聲音是怎麼從單體「震」出來的？搞懂電磁原理、基礎電氣參數，幫你打開聲音的科學之門！
在前篇，我們拆解了喇叭單體的每個結構零件。從音膜、音圈、磁鐵，到外殼與防塵蓋，我們看見一顆單體的物理構造。但光有結構還不夠，聲音之所以能發出，還需要一場「電磁魔法」的啟動。
這一章，我們就從一個實際的單體規格案例切入，帶你搞懂一顆動圈單體究竟是怎麼把電流「變聲音」的。再來，我們會一一拆解喇叭常見的電氣規格與測試參數，讓你從產品開發、調音到客戶對應時，都更有底氣說出：「這顆單體，我懂它！」
規格實例解析：耳機單體的「身份證」
在深入探討聲音原理之前，讓我們透過一個典型的耳機喇叭單體規格實例，來具體認識這些部件在產品中是如何被定義的。這份清單就像單體的「身份證」，記載了每個關鍵部件的材料、尺寸和特性，是工程師在設計、生產和品管時的重要依據。
底座 ：φ40，ABS+玻纖黑色
喇叭單體最底部的支撐結構，外徑為40mm。材質為ABS塑膠並添加玻璃纖維強化，通常呈現黑色，提供穩固的基礎。
磁鐵：φ18.0*4.0*1.5T，N35
直徑18.0mm、內徑4.0mm、厚度1.5mm的環形磁鐵。N35代表磁鐵的性能等級，數值越高通常磁力越強。磁鐵本身沒有磁性，需要充磁後才會產生S/N極性。
華司：φ19.50*2.8*2.0T
華司的外徑為19.50mm，中心孔徑2.8mm，厚度2.0mm。它的尺寸必須與磁鐵和軛鐵精確配合，以確保磁路的效率。華司的材質是鐵板，通常會經過電鍍處理。
軛鐵：φ23.5*21.1*4.2T
「圓鐵」「軛鐵」是一個外徑23.5mm、內徑21.1mm、厚度4.2mm的部件。它能增強磁力線，與磁鐵和華司間的間隙越小，磁力越強。
振膜：TY2488-19U PET φ37.7
振膜的型號為TY2488-19U，材質為PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯），這是一種常見的塑料材料，具有良好的彈性和穩定性。振膜的直徑為37.7mm，這直接影響喇叭單體的發聲面積。
音圈：φ20.3*0.05*50，H=2.0±0.1，鋁材質
音圈的骨架外徑為20.3mm，線材直徑為0.05mm，總繞線圈數為50圈。音圈的高度為2.0mm，允許誤差為正負0.1mm。此音圈使用鋁線作為導體，相較於銅線更輕，有助於提高響應速度。音圈負責接收信號，產生正弦波與磁回成相吸、相斥的原理。
端子板：(RMB27CSGA) 厚 0.8mm
連接音圈引線和外部信號線的基板，型號為RMB27CSGA，厚度為0.8mm，確保電信號的穩定傳輸。基板的主要功能是連接音圈引線及外接信號線。
網布：φ13.7mm (RMLN40CSGDB)
網布的直徑為13.7mm，型號為RMLN40CSGDB。它既能防塵，也能在聲學上扮演調音的角色。
調音紙：RMLT40CSGD-Y2露一孔 φ35*φ26
型號為RMLT40CSGD-Y2，通常用於更精確的聲音調整。有一個開口設計（露一孔），外徑35mm，內徑26mm，這種結構能進一步優化單體的聲學特性。調音紙的功能與不織布類似，都是防塵並調節音色。
發音原理總覽：電流 × 磁場 × 音膜 = 聲音？
了解了喇叭的組成與具體規格後，你可能會好奇：這些靜止的零件，究竟是如何「動」起來並發出聲音的呢？這背後其實蘊藏著精妙的物理原理。
聲音的產生，其實就是「振動」的產物。對耳機來說，振動是由音膜推動空氣產生的，而這背後驅動音膜的力量，來自於音圈與磁場之間的相互作用。
簡化來說，動圈單體的聲音產生過程如下：
- 擴大機輸出電流 → 進入音圈
- 音圈產生變動磁場 → 與固定磁鐵場交互
- 音圈帶動音膜前後震動 → 擠壓空氣產生聲音波
這就是所謂的「電–磁–機–聲」能量轉換過程。
電磁驅動解析：動圈式單體的核心原理
動圈式單體的核心運作邏輯，正是基於電磁學的勞侖茲力 (Lorentz Force)。
- 音圈載流導線進入磁場 → 產生勞侖茲力：當電流通過音圈這個導線，並處於磁鐵所提供的固定磁場中時，音圈就會受到一股力的作用。這股力的大小與電流強度、磁場強度和導線長度有關，公式表達為 F=BIL (其中 F 是力，B 是磁場強度，I 是電流，L 是導線長度)。
- 方向與電流極性有關（左手定則）：這股力的方向並非隨機，它會根據電流的方向和磁場的方向來決定。我們可以透過「佛萊明左手定則」來判斷：伸出左手，食指指向磁場方向，中指指向電流方向，那麼拇指所指的就是力的方向。這就是為什麼音圈能隨著電流的正負變化而前後運動。
- 聲音頻率的高低 → 對應音圈震動速度的變化：當輸入音圈的電流信號頻率越高，音圈的振動速度就越快，產生的高頻聲音就越清晰；反之，頻率越低，振動速度越慢，則產生低頻聲音。
振動與共鳴：影響音色的隱藏力量
喇叭不是只會動就好，要動得「剛剛好」才能發出好聽的聲音。這裡有幾個重要概念，會深刻影響喇叭的音色和整體表現：
- 諧振頻率（Fs）：這是喇叭單體在沒有任何外力（例如音箱）干預下，它「自然」最容易振動的頻率，也是其最低的共振點.
- 阻尼（Damping）：阻尼就像是音膜運動的「剎車」或「緩衝」。它控制著音膜在振動後的「回彈」速度和「餘震」的程度。
基本電氣性能特性
評估喇叭的性能，我們在生產過程中會對其進行一系列的電氣特性檢測。這些指標就像喇叭的「健康報告」，能幫助我們了解它的表現是否符合設計要求：
- 阻抗 (Impedance)：單體對電流的阻力，單位為歐姆（Ω）。
- 靈敏度（Sensitivity）：在固定輸入電壓下（通常是1mW輸入），喇叭能產生多大的聲音（dB SPL，聲壓級）。
- 頻率響應（Frequency Response）：喇叭可以發出聲音的頻率範圍. 通常以圖表形式呈現，顯示喇叭在不同頻率下的聲音輸出強度。
- 失真（THD - Total Harmonic Distortion）：輸入訊號與輸出波形之間的偏差比例。
功率與聽音電壓換算：如何避免「破音」？
在耳機設計中，了解喇叭的功率和阻抗如何影響所需的聽音電壓非常重要，這直接關係到產品的性能和用戶體驗，尤其是在大音量下避免出現異音 (俗稱「破音」)。
換算公式： 我們可以使用以下公式計算喇叭的聽音電壓:
喇叭額定功率×喇叭阻抗=喇叭聽音電壓 (V)
舉例說明：
- 例子一：如果一個喇叭額定功率為1.4mW (0.0014W)，阻抗為16Ω，那麼它的聽音電壓約為 0.0014×16≈0.15V。
- 例子二：如果我們希望達到20mW的功率輸出，而喇叭阻抗仍為16Ω，那麼所需的聽音電壓將是 0.02×16≈0.56V。
重要提醒： 當聽音電壓過大時，喇叭的振動幅度也會隨之增大，這時就非常容易出現「異音」或「雜音」. 這表示單體已經超過了其最佳工作範圍. 為了解決這個問題，可能需要重新設計，包括調整膜片厚度（更厚通常能承受更大的振動）和調音布的貼法（影響阻尼，控制振動）。
單體不只是規格，它也是聲音的性格
看懂了電磁原理與電氣特性，你會發現：一顆單體不只是「幾歐姆」、「幾dB」、「幾Hz」這麼簡單。它每個參數背後，都蘊含著工程師的巧思和聲學的奧秘。
真正會聽的人，也要懂「它為什麼會這樣響」。理解這些電氣特性與聲音物理的連結，會讓你對聲音的品質有更深層次的掌握。
感謝你的耐心閱讀，到這裡，我們對喇叭單體的內部原理已經有了全面的認識。在下一章，看聲音是如何「被雕刻出來」的。
