音響基礎知識:音箱由哪幾部分組成?
發布時間:2007/8/20 0:00:00 訪問次數:1864
音箱由哪幾部分組成?
市面上的音箱形形色色,但無論哪一種,都是由喇叭單元(術語叫揚聲器單元)和箱體這兩大最基本的部分組成,另外,絕大多數音箱至少使用了兩只或兩只以上的喇叭單元實行所謂的多路分音重放,所以分頻器也是必不可少的一個組成部分。當然,音箱內還可能有吸音棉、倒相管、折疊的“迷宮管道”、加強筋/加強隔板等別的部件,但這些部件并非任何一只音箱都必不可少,音箱最基本的組成元素只有三部分:喇叭單元、箱體和分頻器。
為什么有些音箱用兩只喇叭單元,而有的要用三只,還有用四只、五只的,用一只行嗎?
喇叭單元起電-聲能量變換的作用,將功放送來的電信號轉換為聲音輸出,是音箱最關鍵的部分,音箱的性能指標和音質表現,極大程度上取決于喇叭單元的性能,因此,制造好音箱的先決條件是選用性能優異的喇叭單元。對喇叭單元的性能要求概括起來主要有承載功率大,失真低、頻響寬、瞬態響應好、靈敏度高幾個方面,但要在20Hz-20kHz這么寬的全頻帶范圍內同時很好兼顧失真、瞬態、功率等性能卻非常困難,正如道路警察,如果管得太寬肯定會顧此失彼,而各管一段就容易得多,喇叭單元也是這個道理,最有效地解決方案就是分頻段重放。為此喇叭廠生產了不同類型的單元,有的只負責播放低音,稱為低音單元,播放中音的叫中音單元,高音單元只負責播放高音,這樣便可采取針對性的設計,將每種單元的性能都做得比較好。
所以,盡管可以采用一只全頻帶喇叭來設計音箱,不過出于上述考慮,用多個單元的組合來覆蓋整個音頻頻段的設計方式還是占了絕大多數。具體用幾只單元,取決于音頻范圍的頻率劃分方式,如果是簡單地分成高音和低音(或中低)兩段的二分頻音箱,選用一高一低(或中低)兩只喇叭就夠了;如果是分高、中、低三段的三分頻音箱,那么最少也得用三只單元,現在兩只低音單元并聯工作的設計方式也很流行,這樣總的單元數便可能達到四只;有些大型音箱的頻段劃分得更細,如果再采用單元并聯工作的設計,總的喇叭單元數就會更多。在音箱的資料或說明書上通常有“X路X單元”這樣的文字,就是對音箱的分頻路數和所用單元總數的具體說明,例如“三路四單元”,表示這是三分頻設計的音箱,總共用了四只喇叭單元,其余依此類推。
分頻器是做什么用的?
由于現在的音箱幾乎都采用多單元分頻段重放的設計方式,所以必須有一種裝置,能夠將功放送來的全頻帶音樂信號按需要劃分為高音、低音輸出或者高音、中音、低音輸出,才能跟相應的喇叭單元連接,分頻器就是這樣的裝置。如果把全頻帶信號不加分配地直接送入高、中、低音單元中去,在單元頻響范圍之外的那部分“多余信號”會對正常頻帶內的信號還原產生不利影響,甚至可能使高音、中音單元損壞。
從電路結構來看,分頻器本質上是由電容器和電感線圈構成的LC濾波網絡,高音通道是高通濾波器,它只讓高頻信號通過而阻止低頻信號;低音通道正好相反,它只讓低音通過而阻止高頻信號;中音通道則是一個帶通濾波器,除了一低一高兩個分頻點之間的頻率可以通過,高頻成分和低頻成分都將被阻止。在實際的分頻器中,有時為了平衡高、低音單元之間的靈敏度差異,還要加入衰減電阻;另外,有些分頻器中還加入了由電阻、電容構成的阻抗補償網絡,其目的是使音箱的阻抗曲線盡量平坦一些,以便于功放驅動。
喇叭單元有那些種類?
喇叭單元的種類很多,分類方法也各不相同。如果按電-聲轉換的原理來分,有電磁式、電動式、靜電式、壓電式等不同類型的單元,最常用的是電動式單元;按照單元振膜的形狀來分,有錐盆單元、平板單元、球頂單元、帶式單元等類型,其中錐盆單元和平板單元比較適合做低音和中音,而球頂單元和帶式單元比較適合做高音,也有部分中音單元采用球頂式設計;從所覆蓋的頻帶來看,喇叭單元又可分為低音單元、中音單元、高音單元和全頻帶單元。
目前最常見的低音單元和中音單元從換能原理上講都屬于電動式揚聲器,它們多采用錐盆狀的振膜,因為這形狀的振膜設計成熟、性能良好。振膜材料則多種多樣,有傳統的紙質振膜,也有高分子合成材料(如聚丙烯)制作的振膜,還有鋁、鎂等金屬材料制作的振膜。對振膜的要求是剛性好(不易產生分割振動)、重量輕(瞬態響應好)、具有適當的內阻尼特性(抑制諧振),但這些要求并不容易同時滿足,紙質振膜的重量和阻尼特性都能達到要求,但剛性不夠強;金屬振膜的剛性很好,但阻尼又欠佳;聚丙烯振膜比較好地兼顧了各個方面,近年來獲得較多的應用。此外,還有些廠家采用很復雜的工藝制造振膜,“三明治”復合結構就是其中之一,它的上下兩個表面之間夾著蜂巢結構的中間層,整體上具有很高的剛性,同時又有重量輕、阻尼好的特點,很有發展前途。
高音單元最常用的是球頂式高音,從工作原理上講也屬于電動式單元。球頂
音箱由哪幾部分組成?
市面上的音箱形形色色,但無論哪一種,都是由喇叭單元(術語叫揚聲器單元)和箱體這兩大最基本的部分組成,另外,絕大多數音箱至少使用了兩只或兩只以上的喇叭單元實行所謂的多路分音重放,所以分頻器也是必不可少的一個組成部分。當然,音箱內還可能有吸音棉、倒相管、折疊的“迷宮管道”、加強筋/加強隔板等別的部件,但這些部件并非任何一只音箱都必不可少,音箱最基本的組成元素只有三部分:喇叭單元、箱體和分頻器。
為什么有些音箱用兩只喇叭單元,而有的要用三只,還有用四只、五只的,用一只行嗎?
喇叭單元起電-聲能量變換的作用,將功放送來的電信號轉換為聲音輸出,是音箱最關鍵的部分,音箱的性能指標和音質表現,極大程度上取決于喇叭單元的性能,因此,制造好音箱的先決條件是選用性能優異的喇叭單元。對喇叭單元的性能要求概括起來主要有承載功率大,失真低、頻響寬、瞬態響應好、靈敏度高幾個方面,但要在20Hz-20kHz這么寬的全頻帶范圍內同時很好兼顧失真、瞬態、功率等性能卻非常困難,正如道路警察,如果管得太寬肯定會顧此失彼,而各管一段就容易得多,喇叭單元也是這個道理,最有效地解決方案就是分頻段重放。為此喇叭廠生產了不同類型的單元,有的只負責播放低音,稱為低音單元,播放中音的叫中音單元,高音單元只負責播放高音,這樣便可采取針對性的設計,將每種單元的性能都做得比較好。
所以,盡管可以采用一只全頻帶喇叭來設計音箱,不過出于上述考慮,用多個單元的組合來覆蓋整個音頻頻段的設計方式還是占了絕大多數。具體用幾只單元,取決于音頻范圍的頻率劃分方式,如果是簡單地分成高音和低音(或中低)兩段的二分頻音箱,選用一高一低(或中低)兩只喇叭就夠了;如果是分高、中、低三段的三分頻音箱,那么最少也得用三只單元,現在兩只低音單元并聯工作的設計方式也很流行,這樣總的單元數便可能達到四只;有些大型音箱的頻段劃分得更細,如果再采用單元并聯工作的設計,總的喇叭單元數就會更多。在音箱的資料或說明書上通常有“X路X單元”這樣的文字,就是對音箱的分頻路數和所用單元總數的具體說明,例如“三路四單元”,表示這是三分頻設計的音箱,總共用了四只喇叭單元,其余依此類推。
分頻器是做什么用的?
由于現在的音箱幾乎都采用多單元分頻段重放的設計方式,所以必須有一種裝置,能夠將功放送來的全頻帶音樂信號按需要劃分為高音、低音輸出或者高音、中音、低音輸出,才能跟相應的喇叭單元連接,分頻器就是這樣的裝置。如果把全頻帶信號不加分配地直接送入高、中、低音單元中去,在單元頻響范圍之外的那部分“多余信號”會對正常頻帶內的信號還原產生不利影響,甚至可能使高音、中音單元損壞。
從電路結構來看,分頻器本質上是由電容器和電感線圈構成的LC濾波網絡,高音通道是高通濾波器,它只讓高頻信號通過而阻止低頻信號;低音通道正好相反,它只讓低音通過而阻止高頻信號;中音通道則是一個帶通濾波器,除了一低一高兩個分頻點之間的頻率可以通過,高頻成分和低頻成分都將被阻止。在實際的分頻器中,有時為了平衡高、低音單元之間的靈敏度差異,還要加入衰減電阻;另外,有些分頻器中還加入了由電阻、電容構成的阻抗補償網絡,其目的是使音箱的阻抗曲線盡量平坦一些,以便于功放驅動。
喇叭單元有那些種類?
喇叭單元的種類很多,分類方法也各不相同。如果按電-聲轉換的原理來分,有電磁式、電動式、靜電式、壓電式等不同類型的單元,最常用的是電動式單元;按照單元振膜的形狀來分,有錐盆單元、平板單元、球頂單元、帶式單元等類型,其中錐盆單元和平板單元比較適合做低音和中音,而球頂單元和帶式單元比較適合做高音,也有部分中音單元采用球頂式設計;從所覆蓋的頻帶來看,喇叭單元又可分為低音單元、中音單元、高音單元和全頻帶單元。
目前最常見的低音單元和中音單元從換能原理上講都屬于電動式揚聲器,它們多采用錐盆狀的振膜,因為這形狀的振膜設計成熟、性能良好。振膜材料則多種多樣,有傳統的紙質振膜,也有高分子合成材料(如聚丙烯)制作的振膜,還有鋁、鎂等金屬材料制作的振膜。對振膜的要求是剛性好(不易產生分割振動)、重量輕(瞬態響應好)、具有適當的內阻尼特性(抑制諧振),但這些要求并不容易同時滿足,紙質振膜的重量和阻尼特性都能達到要求,但剛性不夠強;金屬振膜的剛性很好,但阻尼又欠佳;聚丙烯振膜比較好地兼顧了各個方面,近年來獲得較多的應用。此外,還有些廠家采用很復雜的工藝制造振膜,“三明治”復合結構就是其中之一,它的上下兩個表面之間夾著蜂巢結構的中間層,整體上具有很高的剛性,同時又有重量輕、阻尼好的特點,很有發展前途。
高音單元最常用的是球頂式高音,從工作原理上講也屬于電動式單元。球頂
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