揚(yáng)聲器又稱“喇叭”。是一種十分常用的電聲換能器件，在發(fā)聲的電子電氣設(shè)備中都能見(jiàn)到它。揚(yáng)聲器在音響設(shè)備中是一個(gè)最薄弱的器件，而對(duì)于音響效果而言，它又是一個(gè)最重要的部件。盡管是如此簡(jiǎn)單的一個(gè)器件，它的發(fā)展也不是一蹴而就的，而是經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的研究和無(wú)數(shù)人的心血，逐步走向成熟和進(jìn)步。發(fā)明揚(yáng)聲器是為了能夠讓“原音重現(xiàn)”，不過(guò)盡管經(jīng)過(guò)了無(wú)數(shù)科學(xué)家的努力，這個(gè)目標(biāo)至今仍未完全達(dá)成，反而是不同的發(fā)聲方式，不同的制造方法與材料運(yùn)用，使得喇叭百花齊放，成為音響世界中最輝煌燦爛的一塊園地。揚(yáng)聲器分為內(nèi)置揚(yáng)聲器和外置揚(yáng)聲器。外置揚(yáng)聲器即一般所指的音箱，內(nèi)置揚(yáng)聲器是指MP4播放器具有內(nèi)置的喇叭。揚(yáng)聲器的種類很多，按其換能原理可分為電動(dòng)式（即動(dòng)圈式）、靜電式（即電容式）、電磁式（即舌簧式）、壓電式（即晶體式）等幾種。

    電動(dòng)式揚(yáng)聲器
    電動(dòng)式揚(yáng)聲器是Ernst W. Siemens (Siemens & Halske公司創(chuàng)始人)于1874年1月20日申請(qǐng)的揚(yáng)聲器原型專利。此種揚(yáng)聲器是讓帶支撐系統(tǒng)的音圈處于磁場(chǎng)中，以便使振動(dòng)系統(tǒng)保持軸向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)時(shí)主要用于繼電器而不是揚(yáng)聲器領(lǐng)域。1877年12月14日， Siemens申請(qǐng)了號(hào)筒專利，在一個(gè)移動(dòng)的音圈上面附著一個(gè)羊皮紙作為聲音輻射器，羊皮紙可以制成指數(shù)型錐體形狀，這是第一個(gè)留聲機(jī)時(shí)代的號(hào)筒實(shí)型。

　　1898年，英國(guó)Oliver Lodge爵士進(jìn)一步依照電話傳聲筒的原理發(fā)明了錐盆喇叭，與我們所熟悉的現(xiàn)代喇叭十分類似，這個(gè)發(fā)明決定了現(xiàn)在99%的現(xiàn)代動(dòng)圈揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)Lodge爵士稱為“咆哮的電話”。不過(guò)這個(gè)發(fā)明卻無(wú)法運(yùn)用，因?yàn)橹钡?906年Lee De Forest才發(fā)明了三極真空管，而制成可用的擴(kuò)大機(jī)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(lái)。

　　又過(guò)了整整25年，20世紀(jì)20年代，無(wú)線電廣播出現(xiàn)。C. W. Rice 和E. W. Kellogg發(fā)表了劃時(shí)代的論文“新型非號(hào)筒式單元”，詳細(xì)介紹了直接輻射式揚(yáng)聲器，利用這個(gè)理論設(shè)計(jì)的Radiola 104音箱風(fēng)靡美國(guó)。

　　在過(guò)去的幾十年間，電動(dòng)式揚(yáng)聲器的基本原理沒(méi)有變化，只是改進(jìn)了設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)及零件。頻響范圍動(dòng)態(tài)范圍等方面較老產(chǎn)品有了長(zhǎng)足的發(fā)展。電動(dòng)式揚(yáng)聲器以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，音質(zhì)優(yōu)秀，成本低，動(dòng)態(tài)大已經(jīng)成為目前市場(chǎng)主流。

　　靜電式揚(yáng)聲器
　　靜電揚(yáng)聲器是利用加到電容器極板上的靜電力而工作的揚(yáng)聲器，就其結(jié)構(gòu)看，因正負(fù)極相向而成電容器狀，所以又稱為電容揚(yáng)聲器。揚(yáng)聲器作為一個(gè)電聲換能器件，我們就不得不從人類懂得電與聲的轉(zhuǎn)換關(guān)系開(kāi)始說(shuō)起。早在1837 Page就開(kāi)始應(yīng)用電磁體發(fā)聲。但人類真正知道電與聲轉(zhuǎn)換的神奇是在1876年2月14日，Alexander Graham Bell提出了歷史上最重要的一份專利“電話”之后，該項(xiàng)發(fā)明讓人類的聲音從此可以傳到比叫喊更遠(yuǎn)的地方。電與聲的轉(zhuǎn)換關(guān)系從此后深入人心，研究的人也就越來(lái)越多。

貝爾

 

　　為了更好的回放記錄被記錄下的聲音，1910年，S. G. Brown將驅(qū)動(dòng)力和振膜分離，發(fā)明了armature'電樞耳機(jī)。而在1910年，Baldwin 又發(fā)明了balanced armature平衡電樞耳機(jī)。電樞式耳機(jī)是在一個(gè)U型的磁鐵的中間架設(shè)可移動(dòng)鐵片(電樞)，當(dāng)電流流經(jīng)線圈時(shí)電樞會(huì)受磁化與磁鐵產(chǎn)生吸斥現(xiàn)象，并同時(shí)帶動(dòng)振膜運(yùn)動(dòng)。1917年，Wente 和Thuras設(shè)計(jì)了電容式麥克風(fēng)。到了20世紀(jì)30年代中期，根據(jù)電容式麥克風(fēng)原理，靜電揚(yáng)聲器面世。

　　1927年3月，Lee首先獲得靜電揚(yáng)聲器的美國(guó)專利。1928年，Toulon公開(kāi)過(guò)一款圓型鋁振膜和雙圓型固定電極的靜電揚(yáng)聲器；1929年，Danman在《關(guān)于揚(yáng)聲器及其發(fā)展》的論文中，開(kāi)始靜電揚(yáng)聲器的學(xué)術(shù)討論；同年，《無(wú)線電和無(wú)線電評(píng)論》對(duì)靜電揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)作出分析；1930年，Hanna提出靜電揚(yáng)聲器的理論模型，認(rèn)為：由于穩(wěn)定靜電場(chǎng)的作用，靜電揚(yáng)聲器振膜在每單位電壓作用下所受的靜電力，是電容和負(fù)電容的相似函數(shù)；1931年，Vogt提出一種用鋁錳合金制作靜電揚(yáng)聲器振膜的結(jié)構(gòu)；同時(shí)，Meyer報(bào)告了當(dāng)時(shí)在諧振狀況下的測(cè)量結(jié)果：電磁式揚(yáng)聲器的效率為7~8％，電動(dòng)式揚(yáng)聲器的效率為l％，靜電式揚(yáng)聲器的效率為2％； Gesell分析了靜電揚(yáng)聲器等揚(yáng)聲器的生產(chǎn)成本。1963年，英國(guó)聲學(xué)制造公司（現(xiàn)名Quad聲電公司）研制出全頻帶的ESL-63型靜電揚(yáng)聲器。

　　近幾十年，靜電揚(yáng)聲器也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。荷蘭飛利浦公司的“光電耦合器阻抗匹配電路”，解決了靜電揚(yáng)聲器與低阻輸出放大器的匹配問(wèn)題。 德國(guó)EWD公司采用“壓電聚合物的帶狀振膜”，該膜在使用中，采取沿螺旋型繞制在圓筒表面，可以構(gòu)成聲波導(dǎo)或聲傳輸線。 日本SONY公司的“復(fù)合疊層高聲壓靜電揚(yáng)聲器”采取“固定電極——振膜——固定電極——振膜”技術(shù)方案，解決了靜電揚(yáng)聲器面積較大的缺點(diǎn)�！氨桨贰⑧绶缘雀叻肿硬牧蠁误w合成表面高阻抗振膜”主要解決防潮問(wèn)題。 我國(guó)SHT公司的“圈式振膜”是周圍為低阻，中間為高阻的新型振膜；耐壓超過(guò)10KV的“塑封式固定電極”；大幅度提高聲壓級(jí)的“網(wǎng)狀連接點(diǎn)式固定電極”；厚度2~12μm，以“聚脂——合金——苯胺”形式構(gòu)成的“復(fù)合式振膜”；以及高效非金屬化的“全塑靜電揚(yáng)聲器”等。

　　靜電單體由于質(zhì)量輕且振動(dòng)分散小，所以靜電揚(yáng)聲器工作于中高頻段，音質(zhì)輕盈細(xì)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，聲壓輸出低，動(dòng)態(tài)小，成本較為昂貴也是其弱項(xiàng)。

　　帶式揚(yáng)聲器
　　在電動(dòng)式揚(yáng)聲器、電磁式揚(yáng)聲器技術(shù)逐漸成型期間，人們開(kāi)始明白了理想的換能器應(yīng)當(dāng)使用可以通過(guò)電流的薄片振動(dòng)膜，大家開(kāi)始構(gòu)思帶式揚(yáng)聲器。

　　1923年1月，Siemens Halske的Schottky和Gerlach申請(qǐng)了第一個(gè)帶式揚(yáng)聲器專利。

　　1940年末，一位年輕的加拿大發(fā)明家Gilbert Hobrough使用擴(kuò)大機(jī)時(shí)，一時(shí)大意在音樂(lè)播出中拆下喇叭線，并讓發(fā)熱的導(dǎo)線靠近電線的接地端。這是很危險(xiǎn)的動(dòng)作，但Hobrough驚訝的發(fā)現(xiàn)電線開(kāi)始拌動(dòng)，并發(fā)出音樂(lè)聲，這個(gè)“具有增益的金屬線”不久后才明白是靜電效果。Hobrough進(jìn)一步研究，才知道1910年左右已經(jīng)有人提出這個(gè)問(wèn)題，1925年在磁場(chǎng)內(nèi)使用導(dǎo)電金屬片的喇叭已經(jīng)于德國(guó)取得專利，當(dāng)時(shí)人說(shuō)這是帶狀喇叭。1920年與1930年代分別有兩種帶狀喇叭上市，不過(guò)曇花一現(xiàn)很快就沉寂了。

　　帶狀喇叭的原理是在兩塊磁鐵中裝設(shè)一條可以震動(dòng)的金屬帶膜，當(dāng)金屬帶通過(guò)電流，就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)變化而震動(dòng)發(fā)聲。在Hobrough重新發(fā)現(xiàn)帶狀喇叭時(shí)，Quad創(chuàng)辦人Peter Walker也在英國(guó)推銷一種號(hào)角負(fù)載的帶狀高音，這個(gè)高音并不成功，反而是1960年左右英國(guó)Decca推出很成功的帶狀高音。另一種類似的帶狀喇叭Kelly Ribbon由Irving Fried引進(jìn)美國(guó)，他將Kelly高音配上傳輸線式低音而產(chǎn)生不錯(cuò)的效果。1970年代，Dick Sequerra為金字塔（Pyramid）發(fā)展的帶狀喇叭，首次揚(yáng)棄號(hào)角的設(shè)計(jì)。Hobrough發(fā)現(xiàn)帶狀喇叭后的三十年中，他以經(jīng)營(yíng)空中繪圖和靠著自動(dòng)機(jī)械的專利貼補(bǔ)，持續(xù)進(jìn)行研究，終于在1978年發(fā)展成功頻率響應(yīng)低至400Hz仍然平直的帶狀單體（當(dāng)時(shí)產(chǎn)品只能到600Hz），并且不會(huì)融化、破碎或變形，失真則只有1％。Hobrough與他的兒子Theodore Hobrough還獲得一項(xiàng)專利：與帶狀高音搭配的多丙烯低音所使用的無(wú)諧振特殊音箱。

　　另外，加拿大HiVi惠威在促進(jìn)帶式揚(yáng)聲器的發(fā)展上更是功不可沒(méi)。1997年，HiVi惠威用釹鐵硼磁體組成平面矩陣磁場(chǎng)推挽驅(qū)動(dòng)，徹底改進(jìn)了傳統(tǒng)純鋁帶式揚(yáng)聲器的振膜強(qiáng)度低，需配備阻抗變壓器，輸入功率低，壽命短等先天性缺點(diǎn)。2001年，惠威開(kāi)發(fā)了靈敏度高達(dá)103dB的專業(yè)擴(kuò)聲用帶式揚(yáng)聲器R2pro!并且推出了世界上第一款寬輻射角多單元專業(yè)系統(tǒng)Pro1808!正式將帶式揚(yáng)聲器引入到專業(yè)擴(kuò)聲領(lǐng)域。

　　帶式揚(yáng)聲器主要應(yīng)用于中高頻段，由于其頻響曲線平直，高頻上限極高，有著非常好的瞬態(tài)效果，因此可以方便的形成線性聲源。

　　海爾式揚(yáng)聲器
　　海爾式揚(yáng)聲器是1973年美國(guó)海爾博士研究和提出的第四種輻射方式。它是很高雅的帶狀喇叭變形物。它是在兩張塑料薄膜之間，上下往復(fù)地印刷鋁薄膜導(dǎo)體。有如手風(fēng)琴式的曲折皺褶，放置在與振膜垂直的強(qiáng)磁場(chǎng)中，不使振膜全體同相的作前后振動(dòng)，而是作與聲波輻射方向垂直的橫方向振動(dòng)，并與相鄰導(dǎo)體作反方向的振動(dòng) 對(duì)一個(gè)皺褶的振動(dòng)進(jìn)行研究，就可以知道在最初的半周進(jìn)入皺褶之間的空氣按菲格（Fresnel，又譯菲涅耳）原理被放出，下半周皺褶變寬，使空氣進(jìn)入其中，這就像將乒乓球放在手中按動(dòng)時(shí)球就不會(huì)飛到遠(yuǎn)處，但將球夾在手指中間，上下擠動(dòng)使之彈出，就可以飛得很遠(yuǎn)一樣。與這一原理相同，力阻抗低的（輕的）空氣，在振膜處被前后推動(dòng)，按菲格原理，能被很好的吹跑。振膜小時(shí)可以有很高的效率，但對(duì)低音頻重放困難，低頻下限約為100Hz。

　　海爾揚(yáng)聲器制作工藝復(fù)雜，價(jià)格高昂，難以普及，只在國(guó)外少數(shù)著名的大品牌公司的高端產(chǎn)品中看到，如德國(guó)ELAC(意力）的Jet氣動(dòng)式高音，ADAM(亞當(dāng)）的ART氣動(dòng)式高音，Burmester(柏林之聲)，丹麥GRYPHONG(貴豐），美國(guó)Mark Daniel(馬克丹尼)。