浅谈静电扬声器及静电耳机

上两期中我们提到的骨导振动激励器和平板扬声器与传统的动圈式扬声器在发声原理上其实是相同的，他们都是由于通有交变电流的导线处于磁场中时，会受到交变的洛伦兹力的作用，使得振动系统做上下往复的振动，从而压缩空气，将动能转化为声波的能量。而静电扬声器则不同，其发声原理为：当振膜上有均匀电荷分布时，极板上电荷的变化（包括电荷密度及极性的变化）使得其对振膜产生的力也随即发生变化，从而使振膜在变化的静电力的作用下振动，将动能转化为声波的能量。而之所以称之为静电扬声器，就是因为振膜上均匀分布的电荷与极板上的电荷之间产生的电场为静电场，电荷之间的相互作用力为静电力，且振膜是在变化的静电力的作用下产生振动的。

静电扬声器的结构一般有两种形式。一种是单极板式，即“相对式”，称为单端静电扬声器。它由一个固定电极板及一个由高阻抗导电材料制成的柔软振膜组成；一种是推挽式，即“夹心式”，称为推挽式静电扬声器。由中间柔软灵活的高阻抗振膜和两侧的固定电极板组成，且为了让声波能够有效传递出去，会在电极板上打一些小孔。

推挽式静电扬声器是一种推/拉装置，它可以在给定的时间跨度内转换两倍于动态扬声器的信息。它需要与功放连接以使极板和振膜上获得几百或上千伏的高压，当偏置高压加载于高阻抗振膜时，其表面会有电荷均匀分布，同时，当音频信号的震荡电压施加于电极板时，膜片被具有异性电荷的电极板拉动，同时被另一个具有同性电荷的电极板推动，就会在平衡位置附近作简谐振动。

静电扬声器一般采用几微米厚的高聚合物薄膜作为振膜，极其轻薄，其质量远小于纸或聚酯薄膜或金属型膜，使得在较大的频率范围内，静电力可以有效地直接作用于空气负载从而产生声音，几乎可以消除复杂振动模态对振膜的影响，使得静电扬声器具有更快的速度、更佳的瞬态反应和更强的细节表现力。同时，由于两极板之间的电场基本可以看作均匀电场，且电荷在振膜上均匀分布，从而使得振膜上每一质元受到的力都是均匀的，使得振膜基本处于线性运动状态，大大减小了声波的失真。

将静电扬声器作为耳机的发声单元则构成了静电耳机。随着广大消费者对静电耳机的喜爱日渐增加，越来越多的生产厂商投入到了静电耳机的生产中。市面上陆续出现了不少静电耳机产品，如STAX SR-009、 KOSS ESP950、 Shure KSE1500、Sennheiser HE1 及享有“世界最佳耳机”及“零失真的音频还原和闪电般的响应速度”之称的Hifiman SHANGRI-LA等。不过，静电耳机的价格也是相当可观呦！

以上，如有不妥，望多多指正。