我们应该感谢他们,留住了最美的声音!

自从人类有了梦想,我们就一直努力着,企盼着有一天可以把那些天籁留下,藏在怀里,甚至可以将它们重复播放。这从企盼到尝试到最终如愿以偿的过程,就是人类在电与声的探索中逐渐摸索、逐步成长的过程。那么将那些天籁的声音传送到我们耳朵的喇叭是怎么发明的呢,今天我们就来长长见识!

一、静电扬声器:

为了能更好的讲述人类电声史的故事,我们从第一次把人类的声音传达到远方的“电话”开始说起。一百多年前的1876年2月14日,Alexander Graham Bell提出了历史上最重要的一份专利“电话”。该项发明让人类的声音从此可以传到 比叫喊更远的地方,人类也从此懂得了声与电的转换关系,并从此乐此不疲。

为了更好的回放记录被记录下的声音,1910年,S. G. Brown将驱动力和振膜分离,发明了’armature’ 电枢耳机。

我们应该感谢他们,留住了最美的声音!

二、平衡电枢耳机:

而在1910年,Baldwin 又发明了’balanced armature’平衡电枢耳机。电枢式耳机是在一个U型的磁铁的中间架设可移动铁片(电枢),当电流流经线圈时电枢会受磁化与磁铁产生吸斥现象,并同时带动振膜运动。这种设计成本低廉,虽然效果不佳,但在当时也是划时代的发明,该项技术多用在电话筒与小型耳机上。

在记录声音的科技方面,1917年,Wente 和Thuras设计了电容式麦克风。

到了20世纪30年代中期,根据电容式麦克风原理,静电扬声器面世。20世纪50年代初期,美国C. V. Bocciarelli 提出 ‘constant charge’恒定电荷法则。P. Walker在同一时期独立发展了相同理论,并将其应用到著名的Quad静电扬声器设计中。

静电扬式声器基本原理是库伦(Coulomb)定律,通常是以塑胶质的膜片加上铝等电感性材料真空汽化处理,两个膜片面对面摆放,当其中一片加上正电流高压时另一片就会感应出小电流,藉由彼此互相的吸引排斥作用推动空气就能发出声音。静电单体由于质量轻且振动分散小,所以静电扬声器工作于中高频段,音质轻盈细致,富有特色,很容易得到清澈透明的中高音。但是它的效率不高,声压输出低,动态小,成本较为昂贵也是其弱项。

我们应该感谢他们,留住了最美的声音!

三、电动式扬声器:

和Bell同一时期,不同的扬声器类型被提出。作为一种业余兴趣,Ernst W. Siemens (Siemens & Halske公司创始人)于1874年1月20日,申请了电动式扬声器原型专利,让带支撑系统的音圈处于磁场中,以便使振动系统保持轴向运动。当时主要用于继电器而不是扬声器领域。1877年12月14日, Siemens申请了号筒专利,在一个移动的音圈上面附着一个羊皮纸作为声音辐射器,羊皮纸可以制成指数型锥体形状,这是第一个留声机时代的号筒实型。

1898年,Oliver Lodge申请了第一个实用电动式扬声器专利,将音圈放在内外圆极板的磁隙中运动,和许多发明一样,当时这个伟大的发明太超前了。这个发明决定了现在99%的现代动圈扬声器的结构。

又过了整整25年,20世纪20年代,无线电广播出现。C. W. Rice 和 E. W. Kellogg发表了划时代的论文’新型非号筒式单元’,详细介绍了直接辐射式扬声器,利用这个理论设计的售价为250美元的Radiola 104音箱风靡美国。

在过去的五十年间,电动式扬声器的基本原理没有变化,只是改进了设计细节及零件。频响范围动态范围等方面较老产品有了长足的发展。电动式扬声器以结构简单,音质优秀,成本低,动态大已经成为目前市场主流。

我们应该感谢他们,留住了最美的声音!

四、号筒式扬声器:

号筒式扬声器起源于留声机。1928年,Wente 和Thuras 生产了他们的高效率的号筒式扬声器接受器。号筒式扬声器的原理是振膜推动位于号筒底部的空气而工作,因为声阻很大所以效率非常高,但由于号角的形状与长度都会影响音色,要重播低频也不太容易。今天,高效率的号筒主要应用于专业扩声领域。

五、带式扬声器:

在上述扬声器技术逐渐成型期间,人们开始明白了理想的换能器应当使用可以通过电流的薄片振动膜,大家开始构思带式扬声器。

1923年1月,Siemens Halske的Schottky和Gerlach申请了第一个带式扬声器专利。它将一个水平波浪型纯铝簿膜安装在磁体两极之间,波浪形纯铝膜可以降低纵向硬度,降低了谐振频率。

1931年,Olson 和 Massa 生产了带式麦克风。

带式扬声器主要应用于中高频段,由于其频响曲线平直,高频上限极高,有着非常好的瞬态效果,因此可以方便的形成线性声源。

虽然人类电声的历史是如此曲折复杂,但如今确实涌现出非常多的优秀创新型电声扬声器,而事实上,这些创新的扬声器设计让很多上世纪最好的电声科学家绞尽脑汁。

我们应该感谢他们,留住了最美的声音!

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