設計者必須讓音圈能更緊密的黏附在筒上，即使用力拉扯也很難使其分離，這樣承受功率也能向上提升。
文/圖 謝宗桓
延續筆者上期所述，本期我們將繼續探討喇叭與功放之間驅動的關係，當已經能瞭解喇叭動態範圍之後，單體音圈設計與功放之間的關係，讓讀者在選購時不會進入誤區!!
許多讀者都常常會看到喇叭標榜大音圈設計，但其中到底是啥意思呢??首先要瞭解這種設計的話必須先瞭解何謂音圈，一個傳統的動圈式喇叭的壽命首先決定於音圈的質量，音圈可說是揚聲器的心臟，其位於磁路內部連接鼓紙震膜，動圈式喇叭是利用固定磁場的反作用力使另一個磁場反方向動作(異極性相吸、同極性相斥)，而音圈，就是單獨的一段金屬線纏繞在一個稱為軸承的圓柱體，而當主機或功放發出的功率交流電經過這段金屬線時，會產生改變的磁場極性，唱片所發出的聲音，透過電子器材轉換成電流，這個電流使音圈相對於喇叭磁鐵所產生的固定磁區產生反作用力，一個正向脈衝使圓錐紙盆相對於磁鐵產生往外的運動、而負向脈衝使紙盆向內運動。當音圈推動紙盆產生來回運動時，就會使至震膜推動空氣，始空氣壓力產生改變，聆聽者所接收到這些改變的訊息，就是稱為聲音。
從這張圖就可以很明顯的看出位於b位置的音圈作動方式。
而音圈一般為圓形的自粘銅漆包線繞制，不過這個零件噁說是喇巴中最矛盾的部位，為了增大程受電流與功率，線徑就要增大，線徑大了，要求磁隙就大了，磁隙大了，功率效率反而下降，所以只能在矛盾中取中間值。音圈一般為兩層繞制，單層繞制無法引出線。音圈是繞制在一個強硬材質的骨架上，大功率的揚聲器骨架有鋁或功夫龍(Kevlar)製成，不過音圈還是銅線的。
我們常說幾芯的喇叭其實指的就是指喇叭的音圈有多大，圖中準備插相位椎的地方就是音圈。
那我們瞭解音圈之後許多讀者會想這跟動態範圍有啥關係?上期筆者有提過喇巴的承受功率越高，理論上來說動態範圍會越大，而大音圈的設計可在相同推力情況下，音圈直徑加大了，線圈匝數可以減少；匝數減少了，線徑可以加粗。粗線可以承受更大電流，機械強度也較大，且與振膜接觸面積也大，粘合後強度高，不易開裂，因此承受功率也比較高，自然比起小音圈喇叭動態範圍上升不少。此因為喇叭在工作的同時會產生大量的熱能，如果這些熱能不能良好的散失的話，將會使得喇叭壽命減短的，而解決此問題最好的途徑就是加大音圈口徑，利用增大面積，為熱量散失提供一個良好的通道，有利於散熱，不致於聚積大量的熱能而燒毀音圈。且大音圈喇叭在聲音的表現上整個低頻的紮實度以及精準度也會優異許多。
此外常聽見有人提到大音圈就長行程的說法其實是錯誤的。所謂大音圈，是指音圈的直徑比較大，這很好理解。但長行程，就另當別論了。因為長行程只是一個相對的概念，在歐姆數以及線徑都固定的情況下，音圈越大，行程只能相對越短而絲毫不可能加長。所以大音圈是否為長行程還必須看其他的配套措施是否良好。
價格昂貴的釹鐵磁體(Neodymium Magnet)，這種磁鐵的磁力為傳統鐵氧磁鐵的1.7-3倍。
不過說了這們多大音圈設計的好處之後難道沒有缺點嗎?答案是肯定的！由於大音圈的設計所以它音圈和震膜的速度基本保持一致，速率與速度都快，但是也對功放的輸出電流和功率與阻尼係數(DF)的要求更高，要足夠才能發揮它潛力。此外音圈口徑加大會造成振動系統附加質量增大，且反電動勢(下期將會做解說)等問題進而影響喇叭的效率，使得變成所謂俗稱的「重推」！需要在設計結構與材料的部份再做強化，因此價錢也會隨之水漲船高!
因此由上述問題，在汽車音響目前只有Dynaudio、Morel、DLS這些品牌有在銷售大音圈的喇叭單體，而這幾年隨著材質的進步，大音圈的問題已經開始獲得改善，以筆者本次幫國外設計的65mm大音圈陶瓷披覆六吋半單體為例，首先重推的問題在音圈部份可以選用較輕的鋁線來繞製音圈，而音圈筒也用鋁或更輕的材質。音圈線材的採用也改為扁線設計讓密度更高，此外要求廠商在製作音圈時不使用快速繞線機來繞製音圈，因為快速所製作出的音圈會不夠紮實，反到使用慢速機台讓音圈纏繞很慢很緊密而結實，在使用特殊的機台，將音圈套起來從音圈筒內部加熱，使二者都能同時受熱，膨脹大小相同，在從外部降溫，讓音圈能更緊密的黏附在筒上，即使用力拉扯也很難使其分離，在如此設計之後，不只質量比起一般的音圈還要輕且筆者實測起來利用率比Dynaudio六角形截面導線的93%還要高出2%來到了95%，且承受功率也向上提升至500W RMS。
好的音圈從選用銅料開始到纏繞方式以至最後固定做的選擇都是一門學問。
此外重要的磁路設計，很多人都以為為汽車會使用內磁式設計是因為不像家用大音圈單體沒有空間問題因此使用外磁設計再搭配巨型傳統磁鐵，其實這個問題這樣說不完全對。因為低音單元的空氣學特性，當振膜背面的聲波如果不能順暢運動，被巨大的磁鋼反阻礙、反射，那就會對振膜本身產生回力，也帶來不良影響，而污染音質。
dynaudio專利的上下雙磁路設計，可使整個磁力線更為均勻。
而內磁式的原理只要有讀過物理的讀者都知道磁鐵的磁力線是從中央往外流，磁鐵外圈的磁力遠高於內圈，所以把音圈至於磁鐵外面可以得到更大的動力且可以實現完美的對稱或磁場設計。內磁式單體如果以剖面圖來看的話導磁板夾在上下兩塊磁鐵中，音圈在整個運動中都處於均勻磁場之內。筆者還設計特殊形狀的磁極讓磁鐵包含在音圈筒裡面，搭配專用極片這樣可以獲得最大的磁力，一般外磁單體大約只能使用到磁鐵磁力的40%左右，而筆者設計的單體卻可以有90%以上的磁力使用率。此外磁鐵選用價格昂貴的釹鐵磁體(Neodymium Magnet)，這種磁鐵的磁力為傳統鐵氧磁鐵的1.7-3倍，擁有磁束密度高與優異Q值特性等諸多良好因素，使得這顆65mm音圈的低音單體有89dB的高效能，不需要太大的功率即可驅動，擺脫重推的陰影！
主機或功放發出的功率交流電經過音圈這段金屬線時，會產生改變的磁場極性。
大音圈跟長衝程是兩回事，決定衝程的問題與彈波、懸邊與T鐵華斯的設定更有關聯。
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