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详解音箱知识点,弄懂这些你也是大师!

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发表于 2018-8-10 15:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
  市面上的音箱形形色色,但无论哪一种,都是由喇叭单元(术语叫扬声器单元)和箱体这两大最基本的部分组成,另外,绝大多数音箱至少使用了两只或两只以上的喇叭单元实行所谓的多路分音重放,所以分频器也是必不可少的一个组成部分。当然,音箱内还可能有吸音棉、倒相管、折叠的“迷宫管道”、加强筋/加强隔板等别的部件,但这些部件并非任何一只音箱都必不可少,音箱最基本的组成元素只有三部分:喇叭单元、箱体和分频器。
  为什么有些音箱用两只喇叭单元,而有的要用三只,还有用四只、五只的,用一只行吗?
  喇叭单元起电-声能量变换的作用,将功放送来的电信号转换为声音输出,是音箱最关键的部分,音箱的性能指标和音质表现,极大程度上取决于喇叭单元的性能,因此,制造好音箱的先决条件是选用性能优异的喇叭单元。对喇叭单元的性能要求概括起来主要有承载功率大,失真低、频响宽、瞬态响应好、灵敏度高几个方面,但要在20Hz-20kHz这么宽的全频带范围内同时很好兼顾失真、瞬态、功率等性能却非常困难,正如道路警察,如果管得太宽肯定会顾此失彼,而各管一段就容易得多,喇叭单元也是这个道理,最有效地解决方案就是分频段重放。为此喇叭厂生产了不同类型的单元,有的只负责播放低音,称为低音单元,播放中音的叫中音单元,高音单元只负责播放高音,这样便可采取针对性的设计,将每种单元的性能都做得比较好。
  所以,尽管可以采用一只全频带喇叭来设计音箱,不过出于上述考虑,用多个单元的组合来覆盖整个音频频段的设计方式还是占了绝大多数。具体用几只单元,取决于音频范围的频率划分方式,如果是简单地分成高音和低音(或中低)两段的二分频音箱,选用一高一低(或中低)两只喇叭就够了;如果是分高、中、低三段的三分频音箱,那么最少也得用三只单元,现在两只低音单元并联工作的设计方式也很流行,这样总的单元数便可能达到四只;有些大型音箱的频段划分得更细,如果再采用单元并联工作的设计,总的喇叭单元数就会更多。在音箱的资料或说明书上通常有“X路X单元”这样的文字,就是对音箱的分频路数和所用单元总数的具体说明,例如“三路四单元”,表示这是三分频设计的音箱,总共用了四只喇叭单元,其余依此类推。 
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  分频器是做什么用的?
  由于现在的音箱几乎都采用多单元分频段重放的设计方式,所以必须有一种装置,能够将功放送来的全频带音乐信号按需要划分为高音、低音输出或者高音、中音、低音输出,才能跟相应的喇叭单元连接,分频器就是这样的装置。如果把全频带信号不加分配地直接送入高、中、低音单元中去,在单元频响范围之外的那部分“多余信号”会对正常频带内的信号还原产生不利影响,甚至可能使高音、中音单元损坏。 
  从电路结构来看,分频器本质上是由电容器和电感线圈构成的LC滤波网络,高音通道是高通滤波器,它只让高频信号通过而阻止低频信号;低音通道正好相反,它只让低音通过而阻止高频信号;中音通道则是一个带通滤波器,除了一低一高两个分频点之间的频率可以通过,高频成分和低频成分都将被阻止。在实际的分频器中,有时为了平衡高、低音单元之间的灵敏度差异,还要加入衰减电阻;另外,有些分频器中还加入了由电阻、电容构成的阻抗补偿网络,其目的是使音箱的阻抗曲线尽量平坦一些,以便于功放驱动。
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  喇叭单元有那些种类?
  喇叭单元的种类很多,分类方法也各不相同。如果按电-声转换的原理来分,有电磁式、电动式、静电式、压电式等不同类型的单元,最常用的是电动式单元;按照单元振膜的形状来分,有锥盆单元、平板单元、球顶单元、带式单元等类型,其中锥盆单元和平板单元比较适合做低音和中音,而球顶单元和带式单元比较适合做高音,也有部分中音单元采用球顶式设计;从所覆盖的频带来看,喇叭单元又可分为低音单元、中音单元、高音单元和全频带单元。
  目前最常见的低音单元和中音单元从换能原理上讲都属于电动式扬声器,它们多采用锥盆状的振膜,因为这形状的振膜设计成熟、性能良好。振膜材料则多种多样,有传统的纸质振膜,也有高分子合成材料(如聚丙烯)制作的振膜,还有铝、镁、木纤维等金属材料制作的振膜。
  高音单元最常用的是球顶式高音,从工作原理上讲也属于电动式单元。球顶高音的振膜可以用金属材料制造(如铝、钛、铍等),称为硬球顶,也可以用软质的织物制造(如蚕丝、化纤),称为软球顶。
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  喇叭单元为什么要装在箱子里?不装箱行吗,比如用个支架来固定它们?
  不行,准确地说是低音单元必须要装箱,高音则可装可不装。有两个原因使得低音单元必须装在箱子里:一是为了消除“声短路”现象;二是为了抑制喇叭单元的低频谐振峰。先说一个原因。低音单元的振膜在前后运动时,除了有向前方辐射的声波,也有向后方辐射的声波,两个方向的声辐射相位正好相反,即相差180度。由于低频声波的波长很长,其绕射能力是很强的,也就是说低频声波的方向性很弱,如果喇叭单元不装箱的话,后向辐射的声波就会绕到前面来与前方的辐射异相相消,总体上的前向声波辐射能量就被大大削弱,这种现象称为“声短路”。“声短路”现象必须设法消除,否则低频根本无法有效地辐射。如果把喇叭单元装在箱子里,振膜后方的辐射被箱子阻隔,也就不会形成“声短路”了。
  箱体一般用什么材料制造?
  箱体一般用木质材料制作,因为木材容易加工,表面处理之后能得到和家具一样的质感,容易跟居室环境协调一致。目前最常用的材料是人造中密度纤维(MDF)板,这种材料强度高,而且不易变形,不开裂,表面还非常平整,无须打磨就可以直接粘贴木皮或PVC装饰。有些音箱也采用刨花板制作箱体,刨花板也有不易变形开裂、表面平整的特点,强度也可以,不过一但受潮后就容易损坏,所以通常只用于廉价的低档音箱。还有用天然实木板制作箱体的,不过天然实木成本比较高,而且处理不当容易开裂变形,所以近年来的应用越来越少,一般只用于高品质音箱,主要是取实木的质感比较高品质(特别是名贵木材)这一优点。当然,箱体不一定非得用木材来做,用塑料、用金属甚至用石板都可以,但这些材料制作的音箱并不普遍。
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  音箱是如何分类的?
  音箱的分类有不同的角度与标准,按音箱的声学结构来分,有密闭箱、倒相箱(又叫低频反射箱)、无源辐射器音箱、传输线音箱之分,它们各自的特点详见相关问答。倒相箱是目前市场的主流;从音箱的大小和放置方式来看,有落地箱和书架箱之分,前者体积比较大,一般直接放在地上,有时也在音箱下安装避震用的脚钉。落地箱由于箱体容积大,而且便于使用更大、更多的低音单元,其低频通常比较好,而且输出声压级较高、功率承载能力强,因而适合听音面积较大或者要求较全面的场合使用。书架箱体积较小,通常放在脚架上,特点是摆放灵活,不占空间,不过受箱体容积以及低音单元口径和数量的限制,其低频通常不及落地箱,承载功率和输出声压级也小一些,适合在较小的听音环境中使用;按有无内置的功率放大器,可分为无源音箱和有源音箱,前者没有内置功放而后者有,目前大多数家用音箱都是无源的,不过超低音音箱通常为有源式。
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  什么叫双线分音?
  常规的音箱只有一组输入接线柱,从功放出来的全频带信号用一组喇叭线送到音箱,在音箱内部才通过分频器将高、低音分开。双线分音(Bi-wiring)则用两组喇叭线来连接功放和音箱,让高、低音分道扬镳各走各的道,大家互不牵扯。双线分音需要把分频器的高音通道和低音通道的输入端分开,因此音箱必须提供两组接线柱。当然,能双线分音的音箱也可以采用常规的单线接法,只要用随箱附送的金属短路片将两组接线柱并接为一组就行了。
  类似双线分音,如果用三组喇叭线分别传输高音、中音和低音,这样的连接方式就叫三线分音(Tri-wiring)。不过,三线分音不如双线分音普遍。 
  双线分音一定比常规连接好吗?
  双线分音主要理由是有的喇叭线适合传输低频,有些适合传输高频,如果分开传输就能按照不同的需要选择相应的线材,达到最理想的效果。不过,这种观点也只是一家之言,也有人认为双线分音弊大于利的,例如有些人认为不同线材的传输特性不一致,会破坏高、低音相位的一致性,如果用相同的线,那又何必多此一举呢?
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  为什么通常较大的音箱低音也比较好?
  音箱的低频下限和两个因素密切相关,一个是喇叭单元的谐振频率,一个是箱体的容积。在不装箱的情况下,低音单元的低频谐振频率通常被认为是单元的有效频响下限,口径越大的单元,谐振频率一般也越低,所以用大喇叭有利于还原更低的低频。此外,较大的振膜面积在同等振幅的前提下可以推动更多的空气,容易获得更多的低频量感。当喇叭单元装箱以后,其谐振频率受箱内空气劲度的作用会上升,箱体容积越大,空气对单元的作用就越小,谐振频率上升也就越小,有利于获得更低的综合低频响应。大音箱一方面便于使用大口径的低音单元,另一方面又有更大的箱体容积,所以低频通常比较好。
  评价音箱好坏的标准是什么?
  一款真正高品质的音箱,应该同时兼具高品质的客观性能指标和良好的主观聆听评价。高品质的性能指标包括宽阔而平坦的频率响应、很少的失真、快速的瞬态反应、高声压输出能力、高功率承载能力、合适的阻抗特性以及合理的灵敏度。而什么是良好的主观聆听评价,则是一门“艺术”了,每个人的标准不尽相同。理论上讲,既然音箱是还音系统的一个环节(而且是对还音质量影响最明显的最终环节),那么就应该忠实地还原,音箱本身不带任何个性,不能对原音乐信号进行任何扭曲或修饰美化,如果达到或接近这样的标准,就是一款好音箱,这就是所谓“唯真派”的观点。然而也有人认为,既然音箱是用来再生音乐的,那么声音好不好听就是检验音箱好坏的标准,这就是所谓“唯美派”的观点。“唯美派”容许音箱对音乐信号进行合理的修饰润色,也不太在乎技术指标是否出色,只要放出来的声音“好听”就行了。“唯美派”的观点更适合我们这些把听音乐作为娱乐的爱好者,不过,对于什么叫“好听”并无统一标准,而且不顾性能盲目追求好听或者个性很容易陷入误区。因此客观地讲,即使“唯美派”认可的好音箱,也应该建立在保证基本性能指标的前提下。 

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