Pioneer公司在一九七四年和日本Kureha化工公司聯合研究發展成功一種高分子聚合薄膜(high molecular polymer)其化學名稱為Polyfluoride vinyliden PVF₂),應用在耳機、高音喇叭、麥克風中,以代替傳統式的設計。
該聚合體發聲的原理乃基於壓電效應(Piezoelectric effect),所謂壓電效應即是某種材質,當其通以電壓後,其在垂直方向則產生振動,反之,當加以振動時,亦會在垂直方向產生電壓。如圖一
過去所用的材料多為Rochelle salt quartz (SiO₂) Barium(Ba) titanate, 可是其質地堅硬,順向性亦不佳,高分子聚合薄膜製成後,其壓電效應非常的優異。然由圖一,我們知道其振動方向乃是向兩旁伸展,為了使之能作上下振動,於是乃將其兩旁固定,如圖二,自然將作上下振動,這也就是今日Pioneer高分子聚合薄膜產品的基本製作原理。如圖三
這種產品在製作揚聲器時,除了不需要磁鐵,線圈(因其發聲的過程並不是經電→磁→振動→聲,而是直接由電→振動→聲)外,它更有以下幾個優點:
1.材質不堅硬,非常柔軟,順向性特佳,因此,用在聲音的傳播上可以減少失真。
2.甚至於極小的電流通過,它也將產生極大的振動(反之亦然),傳統式的材質則須極大的電壓訊號,故此高分子薄膜靈敏度高,對外來訊號接受的能力也較強。
3.頻帶較寬: 由於其靈敏度高,順向性特別優異,其頻率響應也較一般壓電物質(Piezoelectric matter)平滑,寬廣。
4.容易大量製造: 根據Pioneer的資料,該聚合物可用普通剪刀切割,並且可隨意用強力膠予以黏合,在任何地方,為何質料(甚至是窗簾上)只要您能動動手,它們皆有可能成為您的喇叭。由於其原理簡易,因此很容易大量生產,產生的誤差也會相對的減低。
5.操作簡單: 沒有磁鐵,音圈的揚聲器,只是一片薄膜(當然其大小,其張度須作精密考慮),操作上當然簡易多了。
由此,我們可以相信,未來我們所接觸的,將是一片薄薄的,高效率的,沒有啥複雜機械構造,而其更將Hi-Fi的揚聲系統。
轉載音響技術第3期 MAR. 1976 音響新知/壓電效應在發聲單元上的運用/音 技
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