揚聲器振膜材質分類及對音質的影響

揚聲器所選用的振膜材料在很大程度上決定了其音質的表現(xiàn)取向，縱觀汽車音響揚聲器，其振膜材料最為常見的就是以下四種?，F(xiàn)在就詳細介紹這四種材質的特點以及其對揚聲器音質的影響。

紙盆：是最古老的材質。簡單的說，把紙漿懸浮液流入事先設計好的盆型網狀模子上，紙漿便沉積其上，將沉積至適當厚度的紙漿抄出，再行干燥等后續(xù)加工處理，便成了一個紙盆振膜。而其中紙漿的成份，如纖維的種類、長短，及填料成份，和抄紙的制作過程及后段處理方式（如風干或熱壓等），都會影響最后成品的特性，也直接影響到發(fā)聲特性。一般來說，紙盆的聲音特性為平順自然，明快清晰。因為內含無數(shù)的纖維相互交織，因此在其中傳遞的能量可以很快被吸收掉，形成很好的阻尼，因此在發(fā)聲頻域的高端造成的盆分裂共振不明顯，滾降的截止帶也就很平順。這可說是一種很好的特性，因為這樣就可以用很簡單的分音器，不需額外的剪裁，系統(tǒng)的整合也就很健康。另外，紙盆的剛性頗佳，對于瞬時反應和聽感的細節(jié)表現(xiàn)有很好的成績。再者，若設計和制作得當，紙盆可以做得很輕，比最輕的塑料振膜還輕15％以上。雖比起最新的高科技合成纖維材料，紙質還是稍重了點，但其實相差不大，因此發(fā)聲效率高。紙盆可能的弱點是其特性會隨環(huán)境濕度而變化，因紙吸收了濕氣后其密度會變高（變重）、剛性會變差（變軟），所以發(fā)聲的特性也會受影響。近年來生產的紙盆單體，有一大部分便在這方面有各種改善的方式，使紙盆的特性可以更加穩(wěn)定。常見的有表面涂膜，或是在紙質配方上作文章。

復合塑料：這里說的塑料振膜，是指用塑料射出成型或其它方式做出的一體成型錐盆，最常用的材質應屬聚丙烯（Polypropylene，簡稱 PP）。多數(shù)高分子聚合物的物理特性便是韌性特強，因為分子結構巨大且排列不規(guī)則，所以機械能在其中傳遞時會很快的被吸收消耗，阻尼特性很好。這項優(yōu)點和紙盆類似，就是高端的滑落很平順，除了聽感上柔順自然外，能夠使用低階、簡單的分音器也是一項利多。然而，相較于其它振膜材質，PP的剛性不甚佳，質量也較重。PP材質較弱的剛性造成了高速微動作時（高頻段工作時），音圈發(fā)出的動能無法完全且一致的傳達到整個振膜，也就是發(fā)生了”盆分裂現(xiàn)象”。雖然有良好的阻尼止住了盆分裂共振，但畢竟已無法作完美的活塞運動，失真率相對提高，聽感上便是柔順有余，解析力及動態(tài)卻不足，有些以6寸PP振膜中低音單體為基礎的二音路喇叭，會在中音到中高音域容易出現(xiàn)遲緩呆滯的癥狀，病因便在此。若在低音部份不要太貪心，選用較小口徑的單體，便可在某種程度上減輕這樣的問題。另一方面雖不像紙盆那樣有吸水氣的問題，但PP振膜會有隨溫度改變特性的傾向。更積極的作法是對這種材質加以改良，也就是以PP為基礎，再混入一些添加物，以加強其剛性，使得制作出來的單體在動態(tài)、失真率、細節(jié)表現(xiàn)，和發(fā)聲效率上都有不同程度的進步。如Dynaudio和Infinity/Genesis都有采用此類處理的單體，雖然混入的添加物和制作方式不盡相同，但成效都頗明顯。

金屬振膜：剛性較弱會導致動態(tài)和解析力的缺失，利用高剛性的金屬材質來制作振膜，會得到很好的效果。一般用于直接發(fā)聲的中音或低音單體所用的金屬材質，鋁金屬或其合金產物為最多，最大的優(yōu)勢便是剛性很強，在一定范圍的工作條件下不會變形，其結果便是很低的失真和很好的細節(jié)解析力。但是剛性強的另一面便是內損低，能量不會被振膜材質本身吸收，所以發(fā)生盆分裂時會有很明顯的共振峰出現(xiàn)在頻率響應的高端，若不妥善處理，就很容易出現(xiàn)金屬聲。所謂妥善處理，首先可以在分音器的設計上盡可能將此共振峰壓制，也就是把共振峰安排在濾波的截止帶或以外，讓進入單體的訊號不要含有會激起高頻共振的頻率，于是共振峰便會被分音器所隱藏起來，我們就不會聽到金屬聲了。為達此目的，通常必須要采用至少二階以上的分頻斜率，才能有效濾除；若用一階，斜率太緩，不足以有效壓制。若再把分頻點往低端移動，又會犧牲掉可用的頻寬，這樣的作法不太健康。因此，高階分頻和慎選分頻點是采用金屬振膜單體所必須特別注意的?；蛘呒訌娬衲さ淖枘幔喝缛髦螉A層結構、涂布阻尼物等方式。除了高頻共振不好對付之外，振膜重量是另一項不利因素?，F(xiàn)在市面上有鈦金屬盆的單元，振膜的質量得到了有效的控制。所以，金屬盆的中音或低音單體雖可在強勁驅動下表現(xiàn)出色的動態(tài)，但整體的發(fā)聲效率事實上還是偏低，一般需要較大的功率來伺候。

合成纖維材質：在硼碳纖維及蜂巢式三明治結構應用于戰(zhàn)斗機上獲致極佳成效的多年以后，有人將這類的材料用在音響上。既然是航空級的材料，當然就兼具了質輕和高強度的雙重優(yōu)點，可以做到比紙還輕，剛性比金屬還強，而且強度不只超過鋁很多，甚至還高過鋼鐵，用來制作喇叭單體的振膜是再理想不過了！所以各家制造Kevlar或碳纖維單體的廠家，無不用力的標榜其高剛性、低質量、還有高阻尼的特性。前二項優(yōu)點是成立的，但自身阻尼這一項則要視條件而定，并不一定就比較好。若沒有妥善處理，這類高剛性的人造纖維會和金屬盆面臨類似的問題，也就是高頻盆分裂共振。雖不至于像金屬振膜那么嚴重，但這個盆分裂共振的確存在，也輕易地達到擾人的程度。在沒有妥善處理之下，聽感上容易造成硬質的中頻上段和高頻下段，更厲害些便開始刺耳了。在加強阻尼處理（如三明治夾層或涂膜等），加上適當分頻的條件下，這類單體就能夠展現(xiàn)非常好的細節(jié)解析力、停動自如的瞬時響應、極佳的大動態(tài)及微動態(tài)，而且這些好表現(xiàn)只需一點點的功率。如Focal的K2系列單元，采用Kevlar及聚合物發(fā)泡三明治夾層振膜加乳膠涂布。在較常見的Carbon和Kevlar Fiber單體制品以外，另有一種特殊的人造纖維振膜在數(shù)年前問世─HAD（High Definition Aerogel），由Audax所推出，使用亞克力聚合物凝膠和多種合成纖維（包括Carbon及Kevlar）所制成，特性表現(xiàn)極佳，由測量上可看出非常好的瞬時響應，失真極低，同時又能得到平滑的高頻滑落特性，完全沒有出現(xiàn)高頻共振峰，目前的制成品雖在發(fā)聲效率上不如紙盆或Kevlar，但應該是磁路系統(tǒng)的設計企圖心造成的差別，而其它項目的實力確也不容小覦。

其它材料：除了上述的四大類材質外，其它還有很多質輕強度佳的材質皆可制成喇叭振膜，如玻璃纖維、賽璐絡纖維、石墨纖維、電木、絲質纖維、發(fā)泡聚苯乙烯、各種發(fā)泡塑料，以及真空燒結精密陶瓷……等，其中許多材料都大有可為，有些適于做高音，有些適于做中音，有些適于做低音，有些高中低音皆宜，各擅勝場。