【青海音響雜談】解析音箱的主要構造

2022-05-27  來自: 蘭州康升商貿有限公司 瀏覽次數:50

音箱是整個音響系統的終端,其作用是把音頻電能轉換成相應的聲能,并把它輻射到空間去。由于其在整個音響系統中直接與人耳打交道,所以人們往往對音箱性能更為重視。


音箱里面到底是什么?各個部件的作用又是如何?了解音箱的構造和發聲原理能幫助我們更好地了解音箱、以及衡量其優劣。




隨著音響市場的繁榮以及競爭壓力的增大,很多音箱廠家都試圖通過對音箱的組合零件或外觀的多樣設計來尋求新的突破。但不管其怎么變,音箱終究是音箱,其工作原理決定了音箱的基本構造——揚聲器(喇叭單元)、箱體、分頻器、吸音材料。


1、揚聲器(喇叭)


揚聲器在音響設備中是一個薄弱的器件,然而對于音響效果而言,它又是一個重要的部件。它是一種將電能轉換為聲能的電聲器件。


揚聲器的種類很多,雖然它們的工作方式不盡相同,但其都是通過產生機械振動推動周圍的空氣,使空氣介質產生波動從而實現“電→力→聲”的轉換。




揚聲器有多種分類,按其換能方式可分為:


a、電動式、電磁式、壓電式、數字式等多種。


b、按振膜結構分:單紙盆、復合紙盆、復合號筒、同軸等多種。


c、按振膜開頭分:錐盆式、球頂式、平板式、帶式等多種。


d、按重放頻分:高頻、中頻、低頻、超低頻和全頻帶揚聲器等等。


丹拿極品絲膜軟球頂高音 其中,在不同換能方式的揚聲器當中,電動式揚聲器應用廣。其低音揚聲器以錐盆式居多,中音揚聲器多為錐盆式或球頂式,高音揚聲器則以球頂式和帶式、號筒式為常用。




2、電動式高音喇叭


電動式揚聲器主要利用音圈與恒定磁場之間的相互作用力使振膜振動而發聲。


電動式揚聲器主要由磁體和振動系統兩部分組成。其中磁體由磁鐵和軟鐵心柱組成,而紙盆(振動膜)、定心支片、音圈和防塵罩等組成了振動系統。


當揚聲器的音圈通入音頻電流后,音圈在電流的作用下便產生了交變磁場,永久磁鐵同時也產生一個大小與方向不變的恒定磁場。




由于音圈所產生的磁場大小和方向隨音頻電流的變化不斷地在改變,這樣兩個磁場的相互作用使音圈作垂直于音圈中電流方向的運動,由于音圈和振動膜相連,從而音圈帶動振動膜振動,由振動膜振動引起空氣的振動面發出聲響。


輸出給音圈的電流越大,其磁場的作用力就越大,振動膜振動的幅度也就越大,聲音則越響。


揚聲器發出高音的部分主要在振動膜的,揚聲器發出低音的部分主要在振動膜的邊緣。如果揚聲器的振動膜邊緣較為柔軟且紙盆口徑較大則揚聲器發出的低音效果較好。


3、箱體


既然音箱的發聲部件是揚聲器,那為什么還要使用音箱,而不直接拿揚聲器聽音呢?


其實,當一個揚聲器在敞開的空間里振動,其振膜正面和反面的聲波信號就會直接形成回路,被疊加抵消掉而傳播不出去,造成僅有波長很小的高中頻聲音才可以被聽到,這無疑就嚴重地影響到了真實聲音的還原效果。


因此如果要阻擋聲音在回流中被疊加抵消,這就需要把音箱安裝在一個無限大的剛性障板上來保證其振膜前后聲音的互擾。而無限大的剛性障板是不存在的,閉合式的音箱箱體在程度上起到了相同的作用,保證了音波的正面的傳輸。


另外,由于密閉后的音箱受到大氣壓的影響,其箱體是越大就越有利于低頻聲音的還原,所以,一般而言,音箱的容積是根據中低音單元的揚聲器尺寸計算出來一個折中的數據。


當然,影響揚聲器音質的不只是揚聲器箱體的容積,如果構成揚聲器箱體的材料產生微弱的板振動,也會使音質受到損害。


目前,應用到箱體制作的材料一般以木質材料、無機材料和合成樹脂材料為主。除了常用的材料之外,有的音箱也會采用玻璃、混凝土等特別的材料。其產生的聲音也會有不同的效果。




4、分頻器


分頻器是一種可以將聲音信號分成若干個頻段的音響設備,聲音的頻率范圍是在20Hz—20kHz之間,如果僅靠一只揚聲器來傳送20Hz—20kHz這樣寬頻率的聲音,這在技術上恐怕是很難做到的。


所以,在通常情況下,為了保證再現聲音的頻率響應和頻帶寬度,高質量的放音系統會在范疇內采用高低音分離式音箱放音,而采用高低音分離式音箱放送聲音時,就必然要使用分頻器。




5、分頻器的作用:


分頻器將高頻信號送到高音揚聲器中,將低頻信號送到低音揚聲器中,高、低頻信號各行其道,盡可能大地利用了各自揚聲器的工作頻帶優勢,以保證不同工作頻段的揚聲器充分發揮作用。


并且它還能克服不同頻率聲音揚聲器振膜振動幅度不同所引起的切割失真,以及減少同一音箱中的不同揚聲器之間產生的聲音。




就目前來說,功率分頻(LC分頻網絡)和電子分頻是常用的分頻方式。 功率分頻(LC分頻網絡)是采用電容、電感組成濾波網絡,其特點是線路比較簡單,使用比較方便,所以現在大部分的民用音箱都采用這種方式進行分頻。


但是,這種分頻方式很容易會出現音頻谷點,產生交叉失真,而且當分頻器所涉及的“階”數越多,線路就越復雜,所消耗的功率就會越大。此外,此類放大器如果在全頻狀態下工作,其失真就會加劇。


三分頻音箱 而電子分頻器則主要用于擴聲系統以及主動式音箱當中,位于前級放大器和后級放大器之間,它的工作方式是先將弱信號進行分頻,分頻后再使用各自獨立的功率放大器進行放大,然后再驅動喇叭單元。


它的優點是能在功率損耗較大的情況下將衰減斜率做得很陡,令單元與單元之間銜接。此外,電子分頻器憑借其復雜的線路結構,成功地避免了音箱的失真問題,因此其成本更高。


當然除了以上兩類分頻器之外,也會有不同廠家或音箱愛好者會根據對聲音效果的特別喜好,以及音箱結構的不同,設計出不同類型的分頻器,在此就不一一列出了。


6、吸音材料


音箱內鋪設吸音材料主要是為了減輕和防止駐波(駐波會在某個頻點產生一個“峰”,使聲音劣化)的產生,從而使聲音不受駐波干擾,聽起來干凈、清晰。如果箱體和喇叭的安裝位置已無法改變,填充吸音材料就是一個改善辦法。


吸音材料有多種材質,如果材料本身的密度和填充厚度不同的話,其吸音系數也是不盡相同的。吸音材料放太多會減小箱體等效容積,不放的會增加箱體產生駐波的可能性。


至于放多少為宜,還得根據箱體單元的特性來試驗決定。并且不同的箱體結構,對吸音材料也有不同的使用方法,但它的影響主要集中在中高頻部分。


結語


盡管音箱的主要結構都相差不大,但其在市場上的價格卻有著天壤之別。這取決于不同音箱廠家在音箱制造上心血投入的多少。


揚聲器的工藝、分頻器的調整、箱體的制作、吸音材料的鋪陳,以及設計師對聲音的審美能力等不同直接影響音箱的聲音表現。


另外,不同的廠家根據消費者的需求,以及自身對聲音還原理念的不同,設計和制作出不同風格的音箱。

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