如果你將揚(yáng)聲器從音箱中取出,同樣的給上信號(hào),揚(yáng)聲器依然能發(fā)聲,但聲音會(huì)變得很小,這是為什么?因?yàn)閾P(yáng)聲器振膜工作時(shí),會(huì)同時(shí)驅(qū)動(dòng)振膜前后的空氣形成兩組聲波,但這兩組聲波的相位相差180度,也就是說,這兩組聲波峰谷相對,會(huì)相互抵消,使得聲壓下降,這和我們設(shè)計(jì)的煲箱軟件的降噪原理有些相似。為了讓聲音變得更有效率,揚(yáng)聲器需要配合板子使用,這些板子被稱為障板。這些障板的不同組合,形成了不同的箱體,與揚(yáng)聲器配合形成不同的結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)被稱為聲學(xué)結(jié)構(gòu),它決定了音箱的一些基本特征。
密閉式,又叫封閉式。顧名思義,即完全封閉的結(jié)構(gòu),它的設(shè)計(jì)目的就是為了完全阻斷揚(yáng)聲器向后驅(qū)動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音,這種聲學(xué)結(jié)構(gòu)簡單,便于設(shè)計(jì),它曾經(jīng)是音箱的主流形式,也是土炮黨所鐘愛的一種結(jié)構(gòu)。但隨著有源音箱的發(fā)展,密閉式的聲學(xué)結(jié)構(gòu)不再顯得那么受歡迎,主要原因是密閉式不利于散熱,對于內(nèi)置功放模塊的有源音箱來說,這種結(jié)構(gòu)會(huì)降低電氣方面的安全性。到目前為止,還能看到一些2.1音箱的衛(wèi)星箱采用這種結(jié)構(gòu)。
封閉式音箱內(nèi)貼附較厚的吸音材料,可以吸收聲波,以有效地防止聲短路.即防止人射波與反射波的相互抵消。由于向箱體后面輻射的聲能無法利用,因而密封式音箱的放音效率比較低。封閉式音箱的容積有限,在振膜背面形成一個(gè)空氣“彈簧”,使揚(yáng) 聲器系統(tǒng)的諧振頻率升高,使低頻響應(yīng)變壞??芍?,諧振頻率不太低 的揚(yáng)聲器不宜作封閉式音箱;橡皮邊式揚(yáng)聲器的諧振頻率比較低,較適于作封閉式音箱。封閉式音箱體積比較小,很適于擺放在空間較小的廳室內(nèi)。一般 書架式、懸掛式音箱等都可作成封閉式音箱。
當(dāng)揚(yáng)聲器工作時(shí),振膜會(huì)前后驅(qū)動(dòng),箱體內(nèi)的氣體的體積會(huì)產(chǎn)生變化,隨之而來就是氣壓產(chǎn)生變化,它會(huì)與外界的氣壓形成相互作用力,向內(nèi)或向外頂托振膜快速回位,如同有個(gè)“空氣彈簧”一般,這個(gè)特點(diǎn)決定了密閉式聲學(xué)結(jié)構(gòu)的音箱會(huì)具有良好的響應(yīng)速度,通常情況下,密閉式能讓聲音變得干凈清晰,具有質(zhì)感,具有良好的響應(yīng)速度,整體不會(huì)拖泥帶水,低頻衰減平滑柔和。但同時(shí),這個(gè)特性也會(huì)限制振膜的行程距離,使得推動(dòng)的空氣體積變小,這會(huì)降低效率,尤其是低頻的量感。
倒相式
倒相箱是目前應(yīng)用最為普遍的音箱,它在密閉箱的基礎(chǔ)上增加了一載導(dǎo)管(倒相管),導(dǎo)管一端跟箱內(nèi)的空氣連通,另一端通過箱壁上的開口(倒相口)通往箱外。當(dāng)喇叭單元的振膜運(yùn)動(dòng)時(shí),一方面直接對外輻射聲波,另一方面又壓縮(或擴(kuò)張)箱內(nèi)的空氣。使箱內(nèi)的控制氣從倒相口排出來,這樣,倒相口就成了策動(dòng)空氣的“第二振膜”,如果設(shè)計(jì)得巧妙,倒相管-箱體系統(tǒng)可以剛好使振膜后向輻射的聲波倒相180度(倒相箱因此而得名),這樣從開口處輻射出去的聲波就與振膜前方輻射的聲波同相了,而同相的輻射使聲能得到疊加,于是加強(qiáng)并延伸了音箱總體上的低頻響應(yīng)。
倒相式又分為前倒相、后倒相,即指的倒相管的指向,這兩種形式最為常見,也有將倒相管開在頂部的,例如創(chuàng)新的T20、HD50等。倒相管的指向?qū)Ρ旧聿粫?huì)影響性能,但會(huì)影響擺位,例如后倒相的音箱,擺放時(shí)應(yīng)該注意離墻位置,避免過度反射造成的聲音渾濁。倒相式還可以通過倒相管交換聲學(xué)腔體內(nèi)外的氣體,帶走熱量,這種結(jié)構(gòu),用于有源音箱設(shè)計(jì)時(shí)能提高電氣穩(wěn)定性和安全性,因此大部分有源音箱均采用倒相式。
封閉式音箱把錐盆后面輻射的聲波完全吸收掉,使大約1 2的 聲能被浪費(fèi)掉。設(shè)置倒相孔后,充分利用了揚(yáng)聲器的后輻射聲波,使 聽音房間的低頻輻射強(qiáng)度明顯提高,并擴(kuò)展了低頻重放的下限頻率。封閉箱在其共振頻率附近錐盆振幅最大,由定心支撐片等非線性 位移所引起的失真也最大。設(shè)置倒相孔后,倒相孔空氣質(zhì)量的聲阻作 用,使共振頻率附近錐盆振幅為最小,可使非線性失真減到最小,改善了音質(zhì)。在大音量輸出時(shí),這個(gè)優(yōu)點(diǎn)可顯示出更明顯的效果。倒相式音箱的容積可小于封閉式音箱。若要求重放下限頻率相同, 倒相式音箱的容積減小到封閉箱的60%?70%。另外,倒相式音箱的共振頻率可設(shè)計(jì)為等于甚至低于揚(yáng)聲器共振頻率,故倒相式音箱可使 用較廉價(jià)的紙盆揚(yáng)聲器。倒相式音箱也有些缺點(diǎn)。在音箱諧振頻率以下的低頻帶輻射聲壓 級衰減比較快,易產(chǎn)生低頻“隆隆”聲;另外,倒相式音箱的箱體和 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,制作和調(diào)校麻煩一些。
被動(dòng)振膜式
被動(dòng)振膜,又叫被動(dòng)輻射器、空紙盆。它也是一個(gè)發(fā)聲器,但它本身不具備主動(dòng)驅(qū)動(dòng)力,它不包含驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),它依賴主動(dòng)揚(yáng)聲器工作時(shí),壓縮聲學(xué)腔體內(nèi)的空氣,被驅(qū)動(dòng)而發(fā)聲。這種技術(shù)出現(xiàn)得很早,但真正被廣泛使用,是隨著微型音箱的興起而來。這種技術(shù)實(shí)際是在增加振膜的驅(qū)動(dòng)面積,以推動(dòng)更大體積的空氣獲得低頻量感。這種結(jié)構(gòu)也是全封閉的,因此腔體內(nèi)外也容易形成氣壓差,而產(chǎn)生相互頂托振膜[包括主動(dòng)和被動(dòng)的]的效果,這點(diǎn)和密閉式結(jié)構(gòu)相似,但聲音特點(diǎn)卻并不相同。這取決于主動(dòng)振膜和被動(dòng)振膜的面積比例,如果被動(dòng)振膜很大,甚至大于主動(dòng)振膜,振膜每個(gè)面積單位獲得的作用力就相對小,頂托作用就不會(huì)明顯,聲音的響應(yīng)速度會(huì)變慢,振膜的容易失控,反之,如果被動(dòng)振膜較小,頂托作用就明顯,聲音的表現(xiàn)就會(huì)有類似密閉式結(jié)構(gòu)的特征。
在有些權(quán)威的聲學(xué)書刊中,將被動(dòng)振膜式視作倒相式的變型,由于其特殊性,因此在我們的文章當(dāng)中,將被動(dòng)振膜作為單獨(dú)的一類來說明。
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