扬声器各零部件的主要作用.doc

目前微型产品采用的有以下几种结构形式见图1-图4：图1：内磁式磁路系统由磁蕊、磁铁和U杯组成。特点是漏磁场较小。图2：外磁式磁路系统由磁蕊、磁铁和T铁组成。特点是漏磁场较大。图3：复合外磁式磁路系统由三个磁蕊和二个磁铁组成。特点是漏磁场较大。图4：复合内、外磁式磁路系统由二个磁蕊、二个磁铁和T铁组成。特点是用于二合一产品，内磁式用于受话器，漏磁场较小，用于扬声器的外磁式漏磁场较大。它们的主要作用是提供给扬声器提供一个或二个均匀的缝隙磁场。3.2 内磁式磁路系统 下图4.1是光讯20的磁路设计情况。 图4.1磁铁 内磁式磁路系统，它最大的优点是不漏磁（设计合理的情况下）。过去磁体采用铝镍钴或钐钴磁体，因钴和镍是稀有金属，世界的存贮量都很低，所以很贵。目前我们使用的钕铁硼磁体是当今性价比最好的磁体，它不含贵重金属，体积小，不易退磁。它的缺点：居里点低310，工作温度80，加工时要冷却加工。如果磁铁粘偏，想回拆是件很麻烦的事，加温后拆下的磁铁磁性能会降低。钕铁硼磁体还有一个缺点是易生锈。居里点-居里发现任何一种磁性材料，各有一定的温度，当高于这一温度时，磁性完全消失，这一温度叫居里点。钕铁硼磁体及其它几种磁体的居里温度和工作温度见表1。铁氧体钕铁硼铝镍钴钐钴居里温度工作温度居里温度工作温度居里温度工作温度居里温度工作温度45025031080850550800250表1钕铁硼磁体表面电镀层的要求执行稀土行业标准XB/T903-2002烧结钕铁硼永磁材料 表面电镀层，蓝白锌三价铬电镀层最小厚度为5m，彩锌三价铬电镀层最小厚度为8m，铜加镍电镀层最小厚度为12m。检验方法执行GB/T10125人造气氛中的腐蚀试验 盐雾试验。使用的烧结钕铁硼永磁材料其特性：退磁曲线和磁体三参数Br（剩磁）、 Hc（矫顽力） (BH)max（磁能积）应符合供应商提供的供应商标准，如果供应商末提供标准的就要执行国标GB/T13560-2000烧结钕铁硼永磁材料。对于来料检验，光讯采用特斯拉计测量磁体表面磁感应强度的方法。磁蕊、U杯 采用导磁性能良好的优质碳素结构钢冷轧薄钢板，其性能符合GB/T 13237-1991优质碳素结构钢冷轧薄钢板和钢带。这种低碳钢板有良好的机械性能、延伸性能及焊接性能。强度较低，表面质量较好，一般用于冲压拉伸加工的零件如基架、U铁等。扬声器基架等零件推荐选用国内钢板08及08F， spcc(JIS标准)进口钢板，其性能同国产的08及08F钢板。T铁 -采用优质结构钢冷拉圆钢冷挤成型对磁蕊、U杯及T铁的检验及使用要严格按照图纸的要求并注意以下几点：（1） 磁蕊的平整度是否达到要求，中孔和边缘有无毛刺。（2） U杯的底面是否平整，内口是否有毛刺。（3） T铁芯轴是否有毛刺，下平面是否平整。（4） 电镀层是否达到要求，外观颜色，有无掉色及镀层脱落。以上几点都直接影响产品质量和不良率。另外，磁路系统的组装要注意打胶量，要严格执行工艺，胶量少了粘接不良，胶量过多会影响导磁，因为胶不导磁,相对磁导率=0,空气=1，低碳钢=30005000，纯铁=60009000。第二要严格检验磁规的尺寸及外观，操作中要将磁规放到位。相对磁导率 - 某种物质的磁导率r与真空磁导率o的比值即=r/o 真空磁导率o=410-7亨/米目前充磁机有二种，一种：高强脉冲式充磁机，其原理是将市电升压整流后，对特制电容器进行快速充电储能。然后控制电路触发抗冲击闸流管迅速对充磁工装放电，形成强大的脉冲磁场，充磁电压规定1800V, 采用的是高电压、小电流技术。充钕铁硼磁体时我们采用此机型。另一种充磁机采用的是低电压、大电流技术。以上各种充磁机工作现场相对都比较安全。对扬声器充磁时应注意充磁机的极性。要保证T铁芯上面和内磁式磁蕊上面是N极。当电压一定时反复充磁对B值没有影响，当将充磁电压升高时，再次充磁B值也会升高，但是如果磁体已达到磁饱合，电压升高B值也不会升高。对于扬声器的充磁我们要求是闭路充磁，就是要组装成磁路系统后充磁，这样磁铁才能充饱和。但是对于需要二块磁铁的双磁路系统，有一块磁铁就要开路充磁，开路充磁磁铁是充不饱和的。所以一定要严格生产工艺，应该闭路充磁的决不能开路充磁。以上讲的是磁路系统结构及相关的问题。对于磁铁、基架、磁蕊和T铁 的进料检验还有待我们不断的改进，比如对磁体的检验还有更好的方法是用磁通计测量磁体的磁通量，方法即简单又严格。扬声器磁路系统使用的是Y-358(A B)胶，是丙烯酸系胶水。重叠方式涂胶，合拢后转动2-3圈，接触定位固化。对打胶的比例、数量要严格控制。影响粘接质量的几个因素：（1）磁体的密度，（2）环境温度，（3）T铁、磁蕊的电镀质量及平整度（4）操作工艺。一般说来，环境温度越高固化速度越快，如果环境湿度高或粘接件潮湿，对粘接质量都不利。说明二点：根据磁路第一方程：K B S =B S式中： K 漏磁系数 B 气隙磁通密度（磁感应强度） S 气隙截面积 B 工作点磁感应强度（磁通密度） S 磁体的截面积所以S 磁体截面积加大，B 气隙磁通密度增大。根据磁路第二方程：K H L =H L 式中： K 磁阻系数 H 气隙磁场强度 L 气隙宽度 H 磁体内的磁场强度 L 磁体高度因为磁路总磁势：F = H L所以L 磁体高度的增加，F 磁势增加， H 气隙磁场强度增加3.3 外磁式磁路系统 图4.2是外磁式磁路设计情况。 图4.2磁体 现在使用的外磁磁体都属于烧结永磁铁氧体（陶瓷型磁体），是国内外扬声器中用量最大的一种永磁体，它的价格便宜，耐氧化，耐腐蚀，缺点是易碎，磁体内外园尺寸不好加工，上下面可以磨加工，内外园公差大。磁体的生产工艺很难控制，不同的工厂，不同的批量，尺寸及磁性能都有差异，所以我们一定要做好磁体的进厂检验。目前为提高扬声器的B值，并降低由于B不均匀产生的失真，对外磁式磁路结构有了不少的改进见图5（a-e）。a-将T铁做成工字形，此方法可以降低失真。b-加高T铁的高度，此方法可以降低失真。c-磁饱和法，将T铁芯做成凹芯，可以提高产品的灵敏度，降低失真。d-将T铁轴芯和磁蕊内侧改用磁导率更好的材料，如破莫合金，以提高产品的灵敏度，降低失真。e-加上铜制的短路环。以提高产品中高频的灵敏度，降低失真。图5对于外磁式的装配应该注意不要将磁体装偏，当T铁上有定位尺寸时就没有装偏的问题，但是如果没有定位尺寸，流水线上就要增加一个磁体定位的工序。外磁式磁路可以加温回拆。磁铁如果有裂口和缺边现象要退回供应商，不得装入磁路系统。3.4磁流体对扬声器性能的影响磁流体是把氧化铁(Fe2O3、Fe3O4)的微粒（平均粒度100A）均匀分布在溶剂中形成的液体，靠表面活性剂的作用，保持稳固的胶体状态。其基本结构如图6。图6磁流体中磁性微粒表现为超顺磁特性：即在外磁场作用下，立即显示磁性，一旦外磁场撤去，又立即恢复为无磁性状态。磁流体的物理性能主要是：粘度、饱和磁化强度、磁微粒尺度、载液的饱和蒸汽压等。为了延长使用寿命，磁流体的一个关键参数是载液的蒸发问题，国外多数采用壬二酸二辛酯作载液，据报导，在音圈温度为100的条件下，扬声器在额定功率下正常使用可以保持5年。核工业部八所生产的SJ系列磁流体产品饱和磁化强度为130240高斯、粘度为60500厘泊的镍质二酯基磁流体。对于低频扬声器使用磁流体，由于f0点较低，振幅大，磁流体的飞溅问题就会出现，产生飞溅的原因不仅是由于音圈的高速运动，更重要的是由于磁流体是优良密封材料，把它注入磁隙后，把磁路的腔体与大气隔开，当纸盆（密闭的防尘罩）向后运动时，控体体积变小，腔内压力增大，如果这种压力大到超过了磁场对磁流体的引力，那么就会导致磁流体的向外飞溅。所以必须在产品结构上进行改造，使被密封的的气体有自由的出气孔，消除压力差，克服磁流体的飞溅。磁流体加入扬声器的磁隙后对扬声器所产生的影响如下。(1) 磁流体对音圈热传导的影响目前扬声器最突出的矛盾是音圈的散热问题。众所周知，电动式扬声器的电声转换效率只有1%左右，即有98%以上的电能在通过音圈时变成了热能和其它能量消耗掉，因为：输入扬声器的电功率=辐射声功率+音圈产生的热功率+维持机械振动消耗功率。单靠热辐射和空气的导热是困难的，因此限制了扬声器功率的进一步提高。空气的导热率为510-5cal/cm.sec.deg,而磁流体的导热率为310-4cal/cm.sec.deg，为空气导热率的六倍。因此当磁隙中充满了磁流体后，音圈上的热量由空气导热变成了磁流体导热，大大提高了导热率，降低了音圈的温升，从而提高了扬声器的承受功率。利用公式（1）可以计算出音圈温度的变化。 Rt1 = Rt01+（t1 -t0） (1)式中： Rt1 达到热平衡时的电阻值Rt0 未加电信号时的音圈电阻值 铜导线的温度系数 = 4.3310-3/t1 达到热平衡时的音圈温度t0 未加电信号时的音圈温度(2) 磁流体对扬声器共振频率f0的影响在磁流体注入磁隙后，使沉浸在磁流体中的音圈产生一个向上的“浮力”，这种“浮力”的作用等效于扬声器振动系统质量的减少，因此造成扬声器f0上升。 (3) 磁流体对扬声器Qts值的影响在磁流体注入磁隙后，由于磁场对颗粒的作用，使磁流体的表观粘度最高可提高四倍，所以对音圈的振动会产生明显的粘滞阻尼作用，使扬声器的等效机械Qts值会大幅度下降。 (4) 磁流体对扬声器灵敏度的影响 在磁流体注入磁隙后，不会提高气隙的磁通密度，因为磁流体的导磁率一般只有11.05。磁流体增加了粘滞力阻，对扬声器的灵敏度略有下降的趋势。(5) 磁流体对音圈的运动起到定心的作用 球顶形扬声器加入磁流体后大大提高了承受功率，降低了失真。减小了Qts使产品能很好的与低音单元搭接。对于磁流体的操作工艺过去是一个难题，在线生产无法控制用量的一致性，现在国内外都有磁液点胶机了，国内的精度差些，日本已有高精度磁液点胶机，也就是说只要肯花钱，0.003g10%的精度都可以保证的。3.5 振动系统 振动系统 主要包括音圈、振膜、弹波、防尘帽3.5.1音圈 音圈是扬声器的心脏，是承受电功率的部件。当处于磁缝中的音圈输入交流信号时，音圈就产生推动力，推动纸盆产生声音，由于音圈在很小的环形磁隙中工作，所以它应具有足够的刚度、精度和耐热强度，尽量不受温度和湿度的影响。我们都知道扬声器的转换效率很低只有1%，低效率的产品也只有0.2%,也就是有98%以上的能量转化为热能和其他一些能量消耗掉，只有太少的能量转化为声能。所以音圈在工作中会很快发热，功率越大的扬声器产生的热量越大，对音圈的耐热性要求也越高。扬声器的电声转换效率：是辐射声功率和输入电功率之比，效率主要取决于磁通密度、音圈的质量、音圈的密度与电阻率的乘积、膜片的质量和面积 ，音圈的温度，有几种因素是互相关连的而几种则相互无关，因此不可能在一组特性里说明各种不同的参数效应，所以扬声器的设计是繁重的。以下公式来源于山本武夫（扬声器系统）上册：= = （%）式中： =扬声器的辐射声功率 =扬声器的输入电功率=1.18 (kg/ )空气密度 C=340(m/s) 声速Mv =音圈质量 (kg) Md =纸盆质量(kg) Mad = 空气附加质量 (kg ) =纸盆的有效振动半径(m)k=音圈导体电阻率(.m) =音圈导体的密度(kg/ )从式中我们可以看到振膜扬声器的效率：（1） 与有效半径 成正比，也就是纸盆面积越大，效率就会越高。（2） 与磁感应强度 成正比，B的提高，效率也会越高。（3） 与振动系统的质量成反比，振动系统中任何一个零件质量的降低效率也会提高。（4） 与音圈导体的材质有关，选择适当的材料也可以提高效率。如采用铝线和铜包铝线。表1.1为铜、铝和铜包铝线的电阻率和密度。特性铝铜铜包铝线密度（20）2.708.893.63体积电阻率（20） 2.7401.7242.480表1.1由于国内大多数企业没有测试扬声器声功率的条件，所以扬声器的电声转换效率只能靠计算的方法获得。效率问题的确是扬声器的一个瓶颈，扬声器涉及两次能量转换，由电向力转换和由力向声转换，每次转换的效率应与阻抗的匹配程度有关，现在的难点在于力学部分是个并联的谐振系统，导致几乎所有频段（谐振部分除外）电学阻抗和力学阻抗的严重失配，这一部分的效率必然很低；再看看第二次转换，实际上是振动系统的力阻抗和空气辐射阻之间的匹配关系，我们知道要做到匹配，起码要求扬声器的振膜具有和空气同样的密度，到现在为止，还没看到这样的材料诞生。以上两次转换的阻抗严重失配也就必然导致扬声器的效率低下。为防止功率较大的扬声器的音圈流过较大的音频电流时因过热而损坏，近年来对漆包线的漆包层都提出了耐高温的要求。光讯的音圈线采用的是日本大黑公司生产的热风型和溶剂型自融漆包铜线，其绝缘膜有2种，聚胺酯漆膜耐温130, 聚酯耐温155, 铜线还有3种不同张力，普通张力、高张力和超高张力。另外大黑公司自融漆包线尺寸规格表采用的是JIS标准。光讯采用的是第二种规格（绝缘层厚度一般），第0和第1种规格是厚绝缘层的线，第3种是薄绝缘层的线。他们导线的电阻值也采用的是JIS标准。即然他们有这么多种漆膜厚度,实际上为我们音圈的设计提供了方便,我们可以在直流阻及线径不变的情况下,调整漆包线绝缘层厚度,以达到所要求的音圈卷幅的高度，从而降低产品的失真。音圈发热是造成扬声器损坏和失效的一个主要因素，也是限制扬声器承受功率的一个主要原因，而音圈温度又是由它的散热能力决定的。我们就应该从产品的设计结构和材料特性上认真研究，提高扬声器的散热能力。关于带助听线圈的扬声器，我们知道扬声器的阻抗是频率的函数，在不同的频率点它的阻值不同，将各点的阻值连成的曲线见图7：图7当ff2时，并联回路中的电容支路可以看作短路，阻抗中的抗分量改变符号具有感抗性质，并随频率单调上升，感抗的增加对扬声器的工作是不利的，造成灵敏度的降低。为了消除感抗的影响，可以在音圈内侧，铁芯上加一个短路环（感应线圈），也可以在音圈外侧加一个绕制方向相反的电感线圈，它的理论电感量减小。目的是一个，使音圈感抗下降，使扬声器的输入阻抗在高频时不随频率明显上升，扬声器的频响曲线也不会随频率的上升而下降。我们就是根据这一原理，将助听线圈与音圈串联（反相连接），助听线圈的阻值设计为音圈的8%。由于加助听线圈后中高频感抗的降低，所以产品中高频的灵敏度比没有加时要高。由于中高频灵敏度的增加，再通过助听系统将信号放大，从而改善了耳朵不好人的听力。下边说一下音圈绕线方向与扬声器正负极之间的关系。音圈的绕制方向是正极在里面，负极在外面，充磁机的正负极分别接入充磁线包的正负极，此时内磁式扬声器磁体的N极在磁体的上方，S极在磁体的下方见示意图8。只有在这种情况下，扬声器PC板上标注的正负极才是正确的。因国标GB/T9396-1996第15.2条规定了扬声器极性的测量方法：按规定馈给扬声器以瞬时直流电压，引起膜片向扬声器前方运行时，与电压正极相连接的输出端为扬声器的正极，用红色或符号“”表示。要说明一点，我们充磁机的充磁线包上一定要标明正负极，这也是需要PE工程师要严格控制的。图8 音圈的制程控制与检验：（1）音圈张力的控制（卷幅高度的控制）。（2）音圈粘接力的控制与测量，目前还没有检测量音圈粘接力的测试治具。（3）音圈直流阻值的控制与检验，对于温度系数的影响。（4）对于音圈与膜片的粘接用胶要严格控制配比和用胶量，蕊线胶的比例，蕊线形状和蕊胶量。3.5.2 振膜振膜-对扬声器的放声性能有着至关重要的作用，它决定了扬声器由力到声的转换质量。为了满足当今人们对扬声器功率和音质的要求，振膜必须具有以下特性：（1） 弹性模量E要足够大，也就是机械强度大，整体强度好。杨氏模量：就是指表达物体在变形时所受的应力与应变的关系的比例常数。（2） 材质的密度要小，质量要轻。（3）内部阻尼适中，材料内部要有适当的吸收。（4）防潮性好。振膜在工作时的运动状态很像发动机中活塞在气缸里上下运动，在低频时可近似看做活塞运动，随着频率的升高，振膜产生分割振动，这时振膜就产生了失真，为了改善扬声器的电声性能，克服振膜的缺点，世界上各大公司都在开发新的材料，目前振膜的材料有（1） 天然纤维：植物纤维：桦树、栗树、枫树、针叶树、松树、杉树等是纸浆的主要原料，提供纸浆做短纤维用。韧皮纤维：三桠、竹、楮、亚麻、树皮等是长纤维的主要来源，可增加纸盆强度。毛纤维：棉、木棉等可以起到增加纸盆损耗的作用。（2） 动物纤维：羊毛、骨胶纤维、绢丝等这些材料有较高的延伸率，可以增加纸盆的韧性和损耗。（3） 人造纤维： 合成纤维：人造丝、尼龙丝、聚丙烯纤维、聚酯 无机纤维：玻璃纤维、碳素纤维（4） 聚酯薄膜PET薄膜PET-Mylar(商品名称)薄膜是一种热塑性聚脂，化学名称是聚对苯二甲酸乙二（醇）酯。PET开发较早，最先以化学纤维形式出现（涤纶、的确良）。上世纪70年代用玻璃纤维增强，作为工程塑料。用于振膜的商品名称是Mylar(唛啦)。这种聚酯有很多品种，另一种比较重要的是PBT,化学名称是聚对苯二甲酸丁二（醇）酯。PET薄膜目前被电声行业应用于薄形扬声器、送受话器、静电扬声器、平膜扬声器的振膜，它具有一定的弹性、耐磨、防潮、厚度均匀、抗化学药品、价廉等优点。PET薄膜还可以真空镀膜、染色，对环境无污染。在制造振膜时很容易成形和冲切。缺点是在温度130度以上时会变软。在外力作用下易变形。而且刚性比较小。PEN薄膜杜邦公司开发的PEN (Polyethylene naphthalate), 商品名称 Kaladex，化学名称是聚乙烯苯二甲酸盐薄膜，是Mylar的升级材料。最初是作为一种新的包装材料引起世人注目。后又被引来作振膜。PEN质量轻、刚性好、弹性模量比Mylar高，而耐温可到160。PEN对磁流体的相容程度也比较好，也可以用来做音圈骨架。PEN有透明状和雾状，也可以涂色和染色。PEN的成形温度在120。再将PEN在晶体化温度放置一小时，可以实现晶体化。弹性模量还可以进一步提高。晶体化的优点是可以改善球顶扬声器的高频性能，缺点是使PEN变脆。由于PEN膜片强度优于PET的，所以在同样口径、同样功率下，膜片的厚度可以薄很多，重量也减轻了很多，产品的灵敏度相对得到了提高。PEN膜片是目前受话器首选的材质，用PEN膜片作出的受话器音质效果很好,语音优美、清晰。PEI薄膜PEI(Polyetherimide) 化学名称是聚醚酰亚胺，在1972年由美国GE公司研发。PEI具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高低温及耐磨性能，并可以透过微波。PEI可用模压、注塑和挤出成型，且易后处理。可用粘合剂及焊接法与其他材料结合。加工前须在150充分干燥4小时。注塑温度337-427，模具温度107-175，建议模具温度为140，注塑压力60-100Ma，保压时间5-30秒，冷却时间5-30秒。PEI膜片的强度略低于PEN的，但是它的韧性极佳，使产品通频带的音质效果都好于PET和PEN。它是全频带薄型扬声器的优选材质。还有很多用于制造振膜的材料，但对于一张符合设计要求的振膜必须做到：形状科学、结构合理、选材适当、配比合适、工艺合理，工序严密才能制造出好的振膜。振膜的几何形状是影响扬声器频响曲线的主要因素，但是其他的每一项都是不能忽略的，他们对频响曲线及音质都起着非常重要的作用。不管是纸盆的制作还是聚酯膜片的压制，他们的制作工艺都是比较复杂的。设计人员对他们的制作方法应略知一二，在调整产品性能时给予制造商一定的指导，以加快产品的设计进程。对于PE和品管工程师主要是能够鉴别什么样的膜片是合格的？这里讲一下纸盆谐振频率fc的测量方法：目前国内有二种测量方法，（）采用电脑，利用专用测试软件。（）采用恒流源测试方法见图9。 图9此测试系统由测试工装、电阻（阻值大于被测产品阻抗的10倍）、测试声源和信号发生器组成，手工调谐信号发生器频率调谐按扭，当电压表指示为最大时，此时的频率为这个测试系统的系统共振频率，它并不是纸盆本身固有的谐振频率。所以此测试方法的测试数据和电脑测试系统的测试数据都只是控制纸盆一致性的一种手段。测试数值与产品f0没有直接关系。（5） 目前对于聚酯振膜物理性能的检测，还没有找到一个能采用仪器测量的好方法，因为膜片的参数误差还没有仪器测试系统的误差大，所以我们只能采用试做产品的方法，另外，还有很重要的一方面是手感，这就要求检验人员要有充足的经验，这是能够把好膜片质量的关键。3.5.3弹波弹波又叫定心支片，是纸盆扬声器振动系统中的又一个主要元件，它是由棉布、绢、玻璃布和CONEX等材料浸渍酚醛树脂后热压制成的波纹形圆环，它的主要作用：（1）保持音圈在磁缝隙中的正确位置，要求它的轴向顺性大，使音圈能在磁缝隙中垂直振动，径向则要求它们能可靠地限制音圈的左右移动，使音圈不与华司及T铁接触。（2）弹波这个支撑件提供给扬声器一个恢复力，并影响扬声器机械Q值即阻尼特性。（3）弹波、纸盆和音圈共同决定扬声器的谐振频率。（4）复合边扬声器弹波起着缓冲器和机械限幅器的作用。（5）防止外部灰尘进入磁缝隙。在理论上，弹波的三分之一可动质量可视为扬声器有效振动质量的一部分，所以弹波重量的减少有助于扬声器灵敏度的提高。对弹波的特性要求：（1）横向刚性要平衡，不能出现一边软硬。在材料的使用上要求各向应力均匀，也就是要求纱线经纬方向要均匀，不能采用斜纹布。（2）具有柔软性（由弹波的形状、布基的特性、上胶的浓度决定。）经验公式：C =式中参数见下图10： 泊松比，常取 =0.25b-振纹宽度（m），b=nL L为两振纹间隔距离（m），n为波数， h-布厚度（m）， E-杨氏模量（N/m ），部份材料的杨氏模量见表2：表2材料（mm）E（N/m ）21支纱（厚0.28mm）0.2521支纱（厚0.3mm）0.35Marton21支双纱（厚0.28mm）1.10CONEX1638#（厚0.28mm）0.2821支PCNC（厚0.25mm）0.36-形状系数， =音圈外径（m）。的系数值见表3：表3振纹形状平面型1梯形2锯齿形3正弦形4正弦衰减型5的系数值见表4：表4H/L00.050.10.150.20.250.30.350.411.52.633.43.53.744.2从式中可知：振纹越深（H大），布料拉伸越大，弹波C 越小。同类布料，布越厚，弹波C 越小。浸胶浓度越高，弹波C 越小。还要注意：不使胶液饱和预防弹波脆化和封孔。（3）弹波的线性度：弹波位移时对驱动力的线性关系应符合胡克定律。胡克定律：在材料的线弹性范围内，固体的单向拉伸变形与所受的外力成正比；也可表述为：在应力低于比例极限的情况下，固体中的应力与应变成正比，即，式中E为常数，为杨氏模量。把胡克定律推广应用于三向应力和应变状态，则可得到广义胡克定律。（6）可靠性要求：防潮、防水、耐热、寿命长。目前制作弹波的材质情况见下表5：棉布100支纱（厚0.15mm）适用于2-3寸，40以下唛啦60支纱（厚0.18mm）适用于2-4寸42支纱（厚0.2mm）32支纱（厚0.22mm）21支纱（厚0.28mm）适用于5-8寸21支纱（厚0.3mm）16支纱（厚0.38mm）10支双纱（厚0.6mm）蚕丝筛绢（厚0.15mm）适用于2-3寸，40以下唛啦电力纺（厚0.08mm）扬纺（厚0.05mm）化纤涤丝（厚0.11mm）适用于2-3寸，40以下唛啦CONEX6348#（厚0.2mm）适用于6.5寸大功率CONEX1638#（厚0.28mm）适用于8寸大功率CONEX1722#（厚0.36mm）适用于10-12寸大功率混纺CONEX+棉CC0022#（厚0.38mm）适用于10-12寸大功率Marton32支纱（厚0.28mm）适用于6.5寸大功率Marton21支纱（厚0.38mm）适用于8寸大功率Marton21支双纱（厚0.28mm）Marton16支纱（厚0.48mm）适用于10-12寸大功率Marton10支纱（厚0.65mm）适用于12寸大功率Marton8支纱（厚0.8mm）表中：Marton = 50%棉纱 + 50%Poiyester(聚酯)价格比：布为1，Marton为2，CC为4，CONEX为6。材料的签别：用火烧单根纤维时，灰呈黑色是化纤，灰呈白色为天然纤维。最常用的棉纤维的寿命和稳定性离所要求的目标还很远，由于棉纤维的断裂或弹波稍有疲劳后都会引起扬声器参数的改变。但是因棉纤维价格便宜，所以棉纤维作弹波只能是勉强够格。复合棉要优于棉纤维。最有前途的是聚酰亚胺材料，它具有稳定的机械特性。还有KEVLAR是一种非织纱网布，经酚醛树脂处理的KEVLAR制作成的弹波，重量只有棉纤维的一半，据国外专家介绍此材料具有非常杰出的声学特性。关于弹波变位的测量方法，是从国外引进来的，是国际上当前通用检测弹波的仪器：静态位移法测试仪。其工作原理是：一个重物（50g左右）悬置在弹波上，弹波位置偏移值则通过光学检测，深入计算机运算，位移量就测出来了。此方法比共振法较易控制弹波的一致性。决定弹波变位的因素几何形状材质胶的浓度制作工艺，但是胶的浓度不是随意调的要有一个下限值，否则胶的浓度过低，弹波就会发生质的改变，它会随环境温度的改变而改变。弹波计算：已知产品f0、Mms(Kg)、音圈外径（m），选好材料及厚度（m），确定 的数值，根据表格选定 ，给定值，计算如下：（1）Cms = 式中:Cms = 振动系统的力顺（m/N）f0 = 扬声器共振频率Mms = 振动系统质量（Kg）（2）C = Cms(1+) C -折环力顺（m/N）（3）Cd = Cms( ) Cd-弹波力顺（m/N） 式中: = (称为支撑顺性比),如何选取请见表6：表6大、中口径、大功率扬声器= 2 - 10中口径、小功率扬声器= 0.5 - 3小口径、小功率扬声器 1 (4)振纹宽度b b = 1.1h （m）(5)选择波纹数n,如n取4，波纹宽度：L = ，波纹高度：因确定了 的系数值，H振纹越深即可算出。3.5.4防尘帽 防尘帽可用纸、无纺布、绢、聚酯和塑料等材料制成，它的作用除防尘外：（1）当防尘帽按装在音圈上方时，对扬声器的高频响应起到一定的作用。（2）当防尘帽按装在纸盆的不同位置时，产品的高频截止频率不同。防尘帽形状、大小和材质不同对扬声器的高频响应有很大的影响。（3）防尘帽的重量不同对扬声器的高频特性也同样有很大的影响。所以防尘帽的选用也是不能忽视的，即要轻，强度又要好，尺寸还要选得恰当，外表还要美观。 由于用的材质不同，硬的材质我们是利用它的整体强度使防尘帽实现整体运动，以改善高频特性，软的材质，是充分利用它的分割振动，以达到我们预想的高频效果。这里有点同球顶式振膜的调整方法。对于防尘帽粘接用胶的胶量控制应是很严格的，产品口径越小要求越严，因为胶量已对总的质量的增加起到至关重要的作用。3.6其他 基架、PCB板、调音纸、前盖、压边3.6.1基架 基架在扬声器中起支撑作用，弹波和振膜的边缘分别要与基架二个面胶合。在微型产品中除起到支撑作用外，它还是磁路系统的一部份。高音扬声器基架还起到密封腔的作用。对基架的要求：（1）同一口径的产品，功率越大要求基架厚度越厚，如果厚度不够产品会产生谐振。（2）U铁与基架在可能的情况下最好采用二种不同的厚度，这样容易保证磁通密度的要求，有二种加工方法，一种是一体的，但加工成本较高，另一种是二体的且成本较低，但是一定要保证同心度。（3）如基架与U铁铆接在一起，铆接要牢固，要求内径尺寸要严格。（4）电镀层镀锌的厚度要达到要求，且不能出现花斑、起泡或脱落。（5）受话器的基架后腔和后出声孔的大小一定要符合图纸的要求。（6）基架与膜片粘接面的平面度要符合图纸的规定要求。3.6.2压边 压边的主要作用就是进一步固定振膜的边缘，使振膜能很好的上下运动，并能吸收掉振膜内部传播的声波，不同的材质，吸声系数是不一样的，纸压边要好于塑料压边，所以选择好压边的材质，是可以降低扬声器的失真。粘接压边的胶粘剂的选用很重要，也要选择能吸声的最好是橡胶性质的胶。放压边时一定要放平，且要压牢。3.6.3调音纸 调音纸这个零件是唛叭扬声器与纸盆扬声器之区别的一个元件，调整不织布及调音纸的厚度，就可以改善唛叭扬声器的低频特性，改变Qts, 提高产品的承受功率。涌韵公司不织布及调音纸的参数收集汇总如表7。 表7 无纺布、调音纸参数序号无纺布规格透气度测音值平均值实际电压12016HB1.05-1.11.08当信号发生器不接负载时：V=8.50.02当信号发生器接负载时：V=1.5110.00321020HB1.01-1.071.0431025HB0.96-1.041.0141030HB0.98-1.041.0251035HB1.0-1.051.0361040HB0.96-1.020.9971050HB0.89-0.950.9481065HB0.66-0.920.7591075HB0.48-0.530.50101080HB0.47-0.530.49111090HB0.38-0.450.41121095HB0.37-0.440.4013900HB0.93-0.990.96141035SB0.99-1.030.01151055SB1.01-1.061.03序号调音纸规格透气度测音值平均值实际电压1Y10.78-0.940.81当信号发生器不接负载时：V=8.50.02当信号发生器接负载时：V=1.5110.0032Y20.55-0.640.63Y30.39-0.530.444Y40.23-0.280.255Y50.18-0.240.206Y60.11-0.160.14从上表中看出Y1和1050HB的透气度值是相近的。不织布及调音纸他们的规格不同，透气特性是不一样的，如果浸上胶水后，特性完全被改变。音质也不一样了。一个要求高的产品是不允许在不织布及调音纸上浸胶的。最好的方法是打双环胶。我们都知道不织布由于加工工艺的原因一致性很差。3.6.4前盖前盖在唛啦扬声器中主要作用是保护膜片，此时前盖开孔较大，可以视振膜直接与空气耦合。另外一个作用是钳定住振膜边缘，使振膜能很好的上下运动。在受话器中前盖的作用就比扬声器功能多了，在后面讲受话器时在详细讨论。在检验扬声器前盖时，一定要检查前盖的有效高是否符合图纸的要求，要保证振膜在运动时不要打前盖。还要注意前盖的外径尺寸，因为我们是靠它与基架配合的，尺寸小了会碰到振膜，大了放不进基架。目前使用的前盖材质有不锈钢和塑胶，使用金属前盖的缺点是容易产生静电，当前盖下端边缘电镀不良时，因与音圈导线只隔一层膜片，此时前盖易感应上静电。由于前盖上存在静电会给整机带来致命的危害。所以最好使用非金属的材料制做前盖。静电是怎样产生的?物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子儿而侵入其他的原子B，A原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子、B原子因增加电子数而呈带负电现象，称为阴离子。造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能等)在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电。当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电，在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。为什么气体也会产生静电呢？因为气体也是由分子、原子组成，当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。所以在我们的周围环境甚至我们的身上都会带有不同程度的静电，当静电积累到一定程度时就会发生放电。3.6.5 PCB板微型扬声器使用的PCB取之英文Printed Circuit Board 第一个字母，中文名称即印制电路板。PCB端子板是最小的印制电路板，通称为微型电路板。PCB材料为覆铜箔层压板（Capper-Clad Laminate）。覆铜板的铜箔为满足各种电流强度的需要有0.018、0.035、0.053、0.072、0.01等等厚度的规格，康达使用的是0.035厚度铜箔的覆铜板。覆铜板按基材可分为纸基、玻璃布基、复合基（CEM系列）和特殊材料基（陶瓷、金属芯基等）。康达使用的是FR-4型的玻璃布基板，全称为FR-4环氧树脂玻璃纤维布覆铜箔层压板。其中玻璃纤维布是主质基材，铜箔是电路基材，环氧树脂是粘结剂。环氧覆铜板就是用这三种材料高温（160）压制而成。因此覆铜板的耐高温指标不可能超过环氧树脂约290的最高耐高温极限。由于覆铜板在十几道工序中被制作成PCB时，要经过强酸、强碱、高温烘烤（155）、机械冲压等冲击，其耐高温特性有所降低，因此，PCB制造商的出厂标准最高为276/10秒。鉴于此，在装配自动焊接生产线上，波峰焊或浸焊的温度被严格设定在230260之间。但是在电声行业，制造商使用45W60W的电烙铁其温度约350450。PCB端子板之所以能够承受这样的温度，是由于热传导的作用。简单说来，在较短的时间内（1/4秒1/3秒）完成焊接，空气和PCB本身会吸收约40热量，其参考计算公式如下：W1=（C1+C2）0.6（热传导率）其中：W1-是完成焊接时的PCB表面温度；C1-是常温下的PCB温度；C2是电烙铁温度。当C1为30，C2为400时，在1/3秒完成焊接时的PCB端子表面温度如下计算：W1=（30+400）0.6=258。这个温度在合理温度之内。如果电烙铁温度为450 则W1=（30+450）0.6=288。这个温度是环氧树脂粘结力失效的临界温度。在这个时候，PCB表面铜箔与基板已基本失去结合力，用手轻轻一挑，铜箔便会脱落而脱落的部位呈明显的焦黄甚至焦黑的状态。另外，必须补焊时，最好在五秒以后待焊锡点冷却至常温，否则：当C1=200时，C2还是400，那么W1=（200+400）60=360；这个温度对PCB来说是很可怕的！由此可见，焊接时间的长短对PCB来说是至关重要的。通常有下列五种因素会影响到焊接：（1）表面处理不当-PCB表面发黑、无助焊剂、绿油失真糢糊或表面有油等现象，都会影响焊接速度或完全焊不上，这是供应商的质量问题。（2） 生产线污染-在生产线上，PCB被油性物质或胶水污染，致四边无焊锡。（3）非焊锡熟练工上岗初期-非焊锡熟练工突然上线会导致铜箔胶落现象剧增，因为新手毕竟不熟练，速度慢以致焊接时间过长。（4）环境电压的波动的影响-应该说，电压是无声的，但是电压波动的影响力却是十分巨大的。把电压调高到250V甚至270V（操作工为了加快速度提高产量自行调高电压）。另外使用铁基架一定要考虑绝缘的问题，PCB板周边要留绝缘边，防止短路。以上讲的是扬声器各零部件的主要作用。关于扬声器的中心胶，要求它即有刚性，又有韧性（耐疲劳），它的作用是将音圈与振膜牢牢的粘为一体，且要耐高温，满足扬声器承受功率的要求。另外中心胶的胶量对小口径产品的F0有很大的影响，所以一定要控制好。关于振膜边胶，要求承受相当的振动，对粘接的牢度有较高的要求，一般采用优质的氯丁胶，该系列胶缺点，是有大量溶剂挥发，固化慢，污染环境。 图10是音+振打胶情况对频响曲线的影响。 为高频截止频率。图10图11是基+振打胶情况对频响曲线的影响。图113.7扬声器主要技术参数与零部件及装配工艺的相互关系3.7.1扬声器共振频率f0：式中： - 扬声器振动系统总的质量，包括音圈质量、振膜质量、胶的质量和空气的同振质量。 - 扬声器振动系统力顺。 从上式我们看到扬声器共振频率f0与音圈质量、振膜质量、胶的质量成反比，音圈质量、振膜质量重了f0下降，音+振胶打多了f0也会下降，另外膜片边缘软了（ 大了）f0还会下降。所以要想控制好扬声器共振频率f0，必须做好以下三条。（1）控制好音圈的直流阻，也就是让音圈的质量是一个不变量。（2）严格振膜的来料检验，一是振膜的厚度，二是振膜边缘的柔软度。也就是控制好振膜的质量和力顺。（3）控制好音+振用胶的浓度和用量。这三条写是好写，他不仅包括了品管对进厂零件的检验，音圈车间的质量控制还包括了组装车间的装配质量，也就是说扬声器共振频率f0的控制水平也从一个侧面体现了公司管理水平。扬声器共振频率f0是扬声器的起始工作频率，是我们的客户必检的一个主要指标，这就要求我们管理人员不可忽视这个小指标。3.7.2扬声器的感度（灵敏度） 扬声器中频段的感度正比于缝隙磁感应强度B,音圈导线长L，反比于振动系统的总质量 （包括音圈质量、振膜质量、胶的质量和空气的同振质量），可以这样认为：当B和L一定时， 的大小就决定了扬声器中频段的感度，所以我们称扬声器是质量控制元件。要想中频段的感度恒定，必须有以下几个条件：（1） 严格磁体的进厂检验，目前的测试方法不严格有人为的因素。最好测试磁体的磁通量值。（2） 严格充磁工艺，对于充磁治具和充磁电压必须按规定要求去使用和操作。（3）控制好音圈的直流阻，也就是让音圈线长L是一个不变量。（4）严格振膜的来料检验，保证膜片的材质、厚度和振膜边缘的柔软度的要求。（5）控制好音+振用胶的浓度和用量。 如果这几个环节有一点出问题，都会使感度受到影响。这个指标客户要求是很严格的，现在有的产品要求2dB，对于我们以手工操作为主的产品来讲是很严厉的。3.8受话器各零部件的主要作用3.8.1受话