音箱分类、特点、结构、用途、材质、摆位方法、物理模型

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音箱分类、特点、结构、用途、材质、摆位方法、物理模型
音箱指可将音频信号变换为声音的一种设备。通俗的讲就是指音箱主机箱体或低音炮箱体内自带功率放大器，对音频信号进行放大处理后由音箱本身回放出声音，使其声音变大。下面小编为大家介绍音箱分类、特点、结构、用途、材质、摆位方法、物理模型？


  按使用场合来分
  分为专业音箱与家用音箱两大类。
  家用音箱一般用于家庭放音，其特点是放音质细腻柔和，外型较为精致、美观，放音声压级不太高，承受的功率相对较少。专业音箱一般用于歌舞厅、卡拉OK、影剧院、会堂和体育场馆等专业文娱场所。一般专业音箱的灵敏度较高，放音声压高，力度好，承受功率大，与家用音箱相比，其音质偏硬，外型也不甚精致。但在专业音箱中的监听音箱，其性能与家用音箱较为接近，外型一般也比较精致、小巧，所以这类监听音箱也常被家用HI-FI音响系统所采用。
  按放音频率来分
  可分为全频带音箱、低音音箱和超低音音箱。
  所谓全频带音箱是指能覆盖低频、中频和高频范围放音的音响。全频带音箱的下限频率一般为30Hz-60Hz，上限频率为15KHz-20KHz。在一般中小型的音响系统中只用一对或两对全频带音箱即可完全担负放音任务。低音音箱和超低音音箱一般是用来补充全频带音箱的低频和超低频放音的专用音箱。这类音箱一般用在大、中型音响系统中，用以加强低频放音的力度和震撼感。使用时，大多经过一个电子分频器（分音器）分频后，将低频信号送入一个专门的低音功放，再推动低音或超低音音箱。
  按用途来分
  一般可分为主放音音箱．监听音箱和返听音箱等。

  主放音音箱一般用作音响系统的主力音箱，承担主要放音任务。主放音音箱的性能对整个音响系统的放音质量影响很大，也可以选用全频带音箱加超低音音箱进行组合放音。
  监听音箱用于控制室、录音室作节目监听使用，它具有失真小、频响宽而平直，对信号很少修饰等特性，因此最能真实地重现节目的原来面貌。返听音箱又称舞台监听音箱，一般用在舞台或歌舞厅供演员或乐队成员监听自己演唱或演奏声音。这是因为他们位于舞台上主放音音箱的后面，不能听清楚自己的声或乐队的演奏声，故不能很好地配合或找不准感觉，严重影响演出效果。一般返听音箱做成斜面形，放在地上，这样既可放在舞台上不致影响舞台的总体造型，又可在放音时让舞台上的人听清楚，还不致将声音反馈到传声器而造成啸叫声。

  按箱体结构来分
  可分为密封式音箱、倒相式音箱、迷宫式音箱、声波管式音箱和多腔谐振式音箱等。
  其中在专业音箱中用得最多的是倒相式音箱，其特点是频响宽、效率高、声压大，符合专业音响系统音箱型式，但因其效率较低，故在专业音箱中较少应用，主要用于家用音箱，只有少数的监听音箱采用封闭箱结构。密封式音箱具有设计制作的调试简单，频响较宽、低频瞬态特性好等优点，但对拨声器单元的要求较高。在各种音箱中，倒相式音箱和密封式音箱占著大多数比例，其他型式音箱的结构形式繁多，但所占比例很少。
  1．密闭式音箱（Closed Enclosure）是结构最简单的扬声器系统，1923提由FrederICk提出，由扬声器单元装在一个全密封箱体内构成。它能将扬声器的前向辐射声波和后向辐射声波完全隔离，但由于密闭式箱体的存在，增加了扬声器运动质量 产生共振的刚性，使扬声器的最低共振频率上升。密闭式音箱的声色有些深沉，但低音分析力好，使用普通硬折环扬声器时，为了得到满意的低音重放，需要采用容积大的大型箱体，新式的密闭音箱大多选用Q值适当的高顺性扬声器。利用封闭在箱体中的压缩空气质量的弹性作用，尽管扬声器装在较小的箱体中，锥盆后面的气垫会对锥盆施加反动力，所以这种小型密闭式音箱也称气垫式音箱。
  2．低音反射式音箱（Bass-Reflex Enclosure）也称倒相式音箱（AcoustICal Phase Inverter），1930年由Thuras发明。在它的负载中有一个出声口开孔在箱体一个面板上，开孔位置和形状有多种，但大多数在孔内还装有声导管。箱体的内容积和声导管孔的关系，根据兹共振原理，在某特定频率产生共振，称反共振频率。扬声器后向辐射的声波经导管倒相后，由出声口辐射到前方，与扬声器前向辐射声波进行同相叠加，它能提供比密闭式更宽的带宽，具有更高的灵敏度，较小的失真。理想状态上，低频重放频率的下限可比扬声器共振频低20%之多。这种音箱用较小箱体就能重放出丰富的低音，是应用最为广泛的类型。
  3．声阻式音箱（AcoustIC resistance Enclosure）实质上是一种倒相式音箱的变形，它以吸声材料或结构填充在出声口导管内，作为半密闭箱控制倒相作用，使之缓冲，以降低反共振频率来展宽低音重放频段。
  4．传输线式音箱（Labyrinth Enclosure）是以古典电气理论的传输线命名的，在扬声器背后设有用吸声性壁板做成的声导管，其长度是所需提升低频声音波长的1/4或1/8。理论上它衰减由锥盆后面来的声波，防止其反射到开口端而影响低音扬声器的声辐射，但实际上传输线式音箱具有轻度阻尼和调谐作用，增加了扬声器在共振频率附近或以下的声输出，并在增强低音输出的同时减小冲程量。通常这种音箱的声导管大多叠呈迷宫状，所以也称迷宫式或曲径式。
  5．无源式辐射式音箱（Drone Cone Enclosure）是低音反射式音箱的分支，又称空纸盆式音箱，是1954年美国的Olson和Preston发表的，它的开孔出声口由一个没有磁路和音圈的空纸盆（无源锥盆）取代，无源锥盆振动产生的辐射与扬声器向前辐射声处于同相工作状态，利用箱体内空气和无源锥盆支撑组件共同构成的复合声顺和无源锥盆质量形成谐振，增强低音。这种音箱的主要优点是避免了反射出声孔产生的不稳定的声音，即使容积不大也能获得良好的声辐射效果，所以灵敏度高，可有效地减小扬声器工作辐度，驻波影响小，声音清晰透明。
  6．耦合腔式音箱是介于密闭式和低音反射式之间的一种箱体结构，1953年美国的Henry Lang发表，它的输出由锥盆一边所驱动的出声孔输出，锥盆另一边则与一闭箱耦合。这种音箱的优点为低频时扬声器所推动的空气量大大增加，由于耦合腔是个调谐系统，在锥盆运动受限制时，出声口输出不超过单独锥盆的声输出，展阔了低频重放范围，所以失真减小，承受功率增大。1969年日本Lo-d的河岛幸彦发表的A·S·W（AcoustIC Super Woofer）音箱就是一种耦合腔式音箱，适于用小口径长冲程扬声器不失真重放低音。
  7．号筒式音箱（Horn type Enclosure）对家用型来讲，多采用折叠号筒（Folded Horn）形式，它的号筒喇叭口在口部与较大空气负载耦合，驱动端直径很小，这种音箱的背面是全密封，箱腔内的压力都多在扬声器锥盆的背面上。为保锥盆前后压力保持平衡，倒相号筒装置于扬声器前面。折叠号筒音箱是倒相式音箱的派生，其声响效果优于密闭式音箱的一般低音反射式音箱。按扬声器单元数量的多少分2．0音箱、2.1音箱、5.1音箱等。
  按箱体材质分木质音箱、塑料音箱、金属材质音箱等。

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音箱摆位方法

  摆放技巧

  中置声道

  前方中置音箱一般都放在尽量靠近图像屏幕中心的位置.中置声道音箱对电影对白的音质影响最大,为了保证对白准确地定位在屏幕中央且声音清晰,应该使用专门为中置声道设计的单独音箱,而不要用普通的书架音箱或电视机内部的扬声器来代替.

  左、右声道

  这两只音箱的摆放与中置声道音箱的位置有一定关系。为了保证声象左、右移动的平稳性，它们应分别摆放在中置声道音箱的两侧，并且这三只音箱应与屏幕前最佳听音者的位置保持相等的距离。一般来说，中置音箱的摆位应该比左、右两只音箱退后一段距离，直到两者声场能完全结合在一起，共同营造出真正统一的声象定位。后退的距离与空间大小、聆听位置和所用音箱有关，可通过试验来确定。

  环绕声道

  环线音箱的摆放应视听音环境(房间情况)和环线音箱的类型而有所不同.左环绕与右环绕这两声道的音箱,其声音的扩散性应重于方向性,这样有利营造浓郁的环绕气氛.偶极型音箱摆放时,要着重考虑两个因素:谐振和自我衰削.抗谐振的最佳位是离顶棚(或地面)20%的室内空间高度处(如室内高度为2.5m,则最佳位置为上、下50cm处）。为了使频率响应更平滑可以加一种叫低频"陷阱"的新装置(吸收低音频)来消除导致声音自衰的反射.

  超低音箱

  通常把超低音音箱放在前方墙角附近,最好离墙角1m以上,这样可减小驻波的干扰.也可将超低音音箱放在最佳聆听位置的两侧,保持适当的距离,因为人耳对于两旁传来的超低音的方向性不太敏感,所以此时超低音不会干扰到前方三个声道原有的声象定位.当然,最好的摆放位置还是应通过试验来决定.

  轴线内侧法

  摆法：首先将音箱摆在房间的三分之一至二分之一长度之间，然後分别将音箱尽量靠侧墙，如果房间太宽的话则不一定要紧靠侧墙。音箱的向内角度要大于45度以上，聆听位置要在两个音箱的投射角交叉线交点之后约0.5-1公尺之间。

  效果：如果你的听因环境复杂，什么吸音不对称、个房三尖八角、房间太细长，而你的音箱的声音高音尖锐、中音瘦、低音又不够的话，以下这个“轴线内侧法”相信会帮到你啦。

  正三角形法

  摆法：第一个条件是音箱要离开后墙（至少要有1公尺以上）与侧墙（至少要有0.5公尺以上）。第二个条件是将二个音箱与聆听位置画成一个正三角形。第三个条件是二音箱的向内投射角度也要45度或更多。第四个条件是这个正三角形可大可小。房间小、后级功率不大时正方形小些；房间大、后级功率大时正三角形就可扩大些。

  效果：这就是俗称的近音场听法。它的好处是可以减少四面墙反射音对音箱直接音的过度干扰，因此而得到很好的定位感以及宽深的音场。这是能够听到最多、最直接、最清楚细节的摆法。许多评论员在评音响时喜用此法。

  三一七比例法

  摆法：将房间长度均分为三等分（三），音箱摆在三分之一长度处（一），二音箱之间的间隔为房间

  三分之二长度的0.7倍（七）。音箱最好要有略微的向内投射角度，不过没有向内投射亦可，聆听位置不可贴靠后墙。

  效果：此法用于尺寸较大、比例均匀（例如1:1.25:1.6或1:1.6:2.5）的空间，可得到平衡的声音与宽深的音场。

  三三一比例法

  摆法：将房间长度均分为三等分（三），宽度也均分为三等分（三），音箱摆在长度与宽度的第一等分交点上（一）。音箱可以有略微的向内投射角度，甚至不需要向内投射亦可，聆听位置不可贴靠后墙。

  效果：此法亦用于尺寸较大、比例均匀的空间。它与「三一七比例法」的精神是一致的，唯一与「三一七比例法」不同的是二音箱之间的间隔较窄。此法亦可得到平衡的声音与宽深的音场。

  长后墙摆法

  摆法：在一个长方形的房间里，一般玩音响的经验，都会以短边为音箱的后墙。但这个“长后墙摆法”却反其道而行，把长边为音箱后墙。音箱要离开後墙起码要1米以上，而音箱与侧墙的距离起码要半米以上。两个音箱之间的距离与聆听者的位置画等成一个正三角形，两个音箱的向内拗投射角度也要起码45度以上。聆听位置不可贴墙，至少要留一米的距离。

  效果：如果你觉得你的音响系统中、低频的量感不够，那么你可以试一下介绍的这个“音箱长边后墙摆法”。但要注意的是这种摆法对声音有得有失，虽然中、低频的量感增强了，但声音的音场已经深度都会变差了一点，所以要在这之间得到一个平衡的话，就要靠你慢慢运动距离来玩啦。

  贴墙摆法

  摆法：这是最古老的摆法。将音箱贴近后墙摆，不论是距离后墙50公分或30公分、20公分都没关系，自己去调配即可。通常音箱不需要向内投射角度。

  效果：高频尖锐、中频、低频薄弱时使用，可以让中频与低频饱满起来，整个高、中、低频可以得到平衡。不过，它也会让音场的深度变浅，宽度变窄。但是，若与刺耳难听的声音两相权衡，牺牲音场的表现而求取好听的声音是正确的作法。

  菱形摆法

  摆法：此法只限正方形空间使用。将正方形空间视为菱形，音箱摆在菱形二边靠墙处。音箱后面的菱形尖角与聆听位置后面的菱形尖角要做圆弧或圆柱声波扩散处理，二音箱不宜靠侧墙太近。

  效果：此法专治正方形空间低音轰隆驻波太强的问题。如果正方形空间不想这么摆，那就要塞入很多家具以「平息」驻波。

  总结

  以上列出了七种最常用的音箱摆法，在一般空间中您应该可以找到其中一种最适合您的摆法。摆放音箱的原则就是在任何一个居室空间里都会有一个位置、一种摆法令您的音箱与房间发出最和谐的共鸣效果，找到共鸣效果最佳的那个点，就是我们所追求的喇叭最佳摆位。所以，音箱的摆位不是一成不变的；也不是一定要用尺量到非常精确。如果您觉得用遍上面的方法效果都不好，那么就自己创造摆法。当您初步找到好位置、好方法之后，请记住具体的位置和摆放角度，然后进行细调，这时音箱的细微移动就会变得很敏感，通过反复的微调后您就能找到最终的最佳摆位了。

  音箱物理模型

  我们知道，音箱的发声部件是扬声器，但为什么要使用音箱，而不是直接拿扬声器听音呢？

  音箱的之所以存在箱体的目的——主要是为了防止扬声器振膜正面和反面的声波信号直接形成回路，造成仅有波长很小的高中频声音可以传播出来，而其他的声音信号被叠加抵消掉了。

  音箱的物理模型是在一块无限大的刚性障板上开一个孔，安装扬声器，这样就能保证扬声器正面和反面的声音信号不会形成回路，造成音波回路。

  但实际使用中，音箱是不可能做成无限大的，因此，人们在扬声器后面用障板形成一个密闭的空间，保证音波的正面传输。

  随之而来的问题：音箱密闭后由于大气压的问题，音箱的箱体是越大越有利于低频声音还原，所以，一般音箱的容积是根据中低音单元的扬声器尺寸计算出来一个折中的数据。

  可很多环境还是不允许有太大的箱体，人们为了进一步缩小体积，又根据声波的特点及加强低频声波重放的要求设计了箱内障板、倒相管、共振腔等，主要是为了在低频频段对一定波长的声音信号进行增强，并进一步减少大气压力对声音还原的影响。

  扬声器在音响设备中是一个最薄弱的器件，而对于音响效果而言，它又是一个最重要的部件。扬声器有多种分类式：按其换能方式可分为电动式、电磁式、压电式、数字式等多种；按振膜结构可分为单纸盆、复合纸盆、复合号筒、同轴等多种；按振膜开头可分为锥盆式、球顶式、平板式、带式等多种；按重放频可分为高频、中频、低频、超低频和全频带扬声器；按磁路形式可分为外磁式、内磁式、双磁路式和屏蔽式等多种；按磁路性质可分为铁氧体磁体、钕硼磁体、铝镍钴磁体扬声器；按振膜材料可分纸质和非纸盆扬声器等。

  A、电动式扬声器应用最广，它利用音圈与恒定磁场之间的相互作用力使振膜振动而发声。电动式的低音扬声器以锥盆式居多，中音扬声器多为锥盆式或球顶式，高音扬声器则以球顶式和带式、号筒式为常用。

  B、锥盆式扬声器的结构简单，能量转换效率较高。它使用的振膜材料以纸浆材料为主，或掺入羊毛、蚕丝、碳纤维等材料，以增加其刚性、内阻尼及防水等性能。新一代电动式锥盆扬声器使用了非纸质振膜材料，如聚丙烯、云母碳化聚丙烯、碳纤维纺织、防弹布、硬质铝箔、CD波纹、玻璃纤维等复合材料，性能进步提高。

  C、球顶式扬声器有软球顶和硬球顶之分。软球项扬声器的振膜彩蚕丝、丝绢、浸渍酚醛树脂的棉布、化 纤及复合材料，其特点是重放音质柔美；硬球顶扬声器的振膜彩铝合金、钛合金及铍合金等材料，其特点是重放音质清脆。

  D、号筒式扬声器的辐射方式与锥盆式扬声器不同，这是在振膜振动后，声音经过号筒再扩散出去。其特点是电声转换及辐射效率较高、距离远、失真小，但重放频带及指向性较窄。

  E、带式扬声器的音圈直接制作在整个振膜（铝合金聚酰亚胺薄膜等）上，音圈与振膜间直接耦合。音圈生产的交变磁场与恒磁场相互作用，使带式振膜振动而辐射出声波。其特点是响应速度快、失真小，重放音质细腻、层次感好。

  箱体用来消除扬声器单元的声短路，抑制其声共振，拓宽其频响范围，减少失真。音箱的箱体外形结构有书架式和落地式之分，还有立式和卧式之分。箱体内部结构又有密闭式、倒相式、带通式、空纸盆式、迷宫式、对称驱动式和号筒式等多种形式，使用最多的是密闭式、倒相式和带通式。

  落地音箱属大型音箱，箱体高度在750MM以上，书架音箱的箱体高度在750MM以下，450MM~750MM之间的为中型书架音箱，450MM以下的为小型书架音箱。

  家庭影院系统的前置主音箱为立式音箱，有使用书架式的，也有使用落地式的，这要根据视听室面积大小、功放功率大小及个人爱好而定。通常，对于视听室在15平方米以下的，宜选用中型书架音箱；低于10平方米的应选用小型书架箱；大于15平方米的房间，可选用中型书架音箱或落地箱。前置主音箱、中置音箱和环绕音箱均以倒相式设计居多，其次是密闭工和1/4波长加载式、迷宫式等。超重低音音箱以带通式和双腔双开口式居多，其次是倒相式、密闭式。

  分频器有功率分频和电子分频器之分，主要作用均是频带分割、幅频特性与相频特性校正、阻抗补偿与衰减等作用。

  功率分频器也称无源式后级分频器，是在功率功放之后进行分频的。它主要由电感、电阻、电容等无源组件组成滤波器网络，把各频段的音频信号分别送到相应频段的扬声器中去重放。其特点是制作成本低，结构简单，适合业余制作，但插入损耗大、效率低、瞬态特性较差。

  电子分频器也称有源式前级分频器，是由各种阻容组件与晶体管或集成电路等有源器件组成，它常置于前置放大器和功率放大器信号线路中的一种模拟电子滤波器，能把前置放大器输出的音频信号分成不同频段后，再送入功率放大器进行放大处理。其特点是各频段频谱平衡，相互干扰小，输出动态范围大，本身有一定的放大能力，插入损耗小。但电路构成要相对复杂一些。

  分频器按分频频段可分二分频、三分频和四分频。二分频是将音频信号的整个频带划分为高频和低频两个频段；三分频是将整个频带划分成高频、中频和低频三个频段；四分频将三分频多划分出一个超低频段。