音箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教材(編輯修改稿)
2025-07-26 05:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在諧振頻率處的諧振未受到太多的抑制，振幅依然很大，造成很強(qiáng)的自感電勢(shì)，自感電勢(shì)與信號(hào)電勢(shì)共同參與電聲雙向反應(yīng)（筆者在另一文章提出了電聲雙向反應(yīng)論），對(duì)諧振頻率處的聲波造成最大的波形失真，這是危害之一。危害之二是當(dāng)電信號(hào)停止時(shí)，慣性導(dǎo)致大振幅具有較強(qiáng)的余振，造成聲波拖尾變長(zhǎng)，使低頻變得拖泥帶水，產(chǎn)生隆隆聲。這個(gè)隆隆聲就是余振拖尾造成的，是電信號(hào)中沒(méi)有的新聲波。危害之三是強(qiáng)烈的振幅產(chǎn)生較高的聲壓，該聲波失真又大，又會(huì)使頻響曲線的低端凸起，破壞了聲壓的平衡。對(duì)音箱來(lái)說(shuō)，減少這3點(diǎn)危害的有效方法就是增加吸聲材料。但吸聲材料的加入量并非越多越好，過(guò)多的吸聲材料，雖然減少了前兩個(gè)危害，但又造成低音力度不足。這就需要折衷處理，如何掌握吸聲材料的加入量，以什么為標(biāo)準(zhǔn)呢？應(yīng)以反映諧振峰阻尼特性的Q值為標(biāo)準(zhǔn)，~。當(dāng)Q值，阻尼過(guò)量，低頻清晰無(wú)隆隆聲。如果Q值，阻尼不足，低頻聲壓雖上升，但是瞬態(tài)特性變差，低頻伴有隆隆聲，聲波不清晰。影響音箱Q值的因素有兩點(diǎn)，一是單元裝箱前的Q值，由揚(yáng)聲器廠家設(shè)計(jì)確定，用戶一般只能挑選不能調(diào)整。二是箱內(nèi)吸聲材料的品種和數(shù)量可選。這兩個(gè)因素是互相影響的，一個(gè)方面的不足，可用另一個(gè)方面給予補(bǔ)償。但這種補(bǔ)償是有限度的，例如一個(gè)自身阻尼不足的低音單元，品質(zhì)因數(shù)Q值過(guò)大時(shí)，是無(wú)法通過(guò)增加吸聲材料來(lái)使其工作在最佳狀態(tài)的，只能使其轉(zhuǎn)好一點(diǎn)而已。揚(yáng)聲器的諧振頻率裝箱后會(huì)向上漂移，漂移量的大小，受箱容積和吸聲材料的影響。箱容積越大，吸聲材料越多，向上漂移量越小，反之相反。所以消音箱諧振峰的頻率，由單元、箱容積及吸聲材料共同決定。單元諧振頻率低，箱容積大，吸聲材料多，諧振頻率就低。值得注意的是單元的諧振頻率，這是起主導(dǎo)作用的。如果單元諧振頻率偏高，就不能指望通過(guò)加大消音箱容積來(lái)延伸低頻響應(yīng)，因?yàn)閱慰吭龃笙粝淙莘e只能獲得減少向上的漂移量，并不能使音箱的諧振越過(guò)揚(yáng)聲器自身諧振點(diǎn)向下延伸（半消音可以）。一對(duì)音箱的低頻表現(xiàn)，應(yīng)該是頻率低、聲壓足、無(wú)隆隆聲。而頻率和聲壓兩者很難同時(shí)照顧到最佳值，只能折衷考慮。追求低頻的最佳方案是，單元口徑大（口徑略小但線性沖程長(zhǎng)），諧振點(diǎn)低，適當(dāng)?shù)拇笕莘e，適量的吸聲材料。低頻響應(yīng)的下限值，主要由單元諧振點(diǎn)所決定。任意一只低音單元，可以配用不同容積的箱體，箱容積偏大時(shí)，諧振峰向高峰漂移小，頻響箱容積偏小，諧振峰向上漂移大，頻寬變小，能量較為集中，使低端聲壓有所上升，箱容積小到一定程度時(shí)，會(huì)在低頻段的頻響曲線上出現(xiàn)一個(gè)上凸區(qū)。人們希望在保持聲壓頻響曲線盡量平坦的前提下盡量拓寬低頻下限。對(duì)諧振峰以上頻段的背輻射聲波，即非諧振頻段聲波，則要做最大程度的消音處理，消音越徹底，背輻射聲波對(duì)振動(dòng)體的調(diào)制干擾越小，聲染色就越小，下面聲波就越清晰。為了使消音更徹底，增加吸聲材料的數(shù)量是必要的，但不是唯一的，消音需注意以下幾點(diǎn)。（1）品種的選擇不同材料具有不同的吸聲材料，同一種材料在不同的頻率下吸聲系數(shù)也不同，吸聲系數(shù)大的作為首選。應(yīng)該選擇諧振頻段吸聲系數(shù)小、其它頻段吸聲系數(shù)大的。這樣可在保證最佳Q值的同時(shí)，盡可能地加入更多的吸聲材料，對(duì)背輻射有害聲波給予更多的吸收，減少有害聲波的影響，提高正面聲波的清晰度。（2）吸聲材料的放置方式這個(gè)問(wèn)題容易被除數(shù)大家忽視，例如有的品牌音箱將吸聲材料扎成一個(gè)小布袋，隨意丟在箱內(nèi)，還有不少文章推薦在中間。筆者認(rèn)為，放在中間有兩種狀況，一是填滿空腔，二是不填滿，同為中間效果不同。將吸聲材料分散布滿各個(gè)反射面是最佳方案，好處有兩條：一是分散布置可降低厚度，使低頻吸收系數(shù)降低的幅度大于中頻吸收系數(shù)降低的幅度，在保證相同Q值的前提下，可放入更多的吸聲材料，進(jìn)一步加大中頻波的吸收，從而獲得更清晰的下面聲波；二是分散放置時(shí)，反射到箱內(nèi)各處的聲波都能得到有效吸收。如果將吸聲材料做布袋狀，隨意置于箱內(nèi)，就會(huì)有部分聲波被箱壁反射回到振膜（除非吸聲布袋充滿箱內(nèi)空間，但這種機(jī)會(huì)不多），使干擾變大。（3）音箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳統(tǒng)觀念比較重視箱板厚度和正面兩側(cè)棱角及減少駐波的內(nèi)尺寸，但忽略了一個(gè)非常重要的問(wèn)題，箱體厚實(shí)牢固，但聲染色依然存在。采用特厚的面板，表面看是好事，其實(shí)搞不好會(huì)弄巧成拙，音染更大了。原因在于揚(yáng)聲器的背輻射聲波剛出窗口就撞上厚厚的面板孔邊，近距離的大量反射波重返振膜勢(shì)必造成更大的音染。對(duì)現(xiàn)有過(guò)厚的面板，低音單元的面板開孔要由90176。垂直邊改造為45176。左右斜邊，減少空氣振動(dòng)阻力。只要充分理解了消音式音箱的含義，再融入傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)公式或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，不難制作出滿意的消音式音箱。2．2半消音箱消音式音箱具有設(shè)計(jì)調(diào)試簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，音質(zhì)也很好，但背輻射聲波未能利用起來(lái)，低頻失真較大，且低頻下潛不深。而隨后發(fā)展起來(lái)的半消音式音箱，對(duì)這兩條缺陷有所改進(jìn)，既能減少低頻失真又能拓寬低頻響應(yīng)，但調(diào)試復(fù)雜一些，如果沒(méi)有對(duì)音箱原理的深刻認(rèn)識(shí)，沒(méi)有簡(jiǎn)單的儀器幫助，很難將低頻和中頻及中高頻部分做好，尤其是中頻和中高頻。倒相式、兩級(jí)倒相式、空紙盆式、迷宮式、帶通式（低音炮）、管道式、后號(hào)筒式、1/4波長(zhǎng)加載式、傳輸線式、科爾頓式等等，均為半消音式音箱。它們都有一個(gè)共同特點(diǎn)，那就是充分利用背輻射聲波在諧振頻段的能量。通過(guò)箱腔空氣諧振與揚(yáng)聲器諧振的互相耦合，最大限度地將揚(yáng)聲器諧振能量較變?yōu)橄淝恢C振能量，再通過(guò)開口或空紙盆將諧振能量輻射出去，從而提高低頻聲壓并拓寬了低頻響應(yīng)。由于揚(yáng)聲器諧振能量通過(guò)諧振波這根本看不見(jiàn)的空氣彈簧從開口大量輻射出去，加大了振膜的負(fù)載，有效抑制了振膜在諧振頻段的大幅振動(dòng)，從而減少了揚(yáng)聲器感應(yīng)電勢(shì)的產(chǎn)生，使失真顯著減少，并能大幅提高低音揚(yáng)聲器的功率承受額。半消音式音箱的種類雖然很多，結(jié)構(gòu)各不相同，但其工作原理大同小異，例如兩級(jí)倒相式，就是在倒相式基礎(chǔ)上，又增加了一個(gè)諧振腔，兩
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