Page 42 - 《应用声学》2021年第5期

686 2021 年 9 月

从表 1 可知，在铝骨架材质中的声速比在中心
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胶高出约 7.3 倍，在 TIL 骨架的声速也比中心胶的
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亦ᶯ 高出约 2.24 倍。高音扬声器振膜在振动时，随着频
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ሬ⻱⻇ 率的增加且达到第二共振区以上时，扬声器单元的
振膜不再像低频那样可视为一个刚性活塞振动。音圈
图 2 高音扬声器结构示意图
到振膜的振动传递、以及从振膜中心部位到振膜边缘
Fig. 2 Structure diagram of tweeter loudspeaker
的传播时间就不可以忽略不计，扬声器单元振膜不
2.2 球顶扬声器高频谐振频率与比模量的关系 同部分的振动相位也不同，呈现复杂的分割振动 [9] 。

根据扬声器频响的特性，有如下经验公式 [7] ：
表 1 高音扬声器中心胶和音圈主要骨架材质的模量
√
√
m d H E
f h = 0.38 1 + 0.52 · (1 + 4390t), (1) Table 1 Center glue and voice coil bobbin
m v D ρ
modulus of tweeter loudspeaker
式 (1) 中，f h 为扬声器的高频谐振频率 (Hz)，t 为 材料类别 中心胶 铝骨架 Kapton 骨架 TIL 骨架
振膜厚度 (mm)，E 为杨氏模量 (MPa)，ρ 为密度 杨氏模量 E/GPa 0.05∼0.7 48.1 3.5 2.6
(g/cm )，H 为球顶高度(mm)，D 为球顶直径(mm)， 密度 ρ/(g·cm −3 ) 0.9∼1.1 2.37 1.41 1.34
3
√ −1
m d 为振膜质量(g)，m v 为音圈质量(g)。 c = E/ρ/(m·s ) 0.62 4.51 1.58 1.39
本文探究的范围为中心胶粘结状态对高频截 注：中心胶模量数据来源于 GGEC 使用的中心胶规格；骨架厚
度 0.075 mm，表面涂覆 8∼15 µm 的 SV 胶水，便于和醇溶音圈
止的衰减特性，在其他力学参量基本不变的情况下， 线粘结。此处选用的铝骨架牌号为 5052；Kapton 是杜邦品牌，
式(1)可简化为 [8] 材质为 PI；TIL 是玻纤材质。
√
f h ∝ t E/ρ = tc, (2)
3 实例分析
式(2)中，c为材料的声速(m/s)。
以上经验公式常被用来评价振膜材料对频响 3.1 实例扬声器的频率响应分析
的影响，尤其是被用来判断模量和密度对高频截止 对实例进行分析，图 3 为音圈与振膜正常粘
的影响，此处被用来参考分析振动系中心胶位置相 结状态的局部图示，可以看到音圈骨架 (实例是
关材料特性间的差异。 0.075 mm 铝骨架) 与振膜材料 (实例是 0.12 mm 蚕
音圈骨架与中心胶的密度、模量、材料声速的 丝膜) 直接接触；图 4 为异常粘结状态图示，骨架与
参数如表1所示。 振膜未直接接触，间隙是由中心胶填充。

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图 3 中心胶粘结状态良好的图示 (40×)
Fig. 3 Diagram of center adhesive in good condition (40×)

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图 4 中心胶粘结位间隙图示 (40×)
Fig. 4 Diagram of gap in the center bonding position (40×)