40mm规格全频动圈扬声器结构设计

　　这款40mm口径的动圈扬声器，是桌面便携音频设备、小型蓝牙音箱、嵌入式背景音乐终端里最常用的发声单元规格，在消费电子、商用广播、车载辅助声场搭建场景里都有极高的适配率。做结构设计的时候，首先要卡准的就是安装边界：整体外径严格控制在40mm，安装孔位分布在盆架两侧的金属固定支耳上，支耳上预留的通孔适配M2规格的自攻螺丝，安装时单元突出安装面板的高度控制在11mm以内，盆架后侧的磁路部分沉入安装腔的深度为9mm，做腔体设计的时候可以直接按这个尺寸预留避让空间，不用额外做结构干涉校验。

　　从功能实现逻辑来看，这个单元采用的是常规外磁式动圈结构，折环选用的是耐疲劳丁基橡胶材质，相比泡沫折环，长期大振幅工作下的形变量更稳定，不会因为温湿度变化出现折环硬化、顺性偏移的问题，额定工作状态下的线性单边冲程可以做到1.5mm，足够覆盖全频发声的振幅需求。振膜采用的是复合纸基加阻尼涂层的设计，中频段的人声还原平顺，不会出现普通纸盆高频段的分割振动尖峰，配合中心的铜包铝音圈，音圈骨架选用耐高温的Kraft材质，连续满功率工作30分钟的情况下，音圈温升控制在35K以内，不会出现音圈散线、骨架变形的失效问题。

　　设计的时候特意把盆架做了开放式的侧漏结构，磁路后侧的华司、T铁部分没有做完全封闭的盆架包裹，一方面是减轻单元整体自重，单只单元的净重控制在18g左右，不会给便携设备的整机重量带来过多负担；另一方面开放式结构可以让磁路间隙里的热量快速散出，避免长期工作下磁钢出现高温退磁的问题。磁钢选用的是Y30等级的铁氧体材质，磁隙里的均匀磁场强度控制在1.2T左右，足够支撑3W额定功率下的声压输出，1W/1M条件下的声压级可以做到86dB，在小尺寸单元里属于效率偏高的水平，适配小功率功放电路的时候不需要额外做增益补偿就能达到足够的响度。

　　安装支耳的设计做了折弯角度的优化，支耳和盆架主体的连接位置做了R0.8的圆角过渡，避免安装时螺丝锁紧力过大导致支耳根部出现应力断裂，支耳的平面度控制在0.1mm以内，安装锁紧后单元和安装面板之间的缝隙均匀，不需要额外加密封泡棉就能做到基本的气密要求，如果是对低音回放要求更高的场景，只需要在单元和面板之间加一层1mm厚的EVA密封垫，就能避免腔体漏气导致的低频下潜不足、声短路问题。接线端子直接做在支耳的侧面，采用焊片式的接线结构，相比引线式的结构，生产组装的时候焊接效率更高，也不会出现引线拉扯导致音圈偏移的问题，焊片表面做了镀锡处理，焊接时的上锡速度快，不会出现虚焊、假焊的工艺问题。

　　实际选型适配的时候，这个尺寸的单元不需要做复杂的分频电路设计，单只单元就能覆盖200Hz-15kHz的有效频响范围，在小型双单元立体声音箱里做全频使用，或者在大尺寸音箱里做中音补偿单元都能适配。做腔体设计的时候，推荐的密闭腔容积在150cc-200cc之间，如果是倒相式结构，倒相管的调谐频率可以设置在180Hz左右，能获得更好的低频延伸效果。需要注意的是，磁路部分没有做防磁处理，如果是用在靠近CRT屏幕、磁存储介质的场景，需要额外给磁钢加装防磁罩，避免漏磁对周边器件造成干扰，常规的数码产品使用场景下，这个漏磁量不会对电路板上的元器件造成影响。

　　从结构可靠性角度来看，整个单元的连接部位，折环和盆架、振膜和音圈、弹波和盆架的连接都采用了耐老化的丙烯酸胶水粘接，在-20℃到60℃的工作温度区间内，胶水的粘接强度不会出现明显下降，满足消费类电子产品的常规可靠性测试要求。弹波采用的是棉质浸树脂材质，定心精度高，音圈在磁隙里的偏心量控制在0.05mm以内，大振幅工作下不会出现擦圈的问题，长期满功率工作后的弹波残余形变量小于0.1mm，不会出现工作一段时间后振膜下沉、擦圈失效的问题。