劲浪铍质高音单元——技术详述

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铍质高音单元——技术详述

         这种倒置式的穹顶高音单元是Focal-JMLab公司的一件标志产品。作为20多年的研究结果，这种高音单元能产生一个很大的输出，但又不需要大能量的输入，也不会增大指向性。现在，公司已准备就绪采取跨越式的步伐推出纯铍版的高音单元。

倒置式穹顶高音单元或称“全频范围”高音单元的主要优点：

          以往20年的经验已使Focal-JMLab公司能应付对倒置式穹顶技术的限制，并且在留音、驱动器外型、粘合剂的材料等方面的努力已在每一个阶段带来了线性及带宽方面的改进。

          科研从测试纤维穹顶开始，它是验证倒置式穹顶在能量响应方面优越性的简单而又不大敏感的方法。然后，公司引入了更加结实的金属穹顶来扩展高频区的响应，并且采用钛金属来产生最打动人心的结果。它被证明为是最恰当的选择。如今，为了越超这些限制，特别为了扩展到高达40kHz的频率响应，我们需要继续努力找到一种更轻更坚固的材料。我们的竞争对手已采取措施推介了“超级高音单元”来满足新的高带宽信号源的极端需要。但Focal-JMLab公司不相信这些超级高音单元能圆满地解决问题。

          首先，对于波长以厘米计的频率来说，两只高音单元之间的距离会造成严重的不一致问题。非要进行过滤不可，但由于相位丢失和失真的原因过滤过程把扩展频响所带来的好处都毁了。所以，有必要指出，简单地扩展高频响应本身不是目的，因为人的耳朵对瞬变最为敏感。涉及脉冲响应的改进只有在高音单元的输出大大超过20kHz时才可感觉得到，这已大大超过了人的耳朵可分辨的范围。

          我们不应忘记，Focal公司的首要目标是要设计能提供最佳耦合的高音单元，能与中音单元在足够低的频率处相结合，并且在中音单元的输出开始变紧密或成束之前。因此，唯一的成功解决方案便是生产一种高音单元，它的扩展的频响复盖从1000Hz至4000Hz的5个八度音以上。

铍——穹顶的理想材料

          一只理想的穹顶必须将轻质、坚固度和阻尼三个因素结合在一起，目前，只有一种材料能实现重大改进的可能，它便是铍。铍的密度比钛小2.5倍，比铝小1.5倍，但它的硬度比钛高3倍，比铝高5倍。这就意味着同样体积穹顶，铍质穹顶要比钛质或铝质穹顶坚固7倍。不仅如此，在一只铍质穹顶里的声音速度比钛质穹顶中的音速快3倍，比铝质的快2.5倍。不过，铍的生产制造很难，只有三个国家能生产：美国、法国和俄罗斯。至今，英国、德国和日本尚不能制造纯铍材料，而只能利用它的合金形式，铍是一种优秀的高科技金属——唯一能在玻璃上刮痕的金属——它仅应用在航天和军事工业中；因而它的独特的特性使它极其昂贵，比金子要贵得多，几乎是钛的价格的100倍。

  
Focal-JMLab的唯一解决方案——控制生产制造工艺

          对机械特性的分析不可避免地要选择铍作为高音单元穹顶的材料。但是，问题是没有一家公司至今能制造出这样的穹顶。为了找到解决方案，Focal公司需要想出一种工艺来“构成一只铍质穹顶”。经过了两年的研究与投入，公司现已拥有一台机器在从事这桩几乎是异想天开的工作。从技术上讲，它是世界上第一台这样的机械，并且肯定是当今音响领域中首屈一指的。

     其结果与公司的期望完全一致，一只尤为细腻的扬声器问世了，它的频率扩展至几乎40kHz，但同时又保持了完美的脉冲响应。

           过去，某些制造商试图利用铍来建造直接辐射式高音单元穹顶。但是，实际上他们只是采用铍作为穹顶表面涂料，与纯铍质穹顶所达到的性能是大相径庭的。



材料           厚度                   硬度                    重量

铝-镁          38                    71 000                  0,048

铍              25                   318000                   0,022

钻石          40                    1000000                 0,098


          硬度及阻尼是决定高频区频响的重要因素。轻的重量直接决定高音单元的效率。某些材料，如人造钻石，硬度更大，但铍的体积更小，动态行为更是无可比拟。Focal公司铍高音单元的效率高达95分贝/W