第一节部品材料的认识鼓纸

扬声器的一般介绍

（七）鼓纸（CONE PAPER）

1、鼓纸鼓纸又叫振动板、锥盆，它是扬声器的主要零件之一。对SPK的性能和音质有决

定性的影响，极端说来没有好的鼓纸就做不成好的喇叭，足见其重要性。

①鼓纸的形状

Ⅰ）断面形状

鼓纸的断面形状大致可分图1-15所示的A、B、C三种

图1-15

A、反抛物线形（Paracurved）

B、直线形（Straight）

C、抛物线形（Parabolic）

A是一般形状，各形状性能之不同点，厥在其周波数特性，所在之高音再生界限周波数带域（高音共振周波数）和指向特性。此系依据鼓纸锥体之半顶角图1-16（即颈部的开角）来决定。至于高音共振周波数，如下列公式之所示，顶角越小越能发挥高周波数特性，故A、B、C、三种形状比较，则A比C有利，B则介于两者之间。图1-16

Mc：振动板θ的质量θ：半顶角

Sn：振动机颈部的机械抵抗

Mv：音圈的质量

E：振动析的扬克系数

tc：振动板颈部的厚度

fh：高音共振周波数

其次是振动板指向性，振动板是整体作相同的运动（即鼓纸在振动时的前后运动，也叫做活塞运动—Poston Motion），而且在其运动围几乎没有多大差别，但是振动板的中心部分和周边部分却有不同之处，而产生一种叫做分割运动的现象，而且在高音域的分割振动，它的特点是顶角越大，其指向性也越高。

由上特点来看，A形的振动板高音共振周波数高，故适用于单一型振动之全音域用，C形振动板适用于低音再生之用，又因其深度较深，故用为复合型SPK音喇叭，这种复

合型SPK，通常是把高音SPK或中音SPK放在低音SPK侧空间之，所以深度越大越好利用了。

至于介于A、C中间的B通常适用于中、小型SPK（中音域、全音域）之用。一般说来在设计或选用振动板时，必须依据其性能上的需求，来决定它的深底（亦称高）、颈部直径、外颈及顶角；但顶角大时深度必然较浅，多适用于低音喇叭形状。

Ⅱ）平面的形状

振动板的平面来看，最多是圆形振动板，以立体来看则是圆锥形（Cone）故叫Cone Paper。最初期扬声器，几乎只有圆形一种，其后由于电视、袖珍晶体管收音机、汽车音响等需要，为了配合设计才有椭圆形等其它变形的设计出现，甚至有长方形及超薄形喇叭，就性能来说，椭圆形的确不如圆形，其失真率也比圆形的大了不少，因此HiFi用的扬声器几乎没有不是圆形的。

Ⅲ）波纹（Corruhation）

从振动板的颈部到边缘的凸缘之间的斜面上，有若干凸起和凹下的环形纹横向其间，这些环形纹就叫波纹，通常与振动板呈同心圆与同心椭圆的形态，以放射状的方向，一圈一圈的平行于振动板的斜面上。波纹有如下图的各种形状。

波纹的目的在于缓和振动板因分割振动而在高音共振带域所造成的峰谷面，而使频率响应特性变得较为平坦，同时也能增加振动板的强度。

分割运动是因振动板各部分的个别运动，而发自各个部分的声音，相互辐射干预，由于相对的相位不同而产生高或低的频率响应。这种状态因周波数而变化，所以产生高音域特性所在的峰谷状。但是增加波纹可以产生机械的顺从作用，适当的控制共振状态，减低峰谷面的差距，同时也对振动物发生补强的作用及减少分割振动。

Ⅳ）振动板的材料

振动板的材料大致可分为纸（纸浆、纤维）、树脂（聚脂系、酚树脂系）、金属板三种。现在扬声器用振动板以纸制造占多数，但角型扬声器，则多使用金属板或树脂系产品来做振动板，用以配合实际需要了。

CLOTH

RUBBER

振动板以纸质最多，所谓纸也不是单纯的一种纸浆（Pulp）而已，而是把几

种适合扬声器特性的纸浆和其它纤维混合打浆抄纸形成。纸的原材料是以材物纤维为主，应乎所需加上毛性的动物纤维，乃至炭等化学纤维合，成纤维以及无机纤维等在。因振动板必须配合音响性能及各种不同的用途与特性，因此要求于振动板的条件亦不一而足。譬如HiFi所需的条件，要求质量要轻，坚韧并有适当弹性，且就其物理的条件比较，其性能如下

a、质量要轻，可以提高效率，过渡特性良好。

b、扬克系数（Young’s Modulus）要大，可以扩展频宽，过渡特性良好，

高音域亦得扩展。

c、部空余要适当，（日文又叫部损失—）：可以抑制分割运动，籍以减低高音共

振的峰谷面，使周波数特性平坦，过渡特性良好。

要想完全满足上列的各种条件，实在是一件困难的事，因此必须研究各种材料的适当配合，而且振动板从颈部到edge的斜面部分，也要求不同的厚度，乃至抄纸后涂抹补强高音或降低fo的制动剂，另外在制造振动板的方法上，也要考虑要求条件来决定。

Ⅴ）振动板的热压成型及干燥方法：

虽然各厂商有其各种不同的方法，但原则上代表性的方法有以下三种：

a、冲压振动板（Press Cone）又分为湿式冲压（Wet Prwss）和干式冲压（Dry

Press），湿式冲压：它是抄纸后，把经过某种程度脱水后的鼓纸（仍然含有相当的水份）放在加热的模上，经冲压制成形的同时，已经完会干燥脱水。干式冲压这种方法与湿式冲压相对的抄纸后立即脱水，把抄纸型各别放进干燥机加以干燥，然后再进行冲压工程之前再稍予喷湿放进冲床冲压成型。

b、非冲压振动板（Non Press Cone）

所谓冲压振动板就是不经冲压的制作方法，所制成的振动板，它是抄脱水后连同抄纸模一并放入干燥机干燥成型，可以做成有厚度的鼓纸，是HiFi用的高级鼓纸，它的特征除具有厚度感外，在鼓纸背面有放射状的凸起的细小波纹，也有把这种叫松压振动板。

c、半冲压振动板（Semi Press Cone）

所谓半冲压制法是在冲压成型时，在金属模的上模上垫上毡片、布片或橡胶垫片等物，使振动板不直接和模具接触，这种作法不仅冲压面细致美观，并且可获得各部分必要的厚度。也有把这种叫半松压振动板。

非冲压及半冲压都是制造大口径高级鼓纸的作法，一般则多用湿式冲压作法。

Ⅵ）振动板的凸缘（edge）

振动板的凸弧（edge）就是振动板的边缘部分，和振动板是一体，但在边缘

部分有波纹的曲折状态。见图1-18所示，它分做固定边（亦称纸边Fixed edge）和贴边（亦称布边Free edge）两种。

凸缘的作用有二：

1、支持振动板在一定的位置，有其支持的作用。

2、音圈导电产生振动时，凸缘可以形成振动板的直线运动，兼具保持弹性的缓

冲作用。特别是（Free edge）使振动系能耐较大的振辐，并可降低低音谐振fo，故HiFi两者存在着异同之处。

定边是振动板在抄纸工程的同时制成振动板的边缘部分，并与振动板连成一体，音圈导电以后带动振动板，由于凸缘的支持的作用，保持振动板的直线运动，兼可保持适当的弹性，故凸缘部分厚度也比振动板本身薄了许多，并且形成波形或圆弧的形状。通常在凸缘上涂抹制动剂（不干胶之类如AD-303AN等），籍以防止中音谷的出现，而使得中音域变得平坦。

中音谷即振动板从低音域到中音域的某一频率时，大致都呈一体的前后运动，但是到达中音域的某一频率时，振动板的凸缘会产生与本体逆向的运动（即反共振现象），因而音压降低，在频率响应特性曲线上出现山谷，而且反共振的程度越大，谷幅就越宽，谷底也越深。故在凸缘上涂以适当份量的制动剂，籍以抑制反共振，从而减少中音谷的幅度及深度。其次，凸缘部分所占的面积和斜面部分的面积比大时，它的好外是振幅充分，对输入功率的直线性良好，但是更易形成反共振，也使中音谷的深度和幅度增加，同时振动板的有效振动半径小，效率低减。因此怎样去找出凸缘部分所占面积的最适当的值，就必须从不断的实践中求得了。这种情形对贴边的振动也是一样。

a．动板的凸缘部分与锥体部分不同为一整体，而是需经再加工贴合而成，几乎所有HiFi圆锥形扬声器，都用贴边振动板来制造，它和纸边振动板

扬声器比较优点如下：

b．输入电力，贴边振动板能保持更好的直线运动，比纸边振动板的振幅大，但失真率却低。

c．对振动板的支持力更具弹性，并可降低低音谐振fo，而使低音再生界限周波数降低，更可减少喇叭所需的体积。

d．可以减少来自凸缘部分的反射音波，而使周波数特性所在之峰、谷面变得平坦，从而获得更平坦的周波数特性。

贴边所使用的材料一般有布、不织布、橡胶泡棉、pu等。不但易于成形，而且可因材料之不同，获取所需要的适当弹性及减轻其重量，更无需象纸边那样再涂制剂的麻烦了。

总之，开发设计扬声器时，鼓纸的选择与设计是难关，它对音质及特性有着决定性的影响，故平时多多实践摸索、积累经验。