浅谈影响扬声器f0的因素

2024年3月10日发(作者：日产轩逸汽车报价及图片)

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浅谈影响扬声器f0的因素

作者：刘涛

来源：《科学与财富》2014年第10期

摘 要：本文详细分析了影响扬声器fo的一些重要因素，以理论结合实际深入潜出进行论

证，得出fo与设计、制造环节密切关联之结论。

关键词：谐振频率 顺性 附加质量 最低共振频率fo

引言

随着国民生活水平的提高，大家对高品质音乐的追求成为时尚，尤其是欧美地区对疯狂

DJ的青睐，促使电声行业得到迅速发展。音响系统能否完美重放，其实质是对扬声器提出的

挑战性要求，尤其重低音效果，它是衡量扬声器的最重要指标，其声学参数就是我们常说的

fo，故本文主要是谈影响fo 的因素。另外，针对我国，在这个新兴的扬声器行业中，虽然有

不少关于f0的资料介绍，但大都因其理论简单、不够详尽且缺乏系统性，而且关于制造环节

和架构设计方面几乎没有涉及到，因此，这是作者写这篇论文的意义所在。

根据扬声器的最低共振频率fo公式fo=（1/2π）（MmsCms）-1/2可知：其值大小与扬声

器振动系统的等效顺性Cms及等效质量Mms成反比，等效顺性及等效质量越大，则谐振频率

低；反之则其谐振频率越高。那么除此直接部件：振膜、防尘盖、音圈、中心胶水这些重要因

素以及折环、定心支片的顺性外，还有没有可以影响到fo的因素呢？ 请看下面的分析论证：

1、扬声器口径对fo的影响

分析：振动系统等效质量由振动系统各部分的自身质量加上振动时产生的空气附加质量构

成，附加质量是因为扬声器振动时，振膜推动了周围的空气一起振动，于是使得振动系统的质

量变“重”了。根据公式Mmr=2.67ρa3（ρ为空气密度，a为振膜半径），因此要想使扬声器的

fo较低，则扬声器的口径要尽可能大，因为口径与附加空气质量成正比（列表1所示），口径

越大，fo越低。

列表1 扬声器口径和附加质量的关系（安装在无限大障板上，单边）

论证：笔者用Ф25mm-4Ω的音圈、磁铁80*32*12t-Y30、T铁及导磁上板75*4.0t-

Ф25mm、定心支片是CW-30#变位为0.8mm/50g，然后分别采用口径为220mm、250mm、

300mm全纸振膜fo=70Hz，且重量相同（5.0g）。同时对三种样品进行试作，然后测得的阻抗

曲线（如图11所示），其结果为200mm-105Hz、250mm-89Hz、300mm-80Hz。可见在同样

Mms、Cms的情况下，振膜的面积越大，其fo也就越低。

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2、一体式振膜的杨氏模量对扬声器fo的影响

分析：一般来说，一体式振膜（如全纸、微形扬声器、高音域扬声器及耳机用PEN

等），不管采用什么方法进行抄纸成型或PEN类的热压或吸塑成型，虽然有时可以在工艺上

改进让折环部分薄一些，但是整体的材料特性是不变的。所以当本身的杨氏模量大的原材料，

其成型后的任何部位比原材料杨氏模量小的成型后要大。因此等效顺性与振膜的杨氏模量（刚

性）成反比，杨氏模量越大，振膜的刚性越高，所以折环的等效顺性越小，那么扬声器的fo

也就越高，反之则越低。

论证：首先我们对全纸的振膜进行证明，这里是采用300mm的全纸振膜扬声器，磁铁

135*56*14t-Y30、T铁及导磁上板127*8.0t-Ф50mm、定心支片（Nomex-22#）0.4mm/100g、音

圈Ф50mm-6Ω、防尘盖Ф97*17.5H布、全纸振膜f0=56Hz，分别用质量相同、叩解度为20°、

25°，试作结果（如图19所示）。

然后再对PEI的振膜进行证明，这里是采用77mm的全PEI振膜的高音域扬声器，磁铁

19.5*6t-N35、U铁Ф21.85*3t、及导磁上板Ф20*3.0t、定心支片（Conex-20#）0.1mm/100g、

Kapton音圈Ф20mm-8Ω、防尘盖PETФ24**5.5h、全PEI振膜厚度分别为0.1mm 、0.125mm，

试作结果（如图20所示）。

3、定心支片上加锦丝线的间距、幅度、布胶对扬声器fo的影响

分析：定心支片在生产中，就是靠含浸液的比重来控制它的硬度的。浸液是由甲醇、离型

剂、苯酚或酚醛树脂混合而成，比重越大，则其含树脂越多，浸到布料里面的也就越多，成型

后定心支片的硬度越大；反之则越小，即顺性越大。所以绑定锦丝线在上面、缝线位置布胶、

锦丝线高（弧）度过小都会造成其顺性变小，从而导致扬声器的fo偏高，另外高度过小还会

造成振幅不足。

论证：在设计锦丝线加在定心片上时，一定要保证有足够的固线间的距离和高度，不要间

隔太近及高度太小（如图21所示）。缝线固定点的胶水要用柔软胶（即在干燥后还是呈软性

的），并且胶量不宜过大（如图22所示）

推论：根据上面的分析可以推出，同样在制造过程中应注意不要让胶水沾在振膜折环上

（特别是内侧，不易发现）以及定心支片的波纹里（如图23所示），下面是以70mm的全音

域扬声器为例试作，首先是折环内部溢胶靠上缘，然后是中心部位的胶水溢到定心支片的第一

个波谷里边；由图上可以看出定心支片的有效振动尺寸（实际Ф33.5-Ф18.4）较小，这时的溢

胶要比折环上溢胶的影响大（如图24所示）。这些不仅会造成上述情况，而且毫无疑问的还

会影响其它参数变化。

结束语

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通过以上的分析及大量实验结果，大家对fo可能有了进一步认识，也对我们的设计和制

造提出了更严格的要求和作业标准。因fo在扬声器的开发和制造中是需要重点考虑和保证的

参数，如何让我们的扬声器fo以及其它叁数在最恶劣的条件下受到最小的影响，是电声行业

人士的一个持续不断探究的课题。■

参考文献

1、杜功焕 朱哲民 龚秀芬 主编 《声学基础》 2001年3月 南京大学出版

2、于玲 主编 《新编扬声器优化设计与生产装配工艺与检测维修技术标准》2006年9月

第一版 中国科技文化出版社