基于静电扬声器的定向音箱系统设计

徐小明，陈 亮，单侠芹

（1.江苏金陵科技集团有限公司，江苏 南京 210008；2.无锡机电高等职业技术学校，江苏 无锡 214028）

人耳能听到的声音频率范围为20 Hz～20 kHz。声波在空气中传播是改变空气的振动，衍射现象很严重，是全方位辐射出去。通过改变音箱的结构提高指向性，可以起到一定的效果，但边界不明显。为此，可以把频率提高到超声波的范围，增强声波的指向性，利用声波在空气中的自解调，使倾听者听到声音。

1 系统方案设计

静电扬声器（electrostatic loudspeaker）发展到现在已经很完善了，但由于造价等原因，只在一些场合能见到它的身影。静电扬声器是指极薄的振膜在静电力的作用下作前后移动的那类扬声器，不同于依靠电磁力使振膜作前后移动的电动式扬声器，其在中、高频段有着传统纸盆扬声器无法比拟的优势，听感真实、自然、准确。

静电扬声器的振膜质量轻、面积大，整面振膜发声，属于面声源，不同于纸盆扬声器的点声源。静电扬声器为三明治结构，无磁体，是利用音频信号源和直流极化电源的协同作用使振膜表面受到一定的静电场力，以使振膜受到方向交替变化的电场作用，并伴随音频信号源而振动发声的扬声器。从理论上可以看到，静电式扬声器因为无磁体，所以可以做得薄而轻（厚度在10 mm以下），易于悬挂在墙上或安装在吊顶上。静电扬声器的频率可以达到100 kHz以上，且体积小、薄，具有极低的失真率，带宽为10 kHz以上。这些特性使得静电扬声器非常适合作为定向音箱的发声单元。……