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电声器件技术升级应从五方面着手

更新日期:2008-03-06  作者:  来源:光学精密机械网(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理

来源:赛迪网  作者:王润礼


作为视听产品的核心,电声器件受到越来越多的关注。据了解,我国已经自行研制掌握了从电声器件部件到成品的全部生产技术,形成了电声器件生产工业体系和完整的产业链,但要真正形成国产电声器件的核心竞争能力,还要走很长的路。


基础类项目:重视软件设备及国标


电声器件及部件CAD、CAT和CAM技术的发展应用


电声器件总是可以采用等效电路的方法,应用电子电路原理,在不同的频段内分析电路特性,实现电声器件优良声性能和推断电声器件部件的性能要求。分析时我们总可以将电声器件的软件等效为三个参数:阻尼(Rm)、顺性(Cm)和质量(Mm),这三个参数主要依赖于软件材料本身的杨氏模量E、材料密度ρ和内阻尼系数,同时又与软件的形状和加工方式有关。软件形状为异形,要正确测定其软件的杨氏模量和内阻尼是很困难的,而一旦最基础的E、ρ、内阻尼提供不准确,那么作为电路基础的Rm、Cm、Mm就谈不上精确,电路分析误差自然就会非常大。运用CAT技术测试扬声器软件的E等物理参数,运用CAD进行扬声器的磁路设计、散热设计和零部件的力学设计,进而实现扬声器单元的CAD设计。同时也可依据振膜等物理参数,在计算机上模拟制成的样品,就可预知显示成品频响等各项性能指标。将所显示指标与原设计要求作比较,为达到预定要求,修改软件的参数,再在计算机上模拟,经过多次修改,使模拟软件完全满足成品所需要的各项性能要求。再根据模拟软件的性能指标,采用CAM加工和CAT测试,来实现所需要求性能的软件。


电声器件生产线检测及设备


目前对电声器件的一致性要求越来越高。生产厂家除了尽可能保证零部件制造误差不能太大外,都加强了在生产过程中的部件检测和最后成品的检测。目前扬声器除了常规的纯音检听外,对灵敏度、频率响应都开始进行百分之百测试,传声器同样如此,送受话器更不用说了。生产线上大量的检测工作对测试仪器设备提出了与常规测试仪器不同的要求,如测试仪器长期工作要稳定,测试速度不能太慢,测试时生产线的环境噪声不能影响测量结果等。如何进一步提高测试仪器的稳定性和减少噪声对测试结果的影响,还有许多技术难关需要去攻克。


电声器件的装配已基本上做到流水作业,为保证装配的一致,各企业均根据自身产品特点研制了许多相应并有效的装配工具及专用设备,对产品品质和合格率的提高起到了积极作用。但通用的较大设备是薄弱环节,例如高效率、低能耗、超高磁感应强度的充磁机就是一例。目前钕铁硼(Nd-Fe-Ba)磁体以它固有的磁能级高,可以加工成很小体积等特点已在电声器件中得到广泛的应用,然而正是由于它矫顽力极高,目前更多的是先将磁体充好磁再装配,这样就出现装配过程很麻烦、合格率低的问题。如果超高磁感应强度充磁机能得到真正应用,Nd-Fe-Ba磁体将在电声器件中得到更广泛的应用,这对电声器件性能的提高和降低成本都是非常有意义的。


电声产品国标的修订


加入WTO以后,电声产品同其他产品一样,必须与国际接轨。首先,产品标准应该和有关国际标准一致。扬声器测量方法目前已按照国际电工委员会(IEC)的IEC60268-5:2003Ed.3.0版本进行修订。


我国传声器的标准是上世纪90年代制定的,测量方法参照了IEC标准,通用技术条件参照了日本工业标准JISC5502,这两个国家标准已在我国执行了15年之久。传声器测量方法IEC60268-4:2004Ed.3版本已公布,新的传声器国家标准的修改制定工作势在必行。同时新的语言通信用传声器和耳机标准(IEC)版本也已公布。为了促进我国电声器件的进一步发展,更好地让电声产品走向国际市场,有关电声产品的国家标准的修订研究工作是非常重要的。


应用研究类项目:企业应关心多声道音响系统


多声道音响系统的机理研究及电声产品


目前家用音响往多声道趋势发展,比如杜比5.1即是由左右主扬声器、中置扬声器、左右后环绕声扬声器及超低音扬声器组成的。电信号的处理已有成熟的专利技术。在一个有限空间中,多声道源产生的声波交叉传播,就要求扬声器摆放要和聆听者有一个最佳位置,同时音响系统各声道的声压大小、频率范围、方向性等电声学特性与聆听者的生理声学、心理声学特性都会对主观听感造成影响。这方面的研究目前已在有关部门开展,但还有许多基础理论可进行探讨。如何使扬声器系统去满足适应这种要求将是电声器件企业所关心的。


数字电声器件与音响设备,数字音频设备与电声器件配接系统研究


音响系统中,尽管把每一环节都做得很好,但搭配衔接得不合适就不会有最佳效果。在音响系统中信号源(包括传声器、DVD、CD等)与前置放大器的衔接,功率放大器与扬声器系统的衔接应该是不同的概念,在模拟器件时代已得到合理的解决,从而取得了良好的音响效果。数字前置放大器、数字功率放大器、数字传声器、数字扬声器的应用,就带来了一个数字器件与数字音响设备、模拟器件与数字音响设备、数字器件与模拟音响设备如何实现最合理的科学衔接的问题,还有待我们去研究探讨,以便让数字电声器件和音响设备的性能得到最佳的发挥。


产业化类项目:高保真数字化推动新一代电声器件发展


新颖微型电声器件产业化研究与建立


通信产业的发展给微型电声器件的研究开发指出了新的发展方向,亦给电声器件配套带来了巨大的商机。微型电声器件用量大,要求一致性好。为了保证配套要求必须在零部件的加工和装配工艺上做工作,安排科学的工艺流程,配备先进的零部件加工设备,建立自动半自动装配线,设置部件、成品性能的检测仪器。做到微型电声器件生产流程合理,使生产效率得到提高,产品质量得到控制,一致性得到保证,真正达到满足通信设备配套的要求。微型电声器件结构原理不同,零部件加工要求、工艺流程亦会有差异。必须针对不同原理结构的电声器件建立专用的产业化设备,才能使其产生真正的效果。


以高保真数字化推动新一代电声器件上档次


高保真和数字化对电声器件的性能和一致性提出了要求,同时亦为相应的电声器件配套提供了市场。


满足配套要求,造型新颖、工艺精良的专业音箱和家用音箱产业化基地的建立是提高扬声器系统品质的重要措施。小巧、佩戴舒适、电声性能优良的高质量耳机产品的产业化,可以为我国耳机这个门类产品得到蓬勃发展创造良好的条件。


高档歌唱传声器是除了扩声用传声器以外的一个传声器大门类,使用量之大不亚于扩声用传声器,扩大高档歌唱用传声器的生产能力可以为提高国产歌唱用传声器的配套率提供保证。


技术开发类项目:重点关注微型电声器件等


数字和与数字音响设备配套的高档电声器件


适应于等离子、液晶显示的超薄型电视机的性能和安装要求的超薄型扬声器下一步肯定会得到发展。数字电视的播放,数字电视机的发展普及,DVD技术的进一步发展,为新一代更高水平的扬声器(扬声器系统)提供了广阔市场。


新一代微型电声器件


通信特别是无线通信事业的发展,对配套的电声器件包括体积大小、安装方式、承受功率、音质等都提出新的要求。目前常规使用的驻极体传声器和微型电动扬声器已经满足不了配套要求。“十一五”期间,微型电声器件应达到国际先进水平。


专业扩录音、家庭录音用高档传声器耳机和扬声器系统


专业扩录音、家庭录音用的传声器、耳机、扬声器系统用量大,技术水平相对也比较高。目前我国相应产品的水平与国际同类产品还有一定差距。


新颖汽车音响扬声器系统


汽车音响系统目前已达到包括DVD播放机,杜比5.1功放、1~2路、4~5路及1路超低音扬声器系统,对扬声器要求是全频带、低失真、承受大的电功率,低音重放强有劲等要求,而且功能和效果还在不断提高。


特殊环境下使用的专用电声器件


在许多特殊环境条件下使用的专用电声器件,它们应能适应恶劣的环境,满足特殊的要求,数量不多,但用户又少不了。电声器件企业还需花很大的人力物力去研制开发。


新型电声器件高质量零部件


电声器件优良的性能,一致性好,稳定可靠,很大程度取决于基础零部件的性能,所以持续不断研制开发新的零部件对电声器件性能的提高、技术的发展至关重要。


国内企业应研制高档动圈传声器、耳机、高音扬声器、微型扬声器上使用的各种有机振膜和复合型振膜;研制轴向顺性大、径向顺性极小、大动态、高稳定的定心支片,使像芳纶、高熔点芳香族聚酰胺及与棉的混纺物这样的高稳定性材料在定心支片零件上得到广泛应用;研制耐高温、承受大功率的音圈。


条件支撑与保障类项目:建立高质量优性能基础材料基地


高质量优性能基础材料的研究和基地建立


电声器件优良的性能,很大程度上依赖于基础原材料的优劣,而相当一部分基础原材料在电声器件企业中无法研究开发。比如优质纸浆的研制、生产;优良性能的磁性材料的研制、生产;工艺性好、易操作、胶粘强度高、耐高温、快干的胶粘剂的研制、生产;均匀超细漆包线的研制、生产;声学性能良好、厚度非常均匀的有机薄膜等等这些专用纸浆,专用棉、合成纤维织物,专用胶粘剂及化工材料只能由政府部门统一协调,在可能的条件下得到规划安排,建立基地。不然的话,在一定程度上会制约我国电声器件技术的发展和性能的提高。


鼓励和支持有条件的企业建立技术开发中心,增强创新能力


企业的发展及在市场上参与竞争都需要产品,产品的开发和生产都要有人去完成,所以企业之间的竞争、产品之间的竞争,实际上最终反映在人员的竞争上。人的工作质量除了人本身的工作能力、工作态度以外,还应该有必要的工作环境来支撑。优秀的产品开发人员加上良好的开发机构和条件,自然对产品开发的质量和速度起到决定性作用。


作为国家鼓励和支持的有条件的电声器件企业建立技术开发中心,国家应给予必要的支持。鼓励企业在产品开发方面增加资金投入,增强创新能力,在我国形成若干个产品开发能力和创新能力强、生产和质量管理队伍雄厚的骨干企业,那么我国的电声器件行业必定会得到再一次腾飞,进入持续快速发展的新时期。


电声器件上档次从零部件抓起


信息时代的到来,尤其是消费类电子产品的日新月异的发展,让电声器件的应用领域急速拓宽。移动通信、家庭影院、多媒体、视听综合终端等,到处可见电声器件,尤其是高档次的电声器件。


中国电子元件行业协会发布的数据称,国内电声器件产量随电容器、电阻器、磁性材料、压电石英晶体、微特电机、电子变压器、印制电路板一起在世界上处于第一,目前,国内电声器件产量已经占全球产量的50%。


中国成为世界电声器件生产大国已经是不争的事实,而要想成为电声器件强国,创新这步棋是一定要走的。对电声器件生产企业来讲,光靠中低端产品是不行的,一定要建立研发机构,提高自主研发能力,要瞄准世界水平,开发具有自主知识产权的技术和产品。


业界专家普遍认为,电声器件要上档次应从以下方面努力:国内电声企业应依据“电声行业‘十一五’规划”,制定自身发展规划,突出科技创新,加强自主知识产权产品的研究开发,推进行业技术进步,增强产品的国际竞争力。要用高新技术改造、提升传统产品,在全行业推广先进的电声器件设计软件和电脑测量技术,采用先进的制造技术,建立企业技术创新体系,积极发展技术含量高、具有竞争力的特色电声产品,以增强在国际市场上的竞争力。


电声器件生产企业还应进一步调整产品结构,使产品品种规格沿多元化多层次的方向扩展;专业电声器件、通信电声器件和汽车音响电声器件要达到国际水平;电容传声器、手机用微型传声器和微型扬声器、扩声用专业扬声器(包括扬声器系统)进入并达到国际先进水平。


目前,制约我国电声器件发展的关键问题是优质的科技含量高的专用零部件短缺,主要是对专用材料和加工工艺的研究滞后。因此,电声企业应该继续实行“上档次从零件抓起”的方针,提高和完善以专业化协作为特征的行业组织结构。鼓励有条件的装配企业,保留精干的零部件研制开发力量,生产自己的专有零件,追求产品的个性化。要充分引进、学习、利用外国扬声器新部件、新材料、新工艺、新技术,生产出优质零部件;要从扬声器涉及的声学、电学、力学和美学的诸多方面来综合分析,设计制造高档次零配件;要使零配件企业注重扬声器相关领域人才的引进,如高分子化学、造纸专业等,加速零配件上档次。

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