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談談靜電式揚聲器

來源:中國數字音視網        編輯:數字音視工程    2009-07-24 10:36:41     加入收藏    咨詢

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談談靜電式揚聲器

  提到揚聲器,常見的錐形揚聲器可能是最為人熟悉不過了。但大家認識一種叫靜電式揚聲器嗎?靜電式揚聲器對于音響發燒友來說一點也不陌生。由于靜電式揚聲器在高頻上表現特別好,發燒友靜電式揚聲器更是有這樣一翻評論:“小提琴、三角鐵等纖細而優雅的聲音反應得韻味十足清麗透明,對于小號、短笛等尖顫而嘹亮的音色剛表現十分得體,是別的揚聲器無法達到的音質享受。”??類似這類對靜電式揚聲器音質表現的評論的確不少。但提及技術的文章卻是少之又少,弄得很多朋友更是似懂非懂地“傳授”出去,所以筆今天在這里主要為大家談談靜電式揚聲器不認識的朋友和不了解的朋友就一定要看看下文了。

  靜電式揚聲器(Electrostatic loudspeaker,簡稱為ESL)又名電容式揚聲器。靜電式揚聲器早在20世紀20年代就產生了,而第一個商品化的靜電式揚聲器卻是在上20世紀50年代中期,由英國公司QUAD推出的。在70年代期間,如RTR、SAE、Crown、ESS和Infinity等品牌均己開發靜電式揚聲器。但是由于價格昂貴,以及技術難度的關系,所以一直也不能普及。我們看到的也只是在高檔的揚聲器系統中才會應用。并非某些人所說的近年出現的生產品。而在國內的武漢市順泰電子有限公司在上世紀的90代已經研制出靜電揚聲器及系統,填補了國內靜電揚聲器產業的空白。所以不認識靜電式揚聲器的朋友可不以為這是什么新東東啊。而且原理也不是太復雜,只是結構和工藝上的難度導致這種揚聲器難以普及。筆馬上就談談靜電式揚聲器的原理。

  靜電式揚聲器是由一個振膜和一個固定的電極組成一個平板式電容器(見圖2),利用加在電容器極板上的靜電力進行工作。這種揚聲器工作時需要在它兩個電極接上一組直流電源,使電極極化,產生一個靜電場。當有音頻信號電流輸入時,整個平面振膜在音頻信號電流的驅動下振動發聲。由于這種揚聲器工作時產生的靜電場均勻地分布在整個振膜上,振膜的振動方向始終保持一致,不會產生分割振動,這種揚聲器的瞬態特性和失真指標都遠遠超過了傳統的電動式揚聲器。而且靜電式揚聲頻響檢測達到38Hz-30kHz,器理論失真僅為0.02%,目前已經能夠做到0.5%(傳統揚聲器為5%)以下。靜電揚式聲器早就是國際Hi-Fi領域公認的發燒器材,其振動系統是單一的振膜,振膜的質量也非常輕(僅為空氣質量的1/10),瞬態反應好,對音樂的再現是非常有利的。

  而靜電式揚聲器一般是采用一片很薄的聚酯質振膜,而有看上去透明的振膜上卻帶著幾千伏的正靜電荷,好像著名的馬田盧根 (Martin Logan)的靜電式揚聲器的振膜表面上就帶有2500至3500伏的正靜電電荷,而一般的靜電揚聲器的振膜所帶的正電電荷大約是5000伏左右。而這個正電荷是從何而來的呢?這個正電荷是由于振膜與高壓直流供電器連接所得到的。而且還有一只變壓器連接著極板之間,它把功放輸出的音樂信號轉為強度相等而極性相反的高壓電信號。通過極板之后使帶高壓正電荷的振膜所產生的電場效應從而形成推挽動作。所以與動圈式的揚聲器相比,采用靜電式原理的失真要小得多,并可免受熱壓影響。

  但靜電式揚聲器也有一有定的缺點:由于靜電式揚聲器的靈敏度不高(單位表面內計算),所以為了增在揚聲器的所需要到達的聲壓,其唯一有辦法就只增大揚聲器的表面積,所以靜電式揚聲器的體積要做得很大; 另外的就是由于固定電極的相隔的距離很近的關系,振膜的振動幅度不能過大,導致發出的聲功率受到了限制,一般的靜電式揚聲器為了補償低頻大功率發聲的需要,都會在下面裝上傳統的錐形揚聲器。

  靜電式揚聲器有著很多傳統錐形揚聲器的不達到的確良參數指標和優點,雖然現在的靜電式揚聲器已經不少,但由于價格的問題和技術難度的問題,要真正做出一對音質好而能達到市民所能消費得起不是易事。所以靜電式揚聲器普及起來需要一段漫長的路,或只能在發燒友中流傳下去了。

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