主题：[原创] 浅议弯曲波模式扬声器（BML）

●  将扬声器分为“活塞式扬声器”/“分布模式扬声器”其实并不准确——电动式扬声器在中低频段主要为“活塞式振动”（集中模式），在高频段则为“分布模式振动”——而“分布模式扬声器”在低频段接近“活塞式振动”。

“活塞式振动”——可以形象地表示“简谐振动”，但“简谐振动”≠“活塞式振动”——实质上，“活塞式振动”是指“集中参数系统”振动。                              

●  “弯曲波模式扬声器”——Bending wave Mode Loudspeaker （简称BML）—— NXT将其称之为“DML”（分布模式扬声器），实际上并不合适。

“分布参数系统”振动模式扬声器除了BML（板振动），还包括ESL/ PL（膜振动）——而电动式扬声器（纸盆）高频段分割振动实质为“壳振动”，也属于“分布参数系统”振动模式。

故采用薄板挠曲振动模式（产生弯曲波）的扬声器，称之为“弯曲波模式扬声器”更为合适——虽然薄板振动还会产生其它类型的弹性波，但形成声波辐射的主要为弯曲波——故可称之为“弯曲波模式扬声器”。                                                            
         

         
                          
●  “弯曲波模式扬声器”（BML）——f = f 0 时（阻性），为“力阻控制区”，振速v与f 无关；f＞f 0 时（容性），为“弹性控制区”，振幅A与f无关；f＜f 0 时（感性），为“质量控制区”，加速度a与f 无关。

实际上，BML并非“输出声功率与频率无关”——弯曲波为“频散波”， f↑，则u↑／Wr↑——f＞f 0时，为“弹性控制区”，v = Fω/ Km，f ↑/ v↑，则POUT↑（P = F v），即 Wr↑。另一方面，由于fc以上的“射束效应”，指向性↓，偏轴SPL谷值↑（Wr↓），类似于“纸盆”扬声器——故BML在10kHz以上SPL↓。

BML机械阻抗取代辐射阻抗，成为有效功率的消耗者——而机械阻抗大于空气辐射阻抗，Ｐ＝ｖ２Ｚｍ——若达到相同振动速度ｖ，须↑ＰIN，故其电声转换效率比电动式扬声器低——BML一般振板硬度Ｂ↑，则Km↑/ v↓，且Ｚｍ↑，则P OUT↓（效率↓） 。

●   BML振板↑“刚性”[ Ｂ=Et3/12 (1－σ２) ]——可↑弯曲波波速ｕ（ｕ＝ω2B /μ），能流密度Ｉ↑（Ｉ＝２πｆ２Ａ２ρｕ）——Ｉ↑，则弯曲波挠曲振动／辐射效率↑。

ｕ↑，则fc（临界频率）↓，辐射声功率Wr↑——而fc以下板振动主要为“角型／边缘型辐射”，Wr很小。　

振板硬度Ｂ↑——还可↓“分割振动”（驻波↓），则“声染色”↓（ＨＤ↓），↓失真——但硬度Ｂ↑，机械阻抗↑，则效率↓。

●  实际上，BML并非真正可以“双向辐射”（正反面“同相辐射”）——低频时，仍会发生“声短路”（偶极子）——与电动式扬声器相同。 

●  实际上，一般尺寸 BML的f0都可以↓至50Hz——如振板Ｂ= 9Nm，μ= 0.7kg/m2，则fc=5127Hz  （fc = u2／2πB/μ  ）——f = 50Hz，u=34m/s ，λ/2 =340mm，λ/4 =170mm——比“波导管”空气λ小得多（f = 50Hz，u=340m/s ，λ/2 =3400mm，λ/4 =1700mm） 。

关键是BML的低频响应差（SPL↓）——只要u＜c0（f＜fc），板振动辐射声波就存在“声短路”（抵消），则Wr↓。

而↑BML的低频响应很困难——即使Ｂ= 200Nm，μ=0.4kg/m2，则fc也高达821Hz ——f =50Hz，u=84m/s；f =200Hz，u=167m/s ——难以使fc↓至200Hz，↑u /↑Wr。

●  BML的失真——

由于“频散效应”，BML在fc以下Wr↓（SPL↓）；fc以上 Wr↑／但指向性↓（射束效应）——而且“间谐波失真”（IHD）↑——故其频响曲线FRP实际上并不平滑。

弯曲波为“频散波”，不同频率的相速度不同——故不易产生互调失真IMD，IMD会使声音模糊，故BML清晰度↑（与BBE异曲同工）——但由于“波形畸变”，相位失真PD↑，则定位感/结像力↓。

由于ｆ↑/ｕ↑，fc以上会出现“射束效应”，且“波形畸变”↑/ 锯齿波↑——故易产生高频失真——类似于电子系统的TIMD（金属声） 。

●  BML与BBE ——

BML本身就是一个“声学BBE处理器”——弯曲波为“频散波”（ｆ↑，ｕ↑／Wr↑），相当于BBE提升高频（2k-3kHz明亮度／6k-8kHz层次感／8k-10kHz透明度）——故清晰度／可懂度↑。  

BML谐波f与fo并不成整数倍关系（间谐波）——为了与传统意义上的奇次谐波/偶次谐波区别——可以称之为“类奇次谐波”/“类偶次谐波”。
      
BML采用“固支／弹支／自由边界”（λ/2共振）——可产生“类奇次谐波”/“类偶次谐波”——而采用“悬臂梁”结构（λ/4共振），只能产生“类奇次谐波”。         
           

●  BML若↑音质，须↑振板刚性（硬度Ｂ），——Ｂ↑，虽然ｕ↑/fc↓，辐射效率↑；但机械阻抗↑，振动效率↓，A/ v↓——Ｂ↑，fc↓，更易产生干涉/“射束效应”，指向性↓，则Wr↓。

BML振板硬度B↑，弯曲波波速u↑，则“频散效应”↓——B↑/ u↑或f↑/ u↑，干涉↑（射束效应），则“随机性振动”/“弥散性辐射”模态↓——实际上，fc以上BML“频散效应”↓。

●  BML采用“波腹驱动”可↑效率 ——而节点（线）阻抗最大，并非机械阻抗，而是驻波波节形成——节点（线）弯曲波ｕ= 0。

节点（线）为弯曲波振动模态在介质上的体现——与频率ｆ/边界条件相关，与介质材料的硬度Ｂ/阻尼D等无关——即节点（线）并非介质材料的固有属性，而是随驻波形式不同而变化。

BML“偏中心节点驱动”会产生“反对称振动”导致“声短路”（抵消）——但“中心驱动”也会导致“声短路”——实际上，只要是fc以下都会存在“声短路”（Wr↓），而“偏中心节点驱动”可↑驱动效率，↑Wr。