市面上的音箱形形色色,但無(wú)論哪一種,都是由喇叭單元(術(shù)語(yǔ)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(shí)行所謂的多路分音重放,所以分頻器也電告不可少的一個(gè)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”、加強盤(pán)/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。
為什么有些音箱用兩只喇叭單元,而有的要用三只,還有用四只、五只的,用一只行嗎?
喇叭單元起電-聲能量變換的作用,將功放送來(lái)的電信號轉換為聲音輸出,是音箱最關(guān)鍵的部分,音箱的性能指標和音質(zhì)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(yōu)異的喇叭單元。對喇叭單元的性能要求概括起來(lái)主要有承載功率大,失真低、頻響寬、瞬態(tài)響應好、靈敏度高幾個(gè)方面,但要在20Hz-20KHZ這么寬的全頻帶范圍內同時(shí)很好兼顧失真、瞬態(tài)、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(huì )顧此失彼,而各管一段就容易得多,喇叭單元也是這個(gè)道理,最有效地解決方案就是分頻段重放。為此喇叭廠(chǎng)生產(chǎn)了不同類(lèi)型的單元,有的只負責播放低音,稱(chēng)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,這樣例可采取針對性的設計,將每種單元的性能都做得比較好。
所以,盡管可以采用一只全頻帶喇叭來(lái)設計音箱,不過(guò)出于上述考慮,用多個(gè)單元的組合來(lái)覆蓋整個(gè)音頻頻段的設計方式還是占了絕大多數。具體用幾只單元,取決于音頻范圍的頻率劃分方式,如果是簡(jiǎn)單地分面高音和低音(或中低)兩只喇叭就夠了;如果是分高、中、低三段的三分頻音箱,那么最少也得用三只單元,現在兩只低頻單元并聯(lián)工作的設計方式也很流行,這樣總的單元數便可能達到四只;有些大型音箱的頻段劃分得更細,如果再采用單元并聯(lián)工作的設計,總的喇叭單元數就會(huì )更多。在音箱的資料或說(shuō)明書(shū)上通常有“X路X單元”這樣的方案,就是對音箱的分頻路數和所用單元總數的具體說(shuō)明,例如“三路四單元”,表示這是三分頻設計的音箱,總共用了四只喇叭單元,其余依此類(lèi)推。
分頻器是做什么用的?
喇叭單元的種類(lèi)很多,分類(lèi)方法也各不相同。如果按電-聲轉換的原理來(lái)分,有錐盆單元、平板單元、球頂單元、帶式單元等類(lèi)型,其中錐盆單元和平板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(lái)看,也有部分中音單元采用球頂式設計;從所覆蓋的頻帶來(lái)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。
目前最常見(jiàn)的低音單元和中音單元從轉換的原理上講都屬于電動(dòng)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。振膜材料則多種多持,有傳統的紙質(zhì)振膜,也有高分子合成材料(如聚兩烯)制作的振膜,還有鋁、鎂等金屬材料制作的振膜。對振膜的要求是剛性好(不易產(chǎn)生分割振動(dòng))、重量輕(瞬態(tài)響應好)、具有適當的內阻尼特性(抑制諧振),但這些要求并不容易同時(shí)滿(mǎn)足,但剛性不夠強;金屬振膜的剛性很好,但阻尼又欠佳;聚兩烯振膜比較好地廉顧了各個(gè)方面,近年來(lái)獲得較多的應用。此外,還有些廠(chǎng)家采用很復雜的工藝制造振膜,“三明治”復合結構就是其中之一,它的上下兩個(gè)表面之間夾著(zhù)蜂巢結構的中間層,整體上具有很高的剛性,同時(shí)又有重量輕、阻尼好的特點(diǎn),很有發(fā)燒前途。
高音單元最常用的最球頂式高音,從工作原理上講也屬于電動(dòng)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(chēng)為硬球頂,也可以用軟質(zhì)的織物制造(如蠶絲、化纖),稱(chēng)為軟球頂,通常,硬球頂的高頻響應比較好,而軟球頂的聲音比較柔和。近年來(lái),帶式高音和靜電高音也得到一定的應用,它們共同的優(yōu)點(diǎn)是振膜特別輕盈,因而高頻響應出色,聲音纖細透明,不過(guò),這兩種高音的生產(chǎn)如球頂高音那么容易,應用不太普及。還有一種號角高音,由球頂式的驅動(dòng)部分加一個(gè)喇叭狀的號角構成,它的特點(diǎn)是聲音指向性強,而且效率高,因而在專(zhuān)業(yè)擴音領(lǐng)域的音箱中應用很普遍。還有一種同軸單元,實(shí)際上是低音和高音單元的組合,具體特點(diǎn)詳見(jiàn)相關(guān)問(wèn)答。喇叭單元為什么要裝在箱子里?不裝箱行嗎,比如用個(gè)支架來(lái)固定它們?
不行,準確地說(shuō)是低音單元必須要裝箱,高音則可裝可不裝。有兩個(gè)原因使得低音單元必須裝在箱子里:一是為了消除“聲短路”現象;二是為了抑制喇叭單元的低頻諧振峰。先說(shuō)第一個(gè)原因。低音單元的振膜在前后運動(dòng)時(shí),除了有向前方輻射的聲波,兩個(gè)方向的聲輻射相位正好相反,即相差180度。由于低頻聲波的波長(cháng)很長(cháng),其繞射能力是很強的,也就是說(shuō)低頻聲波的方向性很弱,如果喇叭單元不裝箱的話(huà),后向輻射的聲波就會(huì )繞到前面來(lái)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(chēng)為“聲短路”。“聲短路”現象必須設法消除,否則低頻根本無(wú)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(huì )形成“聲短路”了。
第二個(gè)原因,每一只電動(dòng)式低頻單元都有一個(gè)低頻諧振點(diǎn),在此諧振點(diǎn)上的輸出達到一個(gè)峰值,但失真也很高,瞬態(tài)響應非常差,如果對此諧振峰不加以抑制,勢必嚴重影響重放的音質(zhì)。如果將單元裝箱,箱內空氣的勁度就會(huì )對振膜的運動(dòng)產(chǎn)生抑制作用,這樣就達到了壓低諧振峰、改善性能的目的。另外,通過(guò)含理選擇箱體的結構和參數,可以達到拓寬低頻響應的目的,設計良好的倒相箱、無(wú)源輻射器音箱、傳輸線(xiàn)音箱都能獲得這樣的效果。
高音單元為什么可以不裝箱呢?因為高音的波長(cháng)短,繞射能力弱,不存在“聲短路”現象,也不象低音單元那樣需要抑制低頻諧振峰,所以,對于高音單元,音箱的作用只是一個(gè)支撐。
箱體一般用什么材料制造?
箱體一般用木質(zhì)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(zhì)感容易跟居室環(huán)境協(xié)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(kāi)裂,表面還非常平整,無(wú)須打磨就可以直接粘貼木皮或PVC裝飾。有些音箱也采用狼子野心花板制作箱體,刨心花板也有不易變形形裂、表面平整的特點(diǎn),強度也可以,不過(guò)一但受潮后就容易損壞,所以通常只用于廉價(jià)的低檔音箱。還有用天然實(shí)木板制作箱體的,不過(guò)天然實(shí)木成本比較高,而且處理不當容易開(kāi)裂變形,所以近年來(lái)的應用越來(lái)越少,一般只用于高檔音箱,主要是取實(shí)木的質(zhì)感比較高級(特別是名貴木材)這一優(yōu)點(diǎn)。當然,箱體不一定非得用木材來(lái)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。
實(shí)木音箱的聲音比人造板音箱好嗎?
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