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【漲姿勢】 詳解音箱知識點,弄懂這些你也是大師!

市面上的音箱形形色色,但無論哪一種,都是由喇叭單元(術語叫揚聲器單元)和箱體這兩大最基本的部分組成,另外,絕大多數音箱至少使用了兩只或兩只以上的喇叭單元實行所謂的多路分音重放,所以分頻器也是必不可少的一個組成部分。當然,音箱內還可能有吸音棉、倒相管、折疊的“迷宮管道”、加強筋/加強隔板等別的部件,但這些部件并非任何一只音箱都必不可少,音箱最基本的組成元素只有三部分:喇叭單元、箱體和分頻器。



1.為什么有些音箱用兩只甚至更多的喇叭單元,用一只行嗎?


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1932年世界第一只電磁推動的單體揚聲器誕生


喇叭單元起電-聲能量變換的作用,將功放送來的電信號轉換為聲音輸出,是音箱最關鍵的部分,音箱的性能指標和音質表現,極大程度上取決于喇叭單元的性能,因此,制造好音箱的先決條件是選用性能優異的喇叭單元。


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對喇叭單元的性能要求概括起來主要有承載功率大,失真低、頻響寬、瞬態響應好、靈敏度高幾個方面,但要在20Hz-20kHz這么寬的全頻帶范圍內同時很好兼顧失真、瞬態、功率等性能卻非常困難,正如道路警察,如果管得太寬肯定會顧此失彼,而各管一段就容易得多,喇叭單元也是這個道理,最有效地解決方案就是分頻段重放。


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為此喇叭廠生產了不同類型的單元,有的只負責播放低音,稱為低音單元,播放中音的叫中音單元,高音單元只負責播放高音,這樣便可采取針對性的設計,將每種單元的性能都做得比較好。



2.分頻器是做什么用的?


由于現在的音箱幾乎都采用多單元分頻段重放的設計方式,所以必須有一種裝置,能夠將功放送來的全頻帶音樂信號按需要劃分為高音、低音輸出或者高音、中音、低音輸出,才能跟相應的喇叭單元連接,分頻器就是這樣的裝置。如果把全頻帶信號不加分配地直接送入高、中、低音單元中去,在單元頻響范圍之外的那部分“多余信號”會對正常頻帶內的信號還原產生不利影響,甚至可能使高音、中音單元損壞。?


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從電路結構來看,分頻器本質上是由電容器和電感線圈構成的LC濾波網絡,高音通道是高通濾波器,它只讓高頻信號通過而阻止低頻信號;低音通道正好相反,它只讓低音通過而阻止高頻信號;中音通道則是一個帶通濾波器,除了一低一高兩個分頻點之間的頻率可以通過,高頻成分和低頻成分都將被阻止。在實際的分頻器中,有時為了平衡高、低音單元之間的靈敏度差異,還要加入衰減電阻;另外,有些分頻器中還加入了由電阻、電容構成的阻抗補償網絡,其目的是使音箱的阻抗曲線盡量平坦一些,以便于功放驅動。



3.喇叭單元有那些種類?


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ESL 2812來自世界靜電揚聲器鼻祖品牌——QUAD


喇叭單元的種類很多,分類方法也各不相同。如果按電-聲轉換的原理來分,有電磁式、電動式、靜電式、壓電式等不同類型的單元,最常用的是電動式單元;按照單元振膜的形狀來分,有錐盆單元、平板單元、球頂單元、帶式單元等類型,其中錐盆單元和平板單元比較適合做低音和中音,而球頂單元和帶式單元比較適合做高音,也有部分中音單元采用球頂式設計;從所覆蓋的頻帶來看,喇叭單元又可分為低音單元、中音單元、高音單元和全頻帶單元。


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目前最常見的低音單元和中音單元從換能原理上講都屬于電動式揚聲器,它們多采用錐盆狀的振膜,因為這形狀的振膜設計成熟、性能良好。振膜材料則多種多樣,有傳統的紙質振膜,也有高分子合成材料(如聚丙烯)制作的振膜,還有鋁、鎂、木纖維等金屬材料制作的振膜。


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高音單元最常用的是球頂式高音,從工作原理上講也屬于電動式單元。球頂高音的振膜可以用金屬材料制造(如鋁、鈦、鈹等),稱為硬球頂,也可以用軟質的織物制造(如蠶絲、化纖),稱為軟球頂。


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鋁帶高音


除球頂式高音外,另外比較常見的有鋁帶式高音。



4.喇叭單元為什么要裝在箱子里?不裝箱行嗎,比如用個支架來固定它們?


不行,準確地說是低音單元必須要裝箱,高音則可裝可不裝。低音單元的振膜在前后運動時,除了有向前方輻射的聲波,也有向后方輻射的聲波,兩個方向的聲輻射相位正好相反,即相差180度。


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由于低頻聲波的波長很長,其繞射能力是很強的,也就是說低頻聲波的方向性很弱,如果喇叭單元不裝箱的話,后向輻射的聲波就會繞到前面來與前方的輻射異相相消,總體上的前向聲波輻射能量就被大大削弱,這種現象稱為“聲短路”。“聲短路”現象必須設法消除,否則低頻根本無法有效地輻射。如果把喇叭單元裝在箱子里,振膜后方的輻射被箱子阻隔,也就不會形成“聲短路”了。



5.箱體一般用什么材料制造?


箱體一般用木質材料制作,因為木材容易加工,表面處理之后能得到和家具一樣的質感,容易跟居室環境協調一致。目前最常用的材料是人造中密度纖維(MDF)板,這種材料強度高,而且不易變形,不開裂,表面還非常平整,無須打磨就可以直接粘貼木皮或PVC裝飾。


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還有用天然實木板制作箱體的,不過天然實木成本比較高,而且處理不當容易開裂變形,所以近年來的應用越來越少,一般只用于高品質音箱,主要是取實木的質感比較高品質(特別是名貴木材)這一優點。當然,箱體不一定非得用木材來做,用塑料、用金屬甚至用石板都可以,但這些材料制作的音箱并不普遍。



6.音箱是如何分類的?

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音箱的分類有不同的角度與標準,按音箱的聲學結構來分,有密閉箱、倒相箱(又叫低頻反射箱)、無源音箱、有源音箱之分等。



7.什么叫雙線分音?


常規的音箱只有一組輸入接線柱,從功放出來的全頻帶信號用一組喇叭線送到音箱,在音箱內部才通過分頻器將高、低音分開。


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雙線分音(Bi-wiring)則用兩組喇叭線來連接功放和音箱,讓高、低音分道揚鑣各走各的道,大家互不牽扯。雙線分音需要把分頻器的高音通道和低音通道的輸入端分開,因此音箱必須提供兩組接線柱。當然,能雙線分音的音箱也可以采用常規的單線接法,只要用隨箱附送的金屬短路片將兩組接線柱并接為一組就行了。



8.雙線分音一定比常規連接好嗎?


雙線分音主要理由是有的喇叭線適合傳輸低頻,有些適合傳輸高頻,如果分開傳輸就能按照不同的需要選擇相應的線材,達到最理想的效果。不過,這種觀點也只是一家之言,也有人認為雙線分音弊大于利的,例如有些人認為不同線材的傳輸特性不一致,會破壞高、低音相位的一致性,如果用相同的線,那又何必多此一舉呢?



9.為什么通常較大的音箱低音也比較好?


音箱的低頻下限和兩個因素密切相關,一個是喇叭單元的諧振頻率,一個是箱體的容積。在不裝箱的情況下,低音單元的低頻諧振頻率通常被認為是單元的有效頻響下限,口徑越大的單元,諧振頻率一般也越低,所以用大喇叭有利于還原更低的低頻。


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此外,較大的振膜面積在同等振幅的前提下可以推動更多的空氣,容易獲得更多的低頻量感。當喇叭單元裝箱以后,其諧振頻率受箱內空氣勁度的作用會上升,箱體容積越大,空氣對單元的作用就越小,諧振頻率上升也就越小,有利于獲得更低的綜合低頻響應。大音箱一方面便于使用大口徑的低音單元,另一方面又有更大的箱體容積,所以低頻通常比較好。



10.評價音箱好壞的標準是什么?


一款真正高品質的音箱,應該同時兼具高品質的客觀性能指標和良好的主觀聆聽評價。高品質的性能指標包括寬闊而平坦的頻率響應、很少的失真、快速的瞬態反應、高聲壓輸出能力、高功率承載能力、合適的阻抗特性以及合理的靈敏度。


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而什么是良好的主觀聆聽評價,則是一門“藝術”了,每個人的標準不盡相同。理論上講,既然音箱是還音系統的一個環節(而且是對還音質量影響最明顯的最終環節),那么就應該忠實地還原,音箱本身不帶任何個性,不能對原音樂信號進行任何扭曲或修飾美化,如果達到或接近這樣的標準,就是一款好音箱,這就是所謂“唯真派”的觀點。


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然而也有人認為,既然音箱是用來再生音樂的,那么聲音好不好聽就是檢驗音箱好壞的標準,這就是所謂“唯美派”的觀點。“唯美派”容許音箱對音樂信號進行合理的修飾潤色,也不太在乎技術指標是否出色,只要放出來的聲音“好聽”就行了。“唯美派”的觀點更適合我們這些把聽音樂作為娛樂的愛好者,不過,對于什么叫“好聽”并無統一標準,而且不顧性能盲目追求好聽或者個性很容易陷入誤區。因此客觀地講,即使“唯美派”認可的好音箱,也應該建立在保證基本性能指標的前提下。


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