解决音箱振动问题的技术途径和存在的问题

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所属分类:音箱设计
摘要

对音箱振动发生的原因分析之后,解决问题的技术途径也就明朗了,那就是:减少可能发生的振动和对存在的振动进行有效的隔离。

解决音箱振动问题的技术途径和存在的问题

音箱振动发生的原因分析之后,解决问题的技术途径也就明朗了,那就是:减少可能发生的振动和对存在的振动进行有效的隔离。

前障板是音箱最重要的障板,对音箱音质有极大的影响。除了对障板支撑外,增加障板的强度可以减少障板的振动,人们就通过不断提高前障板的厚度和采用新型高强度材料等方法来提高障板的刚度。结果,前障板的厚度已经由普通障板的十几毫米加大到几十毫米,一些高端产品前障板的厚度甚至达到72mm或更大。有的更是采用昂贵的铝合金、不锈钢前障板,甚至整个音箱都采用铝合金、不锈钢和碳纤维等昂贵的材料。这些做法,减振效果是有的,但是音箱箱体材料的成本却被增加到很不合理的地步。这是一条目前很多音箱都在采用的减振途径。

另一方面,近来也有一些音箱厂家采取了一些常规的“隔振技术”,给扬声器单元盆架和箱体板之间加一层弹性橡胶垫圈来“减振”。如某公司特别开发的“减震高音技术”(DTT)。据介绍,由于在高音单元边缘部分加了一个橡胶减震垫圈,从前障板向高音单元传导的振动被削减了20 dB以上。此外,也有一些公司的音箱,是在低音或中低音单元和障板之间加一层弹性较好的橡胶垫圈,目的是使低音单元工作时发生的振动传递到障板的量减少。

但是,这些在其他机械行业里往往可以取得较好效果的技术,事实上在音箱里却并不能取得预期的效果。因为这样的隔振,属于“简单隔振系统”范畴。从隔振理论可以知道,当激励频率小于这个系统的固有频率的1.4倍的时候,非但没有隔振作用,反而使振动放大。特别是当激励频率和系统的固有频率相近的时候,会产生共振,振动反而有强烈的放大作用。而音箱(包括扬声器单元和箱体)振动的频率范围涵盖了系统的固有频率,而且也有足够长的激励时间,所以发生共振就是一个大概率事件了。这和其他行业里的情况是大不一样的。第二个原因是进行“力学隔离”在实际上没有办法做好。从结构上看,垫圈的弹性小了隔振效果不好;垫圈的弹性大了,虽然隔振效果会好些,但是又经受不了单元的激励,单元会发生很大的“摇摆振动”,这更是对扬声器单元工作状态有很大危害。

此外,国外一些公司在其高端的音箱里,设计了一些类似“音叉”原理的共振棒减振或消振结构;国内也有在音箱里设置单个亥姆霍兹“共鸣器”来吸收某一个频率声波的技术。这些设计对于吸收音箱的某一个或几个频率的振动也是有效的,但是都存在一个共同的问题,就是只对某一个频率或几个频率的减振或消振较为有效。

所以,对音箱内积聚的声波这个严重的激励源,目前采取的吸声材料或技术,并没有取得较满意的效果。箱体内较高频段的声波很容易采用普通的吸声材料吸收,而会引发箱体严重有害共振的低频段声波就很难处理了。因为对低频声波,几乎所有多孔性常规吸声材料的吸声系数都很小,甚至不能算吸声材料。这就是目前应对音箱振动的一些常规的举措和存在问题。

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