔性导电盘或内部相嵌有多个(3个以上)同心导电环的柔性圆盘构成，并保证磁路完全穿过振动盘。偏磁线圈的作用是在扬声器工作时加入合适的直流或超音频交流偏磁电流，使磁路中的音频磁场避开磁化曲线的非线性区。

平板扬声器发声盘的结构如图2所示，其中图2(a)为环状导电环的发声盘，在其内部相嵌有环形导电线圈，其分布要求尽可能密些，发音膜的柔韧性要好，内孔径决定它的高频特性，发音盘的内外环形导电线圈直径比值越大，幅频特性越宽，导电环的数量越多，分布越均匀，扬声器幅频特性越平坦。图2(b)为软性导电盘，由柔性的导电膜或柔性的金属网膜构成，要求柔韧性好。发声盘的外径主要决定扬声器低频特性，其越大低频特性越好，幅频特性越宽。