音箱的结构及其部件作用

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音箱的结构及其部件作用

音箱是音频回放系统中的终端器材，它大致上由喇叭单元、箱体和分频器组成。其工作原理是将全频段声音通过分频器将声音信号分成频段，然后再把这些若干个频段分配给相对应的驱动单元而发声。
因此在单元的工艺、分频器的调整、箱体的制作以及设计师对声音的审美能力等多方面的影响下，音箱有着不同的声音表现。而本文将对音箱的结构预计音箱的各个部件进行介绍，以便对读者们理解音箱地方方方面面祈祷一定的帮助作用。
一、音箱的种类：对于目前水面上能够买得到的音箱来说，大部分都是由上述的三大部件所组成，这些音箱均需要外置一台放大器驱动才能工作，因此它们又被称为被动式音箱，而被动式音箱也是目前市面上最常见且使用率最高的音箱之一。除了被动式音箱外，还有一种自身内置电子分频器和放大器的主动式有源音箱，这种音箱的使用相对比较简便，用户只需要从CD机或前置放大器中给予其信号就能工作。所以主动式音箱现时被广泛应用于专业录音室和多媒体电脑之中。
此外对于家庭影院来说，音箱还有偶极环绕音箱和超低音音箱这两种特殊用途的音箱，前者的发声方式通常都采用双面发生方式，它主要是通过反射声波来营造出环绕声效果。超低音音箱则用来增加低频能量来增强震撼的电影音效，同时又能补偿主音箱低频下限的不足，所以它才可以视为音箱中极重要的一部分。
二、 驱动单元：又称喇叭单元。它是音箱里面的重要组成部分之一，主要负责不同频率的声音重放。其工作原理是利用电能驱动喇叭振膜来推动空气，从而让人能听到声音。而驱动单元按照所负责的声音频率划分，大致上可分为高音单元、中音单元和低音单元。究竟为什么要吧单元分成高、中、低三种单元来负责声音的重放呢？
这是因为将声音分成若干个频段并分别由多个单元负责，令每只单元只负责一部分的声音信号，能将音箱有效频率扩宽，同事又能增大输出声压和减低失真，从而达到高保真的声音重放。
驱动单元按种类还可以分为球顶单元、锥盆单元以及号角单元。
球顶单元：是市面上最常见的高音喇叭之一，振膜比较小，所以质量轻且震动的速度快。而且扩散角度也比较大，所以通常用于高频段的重放。不过也有少数的音箱生产商利用它来重放中频段的声音，当中最为发烧友们熟悉的就是英国ATC公司那只“馒头”中音，就是一只较为另类的球顶单元。
锥盆单元：性对于球顶单元来说，由于振膜的刚性好、强度高、指向性比较强，更适合于中频或低频的重放。所以我们通常教导锥盆单元的振膜面积做得比较大，这样可以获得的更大的空气推动量，从而获取更多的低频能量。
号角单元：有震动系统和号筒两部分构成。它出现的不低就是让声音传得更远和涵盖刚宽广的范围，同时，这种设计还能有小弟提高转换效率。所以号角单元的凌密度都很高。灵敏度越高就意味着喇叭只需输入很小的功率就能输出较大的声压，让所有声音细节无所遁形。同时由于放大器处于低功率状态下工作，那么失真率也会维持在一个较低的水平。
三、分频器：分频器也是音箱中另一个重要的部件，它主要是自责是将声音信号分成若干个不同频段的信号再分配给各个相应的喇叭单元。同时，还可以起到修正单元与单元之间的相位差以及灵敏度不一致等问题。因此，分频器设计的好坏直接影响着音箱的重放素质。
就目前来说，功率分频（LC分频网络）和电子分频是最为常用的分频方式。前者是采用电容、电感组成滤波网络，其特点是线路比较简单，使用比较方便，所以现在大部分的民用音箱都采用这种方式进行分频。但是，这种分频方式很容易会出现音频谷点，产生交叉失真，而且当分频器所涉及的“阶”数越多，线路就越复杂，所消耗的功率就会越大。此外放大器需要在全频状态下工作，那么失真自然就会加剧。
　　电子分频器则主要用于专业扩声系统以及主动式音箱当中，位于前级放大器和后级放大器之间，它的工作方式是先将弱信号进行分频，分频后在使用各自独立的功率放大器进行放大，然后再驱动喇叭单元。这种分频方式的优点是能很大程度地减少功率衰耗的情况下将衰减斜率做得很陡，令单元与单元之间仙界更完美。此外由于功率放大器不在全频放大的状态下工作，因此对于放大器的输出功率要求相应降低，那么失真率也会大大减少。但是，电子分频器的线路结构比功率分频器要来的更复杂，成本也相应提高。

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四、箱体：不同的箱体结构和使用材料都会对声音构成直接的影响。常见的音箱结构如下：

1、密闭式音箱：顾名思义就是在封闭的箱体中装入喇叭单元，由于内部的空气阻尼交大，因此单元的反应速递得到提高，且低频十分干净和清晰。但相对来说音箱的灵敏度较低，所以密闭式音箱对于放大器的功率要求会相对提高。例如DynaudioMicron等音箱拥有快速的瞬变和狠劲的力度跟它采用密闭式结构的箱体有很大的关系。
2、倒相式音箱：是将喇叭单元的背后面辐射波通过倒相管使其相位倒转，然后与喇叭单元的正面声波叠加，从而将音箱的低频下限拓宽，同时又可获得更多的低频能量。
3、迷宫式音箱：又称“传输式音箱”，这种音箱是在喇叭单元后面制作一条矩形截面的折叠反射管道，而放声管道的截面积一般等于喇叭单元振膜的有效面积。此外反射管道的长度应是低音单元共振频率波长的4分之1，以增加共振频率附近及其以下的声输出，从而更有效的扩展低频的下限，能从一个小箱体中获得更深沉、更充盈的低频。但这种音箱往往给人的感觉是低频的速度比较慢。因此需要搭配阻尼系数较高的放大器才能提高低频的反应速度。

除了音箱的结构对声音有影响外，箱体的材质也是相当重要的。因为在音箱设计师的眼中，一个理想的箱体，是不能够因单元的震动而受到影响的，只有好的材质才可杜绝箱体震动所带来的音染。

但实际上，这种箱体是不存在的，我们只能间可能的抑制箱体震动，而设计师们也为求达到这个目的而想尽一切办法。当中最简单又便宜的方法就是采用MDF板或木材来制作箱体，然后再箱体内采用加强筋来加强箱体的强度以适当地降低音染。部分高级音箱厂家则采用金属作为箱体材料，更“变态”的厂家还有利用大理石制作箱体的。

但是使用金属或大理石所制作的箱体无论是工艺和成本都比MDF板和木材高出很多，同时绝大部分的人总是听不惯低音染的声音，这是因为他们都认为适量的音染会令声音听起来更好听和更人性化。   

周宇坤

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