國(guó)外揚(yáng)聲器及音箱技術(shù)發(fā)展新動(dòng)向

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國(guó)外揚(yáng)聲器及音箱技術(shù)發(fā)展歷程

自從人類有了夢(mèng)想，我們就一直努力著，企盼著有一天可以把那些天籟留下，藏在懷里，甚至可以將它們重復(fù)播放。這從企盼到嘗試到最終如愿以償?shù)倪^程，就是人類在電與聲的探索中逐漸摸索、逐步成長(zhǎng)的過程。
靜電揚(yáng)聲器：
  為了能更好的講述人類電聲史的故事，我們從第一次把人類的聲音傳達(dá)到遠(yuǎn)方的“電話”開始說起。一百多年前的1876年2月14日，Alexander Graham Bell提出了歷史上最重要的一份專利“電話”。該項(xiàng)發(fā)明讓人類的聲音從此可以傳到比叫喊更遠(yuǎn)的地方，人類也從此懂得了聲與電的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并從此樂此不疲。

Alexander Graham Bell貝爾

早期的電話設(shè)計(jì)

  為了更好的回放記錄被記錄下的聲音，1910年，S. G. Brown將驅(qū)動(dòng)力和振膜分離，發(fā)明了'armature' 電樞耳機(jī)。

平衡電樞耳機(jī):
  而在1910年，Baldwin 又發(fā)明了'balanced armature'平衡電樞耳機(jī)。電樞式耳機(jī)是在一個(gè)U型的磁鐵的中間架設(shè)可移動(dòng)鐵片（電樞），當(dāng)電流流經(jīng)線圈時(shí)電樞會(huì)受磁化與磁鐵產(chǎn)生吸斥現(xiàn)象，并同時(shí)帶動(dòng)振膜運(yùn)動(dòng)。這種設(shè)計(jì)成本低廉，雖然效果不佳，但在當(dāng)時(shí)也是劃時(shí)代的發(fā)明，該項(xiàng)技術(shù)多用在電話筒與小型耳機(jī)上。

平衡電樞耳機(jī)

  

在記錄聲音的科技方面，1917年，Wente 和Thuras設(shè)計(jì)了電容式麥克風(fēng)。 

Wente 和Thuras設(shè)計(jì)得電容式麥克風(fēng)

  到了上世紀(jì)30年代中期，根據(jù)電容式麥克風(fēng)原理，靜電揚(yáng)聲器面世。上世紀(jì)50年代初期，美國(guó)C. V. Bocciarelli 提出 'constant charge'恒定電荷法則。P. Walker在同一時(shí)期獨(dú)立發(fā)展了相同理論，并將其應(yīng)用到著名的Quad靜電揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)中。

  靜電揚(yáng)式聲器基本原理是庫倫（Coulomb）定律，通常是以塑膠質(zhì)的膜片加上鋁等電感性材料真空汽化處理，兩個(gè)膜片面對(duì)面擺放，當(dāng)其中一片加上正電流高壓時(shí)另一片就會(huì)感應(yīng)出小電流，藉由彼此互相的吸引排斥作用推動(dòng)空氣就能發(fā)出聲音。靜電單體由於質(zhì)量輕且振動(dòng)分散小，所以靜電揚(yáng)聲器工作于中高頻段，音質(zhì)輕盈細(xì)致，富有特色，很容易得到清澈透明的中高音。但是它的效率不高，聲壓輸出低，動(dòng)態(tài)小，成本較為昂貴也是其弱項(xiàng)。

電動(dòng)式揚(yáng)聲器：
  和Bell同一時(shí)期，不同的揚(yáng)聲器類型被提出。作為一種業(yè)余興趣，Ernst W. Siemens (Siemens & Halske公司創(chuàng)始人)于1874年1月20日，申請(qǐng)了電動(dòng)式揚(yáng)聲器原型專利，讓帶支撐系統(tǒng)的音圈處于磁場(chǎng)中，以便使振動(dòng)系統(tǒng)保持軸向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)時(shí)主要用于繼電器而不是揚(yáng)聲器領(lǐng)域。1877年12月14日, Siemens申請(qǐng)了號(hào)筒專利，在一個(gè)移動(dòng)的音圈上面附著一個(gè)羊皮紙作為聲音輻射器，羊皮紙可以制成指數(shù)型錐體形狀，這是第一個(gè)留聲機(jī)時(shí)代的號(hào)筒實(shí)型。
 

電動(dòng)式揚(yáng)聲器原型

  1898年，Oliver Lodge申請(qǐng)了第一個(gè)實(shí)用電動(dòng)式揚(yáng)聲器專利，將音圈放在內(nèi)外圓極板的磁隙中運(yùn)動(dòng)，和許多發(fā)明一樣，當(dāng)時(shí)這個(gè)偉大的發(fā)明太超前了。這個(gè)發(fā)明決定了現(xiàn)在99%的現(xiàn)代動(dòng)圈揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)。

  又過了整整25年，上世紀(jì)20年代，無線電廣播出現(xiàn)。C. W. Rice 和 E. W. Kellogg發(fā)表了劃時(shí)代的論文'新型非號(hào)筒式單元'，詳細(xì)介紹了直接輻射式揚(yáng)聲器，利用這個(gè)理論設(shè)計(jì)的售價(jià)為250美元的Radiola 104音箱風(fēng)靡美國(guó)。

Radiola 104音箱

  在過去的五十年間，電動(dòng)式揚(yáng)聲器的基本原理沒有變化，只是改進(jìn)了設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)及零件。頻響范圍動(dòng)態(tài)范圍等方面較老產(chǎn)品有了長(zhǎng)足的發(fā)展。電動(dòng)式揚(yáng)聲器以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，音質(zhì)優(yōu)秀，成本低，動(dòng)態(tài)大已經(jīng)成為目前市場(chǎng)主流。

號(hào)筒式揚(yáng)聲器：

  號(hào)筒式揚(yáng)聲器起源于留聲機(jī)。1928年，Wente 和Thuras 生產(chǎn)了他們的高效率的號(hào)筒式揚(yáng)聲器接受器。號(hào)筒式揚(yáng)聲器的原理是振膜推動(dòng)位於號(hào)筒底部的空氣而工作，因?yàn)槁曌韬艽笏�以效率非常高，但由于�?hào)角的形狀與長(zhǎng)度都會(huì)影響音色，要重播低頻也不太容易。今天，高效率的號(hào)筒主要應(yīng)用于專業(yè)擴(kuò)聲領(lǐng)域。

帶式揚(yáng)聲器：
  在上述揚(yáng)聲器技術(shù)逐漸成型期間，人們開始明白了理想的換能器應(yīng)當(dāng)使用可以通過電流的薄片振動(dòng)膜，大家開始構(gòu)思帶式揚(yáng)聲器。

第一個(gè)帶式揚(yáng)聲器專利

  1923年1月，Siemens Halske的Schottky和Gerlach申請(qǐng)了第一個(gè)帶式揚(yáng)聲器專利。它將一個(gè)水平波浪型純鋁簿膜安裝在磁體兩極之間，波浪形純鋁膜可以降低縱向硬度，降低了諧振頻率。

  1931年，Olson 和 Massa 生產(chǎn)了帶式麥克風(fēng)。
  帶式揚(yáng)聲器主要應(yīng)用于中高頻段，由于其頻響曲線平直，高頻上限極高，有著非常好的瞬態(tài)效果，因此可以方便的形成線性聲源。
  雖然人類電聲的歷史是如此曲折復(fù)雜，但如今確實(shí)涌現(xiàn)出非常多的優(yōu)秀創(chuàng)新型電聲揚(yáng)聲器，而事實(shí)上，這些創(chuàng)新的揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)讓很多上世紀(jì)最好的電聲科學(xué)家絞盡腦汁。

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