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发表于 2015-12-29
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扬声器面面观（一）
声箱
声箱的重要性很容易被忽视，看上去它只是一个简单的箱子在里面安装着驱动单元，但实际上并非如此简单。
驱动单元原本是安装在一块很大的板上，使后面的反相位音波与前面的正相位音波隔离，如果前后两面同时产生的音波相遇它们就彼此抵消，在家庭中使用，中音和高音单元很容易用一块不大的板隔离，但低频波长已不是几寸而是若干尺，因此若想隔离前后的最低频率那就必须用巨大的障板才行。
大约四十年前，封闭式声箱，气垫式或无限障隔式扬声器是克服这个问题的最早设计，它的原理是如果将后面的音波在声箱内充分减弱，那就永远不会与前面的音波相遇使驱动单元可以在无音波抵消情形下播放音乐讯号进入听音乐的房间，声箱将驱动单元后面的音波封闭和吸收等于采用一张无限大的障隔板一样，即使最长的音波也不会绕到前面，因此能产生最低的频率。
低音单元后面的音波也可以用几种设计来利用，例如反射气孔负载的声箱即用一个或两个准确计算好直径与长度的管让箱内的音波通过释放出来，这种反射式开孔将后面的音波相位掉转变成正相位，与前面音波相遇不但不抵消并可加强，扩展低音单元可用的低频至它在自由空气中的谐振点以下。
另一种变通的设计是采用一个被动式辐射器或者称为辅助低音辐射器，它本身没有磁铁和音圈，振膜受到低音单元的声波压力而产生谐振，结果也可以利用后面音波增强低音输出。此外还有一种传输线式设计，这种声箱需要较大的体积，内部构造也比较复杂，传输线负载容许后面的声波通过一个长隧道才到达外边，而隧道的长度要根据整个处理的频率波长计算，需要的频率愈低，传输线隧道愈长，这种设计概念是后面的音波应在隧道中被吸收而消失，使传输线的开口没有真的输出。
全封闭式声箱或无限障隔式设计为最简单和最常用的声箱形式，这种声箱实际上已变成驱动单元/房间系统的一部分，驱动单元后面的能量如果不消失在吸音物质里变成热量或声箱的音响处理上就能激励声箱，有两种设计方法，一是将声箱尽量制成惰性和吸音性，但这样需用大量的阻尼物质和加闩才能达成预期效果，成本也极高，另一个变通方法是BBC提供的设计，容许声箱辐射能量但在频率上受到控制。
声箱的储存能量和泄放这个能量的时间与扬声器系统的瞬变性能有密切关系，直到最近设计者也只能选择其一，但Celestion最新推出的SL－600扬声器已采用了一种真正高度坚固和质量轻的声箱，不用传统式物质，但能显著减少声箱的音染。今日驱动单元的发展已到达了一个很高的技术水平，再想改善高度原音，扬声器的设计就应该朝向声箱的物质和结构方面发展取代传统式的木板或夹板声箱。
分音器
从扩散度和降低失真的观点来看可能两个单元的设计是理想的设计，但有一个问题就是这两个单元不想都接受整个讯号的频宽，高音单元不能设计成可以跟随强大的低频讯号（事实上这种讯号常用来测验高音单元的承载力，最后将它烧毁），同时中/低音单元试图重播高频讯号也无可避免产生大量失真，解决的办法是只输入设计驱动单元所能承受的那部分讯号频率。
将两个驱动单元结合为一的线路称为分音器，最简单的形式只需用一个电容器接在两个单元之间防止强大的低频讯号通过进入高音单元，中/低音单元的高频端滚降曲线需要准确设计，有些扬声器则没有降裁到达这个单元的讯号，分音网路的复杂性也由此而生。
比采用一个电容器精密一级的设计是第一级分音器，滚降曲线的斜度浅而受控制（每八度音程衰减6dB），当两个驱动单元在分音频率连接它们的频率在下降3dB交叉点处交连，保证整个系统达成平滑的输出，如果用更复杂的线路可以获得每八度音程陡降12dB,18dB甚至24dB的频应斜度，我们最好是把分音器想像成一系列电气性谐振线路，它们的用途不应只限于输入驱动单元的准确频率范围，如有需要还可以用这些调谐线路矫正单元的不规则输出使频应变得更平直。
现在有些厂用分音器作为一种精密的电子化过荷感应和保护线路，但也有些厂相信这种线路可使音质出现能用耳朵听出的变劣影响，尤其是瞬态响应不清和声音不集中，使声音的细致受到扰乱。Celestion解决的方法是制成有足够坚固，虽然构造简单，但用最大的功率也不会使它们永远损坏，除非连续令驱动单元过荷才会烧音圈。
分音器中的元件愈多，扬声器吸收的功率也愈多，由于通过分音器的电压和电流十分高，所以分音器的元件必须具有足够的承载力避免过荷，否则即产生讯号失真，大功率扩音机可使分音器发生物理性振荡，为了重播高度原音，它的构造需要很坚固并应适当安排元件的位置，避免互相产生磁场干扰。
了解规格
复杂的技术性测量和规格数值虽然是扬声器设计者的工作范围，但消费者也可以从曲线图表中找到一些帮助来选择扬声器。
可能最常见的测量就是频应曲线，它描绘出扬声器在一个频率范围内的输出，不过绘制这种曲线图表有许多方法，厂家、评论者与阅读者最好要小心，因为用这些图表比较一间厂与另一间厂的产品常会作出错误的引导，可能曲线的垂直比例和输出的高低在两个曲线图表上都有分别，看上去最平滑的曲线可能因为压缩了垂直比例将真实的峰和谷隐蔽而缺少解释力，另一点是可能绘图的速度有分别，快活动的笔会描出较平滑的曲线，请注意一下在图旁注明的描绘速度，厂方提供这个资料对他们并没有损失。
描绘这些曲线图表虽有许多方法，但基本上可以从测量的结果看出扬声器的输出分别，测量扬声器可能在无残响室内进行，但在低频中的分析则要视乎所用的无残响室大小而定，在英国很少能准确测量低于60Hz的频应，在测量时可将咪高峰放在离扬声器不同的距离，根据驱动单元的垂直排列而产生不同曲线，其他的曲线一般还在扬声器的主轴之上下左右分别测量，这些曲线可显示扬声器偏轴的输出，也是扬声器重播身历声效果的重要线索。
一款真正为播放高度原音而设计的扬声器应该有平直和规则的频应曲线，由80Hz至15KHz之间的衰减要限于3dB以内，偏轴曲线应与主曲线平滑地分开，水平面曲线也应不大于3dB直至12KHz或稍高频率，最偏轴曲线只应平滑衰减。
测量频应曲线也可以将扬声器放在户外空旷地方和非常高的位置，这样测出的曲线与在无残响室中大致接近，这种方法所得的结果也不能与其他方法测量结果严格比较。
扬声器也可以放在正常室内测量频应，测出的曲线包括室内各障面反射音波与直接音波之间的关系，这些描绘的频应曲线通常是用粉红色噪音所产生，测量每一个第三八度音程内的能量，它们不像用扫描音调测试讯号所产生的连续性可变曲线但呈现以第三八度音程为中心的一系列阶级曲线，一个完美的扬声器在正常室内测出的曲线不会平直，但在低频内会显示一些室内效果以及在5KHz以上高频有缓和的衰减。
极性频应很少受人关心，这是用一个单音调播放围绕扬声器360度测量显示不同频率的扩散度。
效率和灵敏度数值将会在驱动扬声器一节中讨论，一般平均的灵敏度数值约为87dB/W/M，阻抗规格常引起混乱，扬声器的额定阻抗只是一个一般性数值，并非表示8欧姆扬声器它的真正持续阻抗为8欧，只能被认为大约是8欧，扬声器阻抗较低通常显示具有较高的灵敏度，它们需要从扩音机得到较多的电流，假如你想选购低阻抗扬声器必须确定你的扩音机能驱动低阻抗负荷，阻抗与频应曲线可以帮助你发现扬声器的最低阻抗，查看一下与欧姆有关的垂直比例和深谷为多少欧姆。
失真曲线需要小心理解才能发现失真是在那一个电平测量和那些是与驱动频率有关的谐波，一个中等大小的扬声器播放音压在96dB时，高音的失真应低于0.5，最好少于0.25,在100Hz附近正常应为1－2，更低的频率，失真为5已可接受，这些数值均与第三次谐波失真有关，它们比二次谐波失真更能破坏音质，失真与其他的测量曲线缓和地离开理论上的理想不能当作是性能不良的显示，但在一段小频带中出现大的不规则曲线变化就会有显著的影响。
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