科普：了解音箱的结构和倒相孔的作用，选择适合自己的监听音箱

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科普：了解音箱的结构和倒相孔的作用，选择适合自己的监听音箱






用过监听音箱的同学们可能都会发现，很多音箱上都会挖出一些不知道有什么作用的孔。通常情况下，我们可能都会以为这只是厂家的设计而已。



但事实真的如此吗？








01

音箱腔体对声音的塑造

虽然音箱发声主要靠的是音箱中间的发声单元，但是我们从音箱听到的声音其实并不是发声单元最原始的声音，而是经过音箱的腔体塑造之后的声音。

这种塑造，主要体现在腔体中的空气对发声单元的振动起到的缓冲作用，即发声单元在振动时会压缩腔体内的空气，这种压缩作用反过来会影响整个音箱的发声。



一般来说，音箱发出的声音的低频部分所受到的影响是最大的，这部分的能量会在这个过程中损失较多。



对于大部分密封式设计的音箱来说，我们都可以将这种影响近似理解成一个低切滤波器的效果：






可以看到，经过腔体的塑造之后，音箱对于低频的表现力就会降低不少。



这对于音乐制作中的监听过程来说，其实是有着比较重要的影响的，可能会使我们对于音乐低频的判断出现比较大的误差。



02

「倒相孔」

为了减小这种误差，设计音箱的公司们研究和试验了很多方法。其中，就有一种方法是在音箱表面挖孔。这个被挖出来的孔，就被称作“倒相孔（Rflex Port）”。



提到“倒相孔”，一个不得不提的物理原理就是亥姆霍兹共振原理（Helmholtz Resonance），指的是空气在一个腔体中的共振现象，例如在一个空瓶子的瓶口吹气引起的共振。






而所谓的亥姆霍兹共鸣器，简单来说，就是在一个由理想刚体构成的密闭空腔表面开一个相对于空腔表面积很小的小孔，再在孔上插入一个空心刚体管道所组成的一个整体结构。

音箱表面的“倒相孔”以及安装在孔内的“倒相管（音箱里面的一个部件，其实就是一截空心管，有的是由PVC材料制成，也有的是金属管或硬纸管）”，其实就构成了一个亥姆霍兹共鸣器。




发声单元振动时，箱体内的空气被强制压缩，在倒相管内高速共振，推动倒相孔外附近的空气振动。这样一来，损失在腔体内的这一部分能量（主要是低频的能量）也能够转化为有效的声音振动。

因为有这个设计，相对于常见的密闭箱体式的音箱来说，倒相式音箱的低频下潜会做得更好。


03

倒相式音箱的缺点

倒相式音箱虽然能在低频的表现上做得比较好，但是它也是有一些缺点的。


首先，倒相式音箱的瞬态表现往往是不如密闭式音箱的。这是因为经过倒相孔发出的声音相对于发声单元直接发出来的声音会存在一定的延迟，虽然这个延迟很小，但在一些时候已经足够影响瞬态的判断了。





特别是一些把倒相孔设计在背面的音箱，这种情况更加明显。

第二点就是音箱腔体内的空气在通过倒相管时，可能会产生一些额外的不必要的声音，虽然这种声音一般来说都比较小。





考虑到这一点，很多倒相孔都会设计成圆形，并在开口处设计出一定的弧度。



这种倒相孔相对于那些扁口带棱角的倒相孔来说，可以尽量减少空气经过时所发出的声音。



最后一点，可能就是音箱内部的杂音的泄露了。我们知道，音箱内部是有很多零部件的，这些零部件在发声单元进行振动的时候，都不可避免地会发出一些杂音，另外再加上电流声等杂音，都会通过倒相孔传到外界。

所以说，在购买音箱时，我们还是要根据自己的具体需求来进行选择。

以下文章来源于上和弦 ，作者弦姐

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