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電聲器件技術升級應從五方面著手

更新日期:2008-03-06  作者:  來源:光學精密機械網(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理

來源:賽迪網  作者:王潤禮


作為視聽產品的核心,電聲器件受到越來越多的關注。據了解,我國已經自行研制掌握了從電聲器件部件到成品的全部生產技術,形成了電聲器件生產工業體系和完整的產業鏈,但要真正形成國產電聲器件的核心競爭能力,還要走很長的路。


基礎類項目:重視軟件設備及國標


電聲器件及部件CAD、CAT和CAM技術的發展應用


電聲器件總是可以采用等效電路的方法,應用電子電路原理,在不同的頻段內分析電路特性,實現電聲器件優良聲性能和推斷電聲器件部件的性能要求。分析時我們總可以將電聲器件的軟件等效為三個參數:阻尼(Rm)、順性(Cm)和質量(Mm),這三個參數主要依賴于軟件材料本身的楊氏模量E、材料密度ρ和內阻尼系數,同時又與軟件的形狀和加工方式有關。軟件形狀為異形,要正確測定其軟件的楊氏模量和內阻尼是很困難的,而一旦最基礎的E、ρ、內阻尼提供不準確,那么作為電路基礎的Rm、Cm、Mm就談不上精確,電路分析誤差自然就會非常大。運用CAT技術測試揚聲器軟件的E等物理參數,運用CAD進行揚聲器的磁路設計、散熱設計和零部件的力學設計,進而實現揚聲器單元的CAD設計。同時也可依據振膜等物理參數,在計算機上模擬制成的樣品,就可預知顯示成品頻響等各項性能指標。將所顯示指標與原設計要求作比較,為達到預定要求,修改軟件的參數,再在計算機上模擬,經過多次修改,使模擬軟件完全滿足成品所需要的各項性能要求。再根據模擬軟件的性能指標,采用CAM加工和CAT測試,來實現所需要求性能的軟件。


電聲器件生產線檢測及設備


目前對電聲器件的一致性要求越來越高。生產廠家除了盡可能保證零部件制造誤差不能太大外,都加強了在生產過程中的部件檢測和最后成品的檢測。目前揚聲器除了常規的純音檢聽外,對靈敏度、頻率響應都開始進行百分之百測試,傳聲器同樣如此,送受話器更不用說了。生產線上大量的檢測工作對測試儀器設備提出了與常規測試儀器不同的要求,如測試儀器長期工作要穩定,測試速度不能太慢,測試時生產線的環境噪聲不能影響測量結果等。如何進一步提高測試儀器的穩定性和減少噪聲對測試結果的影響,還有許多技術難關需要去攻克。


電聲器件的裝配已基本上做到流水作業,為保證裝配的一致,各企業均根據自身產品特點研制了許多相應并有效的裝配工具及專用設備,對產品品質和合格率的提高起到了積極作用。但通用的較大設備是薄弱環節,例如高效率、低能耗、超高磁感應強度的充磁機就是一例。目前釹鐵硼(Nd-Fe-Ba)磁體以它固有的磁能級高,可以加工成很小體積等特點已在電聲器件中得到廣泛的應用,然而正是由于它矯頑力極高,目前更多的是先將磁體充好磁再裝配,這樣就出現裝配過程很麻煩、合格率低的問題。如果超高磁感應強度充磁機能得到真正應用,Nd-Fe-Ba磁體將在電聲器件中得到更廣泛的應用,這對電聲器件性能的提高和降低成本都是非常有意義的。


電聲產品國標的修訂


加入WTO以后,電聲產品同其他產品一樣,必須與國際接軌。首先,產品標準應該和有關國際標準一致。揚聲器測量方法目前已按照國際電工委員會(IEC)的IEC60268-5:2003Ed.3.0版本進行修訂。


我國傳聲器的標準是上世紀90年代制定的,測量方法參照了IEC標準,通用技術條件參照了日本工業標準JISC5502,這兩個國家標準已在我國執行了15年之久。傳聲器測量方法IEC60268-4:2004Ed.3版本已公布,新的傳聲器國家標準的修改制定工作勢在必行。同時新的語言通信用傳聲器和耳機標準(IEC)版本也已公布。為了促進我國電聲器件的進一步發展,更好地讓電聲產品走向國際市場,有關電聲產品的國家標準的修訂研究工作是非常重要的。


應用研究類項目:企業應關心多聲道音響系統


多聲道音響系統的機理研究及電聲產品


目前家用音響往多聲道趨勢發展,比如杜比5.1即是由左右主揚聲器、中置揚聲器、左右后環繞聲揚聲器及超低音揚聲器組成的。電信號的處理已有成熟的專利技術。在一個有限空間中,多聲道源產生的聲波交叉傳播,就要求揚聲器擺放要和聆聽者有一個最佳位置,同時音響系統各聲道的聲壓大小、頻率范圍、方向性等電聲學特性與聆聽者的生理聲學、心理聲學特性都會對主觀聽感造成影響。這方面的研究目前已在有關部門開展,但還有許多基礎理論可進行探討。如何使揚聲器系統去滿足適應這種要求將是電聲器件企業所關心的。


數字電聲器件與音響設備,數字音頻設備與電聲器件配接系統研究


音響系統中,盡管把每一環節都做得很好,但搭配銜接得不合適就不會有最佳效果。在音響系統中信號源(包括傳聲器、DVD、CD等)與前置放大器的銜接,功率放大器與揚聲器系統的銜接應該是不同的概念,在模擬器件時代已得到合理的解決,從而取得了良好的音響效果。數字前置放大器、數字功率放大器、數字傳聲器、數字揚聲器的應用,就帶來了一個數字器件與數字音響設備、模擬器件與數字音響設備、數字器件與模擬音響設備如何實現最合理的科學銜接的問題,還有待我們去研究探討,以便讓數字電聲器件和音響設備的性能得到最佳的發揮。


產業化類項目:高保真數字化推動新一代電聲器件發展


新穎微型電聲器件產業化研究與建立


通信產業的發展給微型電聲器件的研究開發指出了新的發展方向,亦給電聲器件配套帶來了巨大的商機。微型電聲器件用量大,要求一致性好。為了保證配套要求必須在零部件的加工和裝配工藝上做工作,安排科學的工藝流程,配備先進的零部件加工設備,建立自動半自動裝配線,設置部件、成品性能的檢測儀器。做到微型電聲器件生產流程合理,使生產效率得到提高,產品質量得到控制,一致性得到保證,真正達到滿足通信設備配套的要求。微型電聲器件結構原理不同,零部件加工要求、工藝流程亦會有差異。必須針對不同原理結構的電聲器件建立專用的產業化設備,才能使其產生真正的效果。


以高保真數字化推動新一代電聲器件上檔次


高保真和數字化對電聲器件的性能和一致性提出了要求,同時亦為相應的電聲器件配套提供了市場。


滿足配套要求,造型新穎、工藝精良的專業音箱和家用音箱產業化基地的建立是提高揚聲器系統品質的重要措施。小巧、佩戴舒適、電聲性能優良的高質量耳機產品的產業化,可以為我國耳機這個門類產品得到蓬勃發展創造良好的條件。


高檔歌唱傳聲器是除了擴聲用傳聲器以外的一個傳聲器大門類,使用量之大不亞于擴聲用傳聲器,擴大高檔歌唱用傳聲器的生產能力可以為提高國產歌唱用傳聲器的配套率提供保證。


技術開發類項目:重點關注微型電聲器件等


數字和與數字音響設備配套的高檔電聲器件


適應于等離子、液晶顯示的超薄型電視機的性能和安裝要求的超薄型揚聲器下一步肯定會得到發展。數字電視的播放,數字電視機的發展普及,DVD技術的進一步發展,為新一代更高水平的揚聲器(揚聲器系統)提供了廣闊市場。


新一代微型電聲器件


通信特別是無線通信事業的發展,對配套的電聲器件包括體積大小、安裝方式、承受功率、音質等都提出新的要求。目前常規使用的駐極體傳聲器和微型電動揚聲器已經滿足不了配套要求。“十一五”期間,微型電聲器件應達到國際先進水平。


專業擴錄音、家庭錄音用高檔傳聲器耳機和揚聲器系統


專業擴錄音、家庭錄音用的傳聲器、耳機、揚聲器系統用量大,技術水平相對也比較高。目前我國相應產品的水平與國際同類產品還有一定差距。


新穎汽車音響揚聲器系統


汽車音響系統目前已達到包括DVD播放機,杜比5.1功放、1~2路、4~5路及1路超低音揚聲器系統,對揚聲器要求是全頻帶、低失真、承受大的電功率,低音重放強有勁等要求,而且功能和效果還在不斷提高。


特殊環境下使用的專用電聲器件


在許多特殊環境條件下使用的專用電聲器件,它們應能適應惡劣的環境,滿足特殊的要求,數量不多,但用戶又少不了。電聲器件企業還需花很大的人力物力去研制開發。


新型電聲器件高質量零部件


電聲器件優良的性能,一致性好,穩定可靠,很大程度取決于基礎零部件的性能,所以持續不斷研制開發新的零部件對電聲器件性能的提高、技術的發展至關重要。


國內企業應研制高檔動圈傳聲器、耳機、高音揚聲器、微型揚聲器上使用的各種有機振膜和復合型振膜;研制軸向順性大、徑向順性極小、大動態、高穩定的定心支片,使像芳綸、高熔點芳香族聚酰胺及與棉的混紡物這樣的高穩定性材料在定心支片零件上得到廣泛應用;研制耐高溫、承受大功率的音圈。


條件支撐與保障類項目:建立高質量優性能基礎材料基地


高質量優性能基礎材料的研究和基地建立


電聲器件優良的性能,很大程度上依賴于基礎原材料的優劣,而相當一部分基礎原材料在電聲器件企業中無法研究開發。比如優質紙漿的研制、生產;優良性能的磁性材料的研制、生產;工藝性好、易操作、膠粘強度高、耐高溫、快干的膠粘劑的研制、生產;均勻超細漆包線的研制、生產;聲學性能良好、厚度非常均勻的有機薄膜等等這些專用紙漿,專用棉、合成纖維織物,專用膠粘劑及化工材料只能由政府部門統一協調,在可能的條件下得到規劃安排,建立基地。不然的話,在一定程度上會制約我國電聲器件技術的發展和性能的提高。


鼓勵和支持有條件的企業建立技術開發中心,增強創新能力


企業的發展及在市場上參與競爭都需要產品,產品的開發和生產都要有人去完成,所以企業之間的競爭、產品之間的競爭,實際上最終反映在人員的競爭上。人的工作質量除了人本身的工作能力、工作態度以外,還應該有必要的工作環境來支撐。優秀的產品開發人員加上良好的開發機構和條件,自然對產品開發的質量和速度起到決定性作用。


作為國家鼓勵和支持的有條件的電聲器件企業建立技術開發中心,國家應給予必要的支持。鼓勵企業在產品開發方面增加資金投入,增強創新能力,在我國形成若干個產品開發能力和創新能力強、生產和質量管理隊伍雄厚的骨干企業,那么我國的電聲器件行業必定會得到再一次騰飛,進入持續快速發展的新時期。


電聲器件上檔次從零部件抓起


信息時代的到來,尤其是消費類電子產品的日新月異的發展,讓電聲器件的應用領域急速拓寬。移動通信、家庭影院、多媒體、視聽綜合終端等,到處可見電聲器件,尤其是高檔次的電聲器件。


中國電子元件行業協會發布的數據稱,國內電聲器件產量隨電容器、電阻器、磁性材料、壓電石英晶體、微特電機、電子變壓器、印制電路板一起在世界上處于第一,目前,國內電聲器件產量已經占全球產量的50%。


中國成為世界電聲器件生產大國已經是不爭的事實,而要想成為電聲器件強國,創新這步棋是一定要走的。對電聲器件生產企業來講,光靠中低端產品是不行的,一定要建立研發機構,提高自主研發能力,要瞄準世界水平,開發具有自主知識產權的技術和產品。


業界專家普遍認為,電聲器件要上檔次應從以下方面努力:國內電聲企業應依據“電聲行業‘十一五’規劃”,制定自身發展規劃,突出科技創新,加強自主知識產權產品的研究開發,推進行業技術進步,增強產品的國際競爭力。要用高新技術改造、提升傳統產品,在全行業推廣先進的電聲器件設計軟件和電腦測量技術,采用先進的制造技術,建立企業技術創新體系,積極發展技術含量高、具有競爭力的特色電聲產品,以增強在國際市場上的競爭力。


電聲器件生產企業還應進一步調整產品結構,使產品品種規格沿多元化多層次的方向擴展;專業電聲器件、通信電聲器件和汽車音響電聲器件要達到國際水平;電容傳聲器、手機用微型傳聲器和微型揚聲器、擴聲用專業揚聲器(包括揚聲器系統)進入并達到國際先進水平。


目前,制約我國電聲器件發展的關鍵問題是優質的科技含量高的專用零部件短缺,主要是對專用材料和加工工藝的研究滯后。因此,電聲企業應該繼續實行“上檔次從零件抓起”的方針,提高和完善以專業化協作為特征的行業組織結構。鼓勵有條件的裝配企業,保留精干的零部件研制開發力量,生產自己的專有零件,追求產品的個性化。要充分引進、學習、利用外國揚聲器新部件、新材料、新工藝、新技術,生產出優質零部件;要從揚聲器涉及的聲學、電學、力學和美學的諸多方面來綜合分析,設計制造高檔次零配件;要使零配件企業注重揚聲器相關領域人才的引進,如高分子化學、造紙專業等,加速零配件上檔次。

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