手機耳機喇叭的發展歷史

Category:     Time:2015/12/8 10:07:32     點擊:次 Source:

 早在1877年,德國西門子公司的Erenst Verner就根據佛萊明左手定律,獲得動圈式喇叭的專利。1898年,英國 Oliver Lodge爵士進一步依照電話傳聲筒的原理發明了錐盆喇叭,與我們所熟悉的現代喇叭十分類似。不過這個發明卻無法運用,因為直到1906Lee De Forest才發明了三極真空管,而制成可用的擴大機又是好幾年以后的事,所以錐盆喇叭要到1930年代才逐漸普及起來。另一個原因是1921年以電氣方式錄制的新唱片問世了,它比傳統機械式刻制的唱片有更好的動態范圍(最大到30dB),逼得人們不得不設法改良喇叭特性以為配合。1923年,貝爾實驗室決定要發展完善的音樂再生系統,包括新式的唱機與喇叭,立體聲錄音與MC唱頭、立體聲刻片方式等,就在這波行動中被發明出來。研發喇叭的重責大任,落在CW RiceEW. Kellogg兩位工程師身上。他們所使用的設備都是當時人前所未見的,包括一臺200瓦的真空管擴大機、許多貝爾實驗室自己完成的錄音,以歷年來貝爾實驗室發展出來的各種喇叭 - 像是Lodge的錐盆喇叭雛形、用振膜瓣控制壓縮氣流的壓縮空氣喇叭、電暈放電式喇叭(今天叫電離子驅動器),以及靜電喇叭。

沒多久RiceKellogg從眾多樣式中挑選出兩種設計 - 錐盆式與靜電式,這一個決定使喇叭發展方向從此一分而二:傳統式與創新式。動圈式喇叭動圈式喇叭是從舌簧喇叭的基礎演變而來,在環狀磁鐵中間有一個圓筒型線圈,線圈前端直接固定紙盆或振膜上,但線圈中通過音頻電流,磁場受到變化,線圈就會前后移動而牽動紙盆發聲。動圈式喇叭問世之初由于永久磁鐵強度難以配合,手機耳機喇叭所以多采用電磁式設計,在磁鐵中另外纏繞一個線圈來產生磁場,這種設計曾流行廿年之久。但電磁喇叭有它的問題,比如通過電磁線圈的直流脈沖容易產生60Hz120Hz的交流聲干擾;而電磁線圈的電流強度隨音頻訊號而變動,造成新的不穩定因素。

1930年代經濟大蕭條期間,愛迪生留聲機公司倒閉了,其它人也好不到哪去,需要擴大機驅動的喇叭因此推廣不順,老Victorla留聲機直到二次世界大戰前都還很流行。二次戰后經濟起飛,各種新型音響配件成為搶手貨,錐盆式喇叭再度受到嚴重考驗。這段時間由于強力合金磁鐵開發成功,動圈式喇叭由電磁式全部變成永久磁鐵式,過去的缺點一掃而空(常用的除了天然磁鐵鈷以外,還有AlnicoFerrite磁鐵,除了磁通密度外,天然磁鐵的各種特性都較優越,近年來高級喇叭則采用釹磁鐵)。為配合LP的問世,以及Hi-Fi系統的進展,錐盆喇叭于是在紙盆材料上尋求改革。常見的像是以較厚重材料制造低音單體,輕而硬的振膜當高音;或者把不同大小的喇叭組裝成同軸單體;也有在高音前面加號筒變成壓縮式號角高音喇叭;甚至有將高音號筒隱藏在低音紙盆后面的設計。1965年英國的Harbeth發明了真空成型(Bextrene)塑料振膜,是材料上的一大進步,這種柔軟但阻尼系數高的產品,在KEF與一些英國喇叭上仍可見到。后來Harbeth還發明了聚丙烯振膜,這種新材料有更高的內部阻尼系數,質量更輕,目前仍被許多喇叭采用。工程師設計喇叭時變成有兩個思考方向:低音尋求音箱結構的突破;高音喇叭則進行單體的改良。所以這個時候出現的一些新設計,幾乎都是高音單體。比較成功的設計,就屬靜電喇叭了。靜電喇叭前面提到貝爾實驗室的RiceKellogg實驗喇叭,他們制造的靜電喇叭大得像扇門板,振膜由外包金箔構成(塑料還未為上市)。當真空管的光輝照耀,發亮的金色龐然大物具有催眠作用。但開始發聲后,它光彩奪目的聲音與逼真的音色,簡直讓大家嚇呆了,他們明白一個嶄新的時代已經來臨了。不過RiceKellogg在設計靜電喇叭時遇到了無法克服的問題:需要有龐大的振膜才能再生完整的低音,在技術難以突破的情況下,貝爾實驗室只得轉向錐盆喇叭發展,這一停滯使得靜電喇叭沉寂了三十年。1947年一位年輕的海軍軍官Arthur Janszen受指派發展新的聲納探測設備,而這套設備需要很準確的喇叭。Janszen發現錐盆喇叭并不線性,于是他動手試做了靜電喇叭,在塑料薄片上涂上導電漆當振膜,事后證明無論是相位或振幅表現都不同凡響。Janszen繼續研究,發現將定極板(Stator)絕緣可防止破壞作用的電弧效應。1952年,Janszen完成商業化生產的靜電高音單體,與AR的低音單體搭配,是當時音響迷夢寐以求的最佳組合。1955年,Peter Walker在英國的「無線電世界」一連發表多篇有關靜電喇叭設計的文章,他認為靜電喇叭與生俱來就有寬廣平直的響應,以及極低的失真,失真度比當時的擴大機還低得多。1956年,Peter Walker的理想在Quad ESL喇叭上實現了,它的準確性被譽為鑒聽新標準,不過仍有一些問題待克服:音量不足、阻抗負載令某些擴大機望而生畏、擴散性不足、承載功率也有限。60年代初期Janszen加入KLH公司為KLH-9的上市而努力,由于KLH-9的大尺寸化,解決了Quad ESL的問題,一直到當1968Infinity公司成立前,KLH-9靜電喇叭都是最Hi-End的產品。Janszen的成就不僅于此,在他協助下,KossAcoustechDennesen等靜電喇叭陸續問世,Janszen企業的首席設計師Roger West也自立創設了Sound Lab公司。

 

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