動圈式喇叭基本介紹 @ 蕭尼克的Audio Sharing

　　動圈式喇叭（Dynamic Speaker），是現今揚聲器的主流，我猜應該佔了９０％以上這麼高吧。本篇的讀者必須具備有國小電磁鐵的概念，與國高中電磁公式的記憶，不過沒關係，就一個公式而已，淺顯易懂。

　　下圖是從網路上找到最清楚的爆炸圖（Exploded Drawing），重點在於喇叭裡面有一個永久磁鐵（請勿將任何對磁場敏感物品如手錶等等靠近喇叭哦！）與線圈（Coil）。線圈垂直放置於永久磁場中，當正負端接上於擴大機，有了電流，就會產生電流磁效應讓線圈往上或下移動，此時因為振膜（Diaphragm）與線圈是黏合在一起的，故線圈的移動造就了振膜的移動，振膜的往復運動就形成了聲音。這樣子的過程，由電，磁，轉成機械能產生了聲音，就是喇叭學名電聲換能器的由來。

圖一。喇叭爆炸圖（取自Ｔ客邦）

圖二。喇叭剖面圖

　　接下來我們來說說怎樣的喇叭特性是一個好的喇叭。一樣我們看到下圖是線圈通電與磁場切割的示意圖。
　　有一個重要的電流磁效應的公式叫做，力＝電流（ｉ）＊磁場有效切割之長度（Ｌ）＊磁場強度（Ｂ）。聰明的你舉一反三肯定想到線圈在磁場中的往復運動造成的力是不一樣的，打個比方，當我們給喇叭一個正弦波形，當電壓在最高點時會有最大電流，此時線圈受力的影響會移動到最遠處，但這時候線圈與永久磁場有效切割面積與線圈在電壓０（位移０原點處）是不一樣的，因此在喇叭製造上，有一個很重要的參數叫做ＢＬ參數（下圖）。下圖橫軸Ｘ表示振膜位移（Displacement），縱軸表示ＢＬ量，也就是線圈在原點處的ＢＬ是最大值，這時候給一定電流產生的力最大。工程師的目的是要將紅色線盡量做成像綠線一樣的平坦，如此一來才能保證線圈在一定位移範圍（Excursion）內的ＢＬ值是一致的，進而產生出不失真的聲音～

圖三。電流磁效應

　　除了線圈與磁鐵外，要能完美振動推送空氣就需要個好振膜設計。我們在網路上尋找振膜設計可以找到很多解說，但這邊我想要用自己的說法再表達一次，希望可以提供些不一樣的細節。

　　如第一段所述，線圈用膠固定於振膜上，前後推動像是活塞那樣。因此重點有兩個，一是中心的振動板（Cone & Cap）要堅硬，二是週圍的懸邊與彈簧（Suspension or edge & Spider）。其中，應用於手機或筆電等等的微形喇叭因為尺寸輕小，所以沒有、也不需要spider的存在。中心的振動板因為是推送空氣的接觸面，故須十分堅硬，而且在微觀角度上，高頻會有分裂模態，此時我們肉眼見到的振膜就不會是一個堅硬表面，而是像有高有低的丘陵那樣，為了避免高頻分裂模態內耗抵消高頻能量，振動板的材質選取與組成是相當重要的。懸邊則提供振動所需的彈力，所以它必須要柔軟，不過太軟也不行，畢竟它還需要支撐整個振膜的重量與確保振動行程不會像脫疆的野馬（關於喇叭的不良分析會另外再開一篇解說）。簡單說，振動板的堅硬程度會影響高頻，而懸邊等彈力結構會影響低頻。