专家简述音箱概念,看完不再是小白
发布日期:
2019-11-17

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相信大家都知道喇叭离我们无处不在,我们平时看影视、听歌等都离不开各种各样的喇叭,可能外观上有所不一样,但是主要设计结构基本相似。在喇叭结构设计当中,单元是其中最重要的一部分。


接下来就跟大家一起分享一下喇叭单元的不同分类、结构材料和它的运作原理。让每个用户可以深入了解到喇叭除了听歌,还知道我们实际是在听些什么。


音箱,可以分为有源音箱和无源音箱。


有源音箱内置电源、放大器、喇叭。


无源音箱内置喇叭单元、分频器、连接线。


其中,音箱里面的高低音电路,是通过分频器来完成的。


有源音箱:是根据电容导高频阻低频、电阻导低频阻高频的原理,常采用高通滤波器、低通滤波器来实现高低音的分频的。


无源音箱:是根据电容导高频阻低频、电感线圈导低频阻高频的原理,将已经放大的信号进行分频。大口径喇叭是低音喇叭,小口径的是高音喇叭。线圈串联在低音喇叭,并联在高音喇叭两端;电容串联在高音喇叭,并联在低音喇叭两端,来实现高、低频电流的分频。


喇叭设计有很多种类,最简单的一种就是一个单元负责所有的声效,也就是我们所说的全频音箱,比较多见于超小型喇叭、蓝牙喇叭。这也是我们常说的二路分音,即高+中低音单元设计。


平常我们听歌、看片的喇叭普遍至少是二路分音的设计,喇叭前面有两组单元,分别是高音单元和中低音单元出声。市面上很多书架喇叭都采用这种设计,部分座地喇叭虽然都是二路分音,不过就会配备两组或两组以上的中低音单元。


顾名思义,除了二路分音,还有三路分音,内置高、中、低音单元。其设计在座地喇叭上亦较常见。基本的运作过程是由扩音机驱动的电流讯号,会先经过分音器,将高、中、低频音讯分配到对应的高、中、低音单元上发声,然后混合成我们听到的音乐和音效。


设计物料不同,但音效目的一样


在这么多喇叭单元设计中,动圈式是比较常见的一种,高、中、低音单元都常用。和大家常听到的动圈耳机运作原理差不多,当扩音机驱动带着对应音乐讯号的电流经过单元内的线圈时,在磁石的作用力之下就作出不同幅度、频率的前后移动,带电流的线圈会带动音圈及附带其上的振膜震动,推动空气粒子从而发声。用到的磁石、音圈线材、振膜甚至悬边等的物料都可以不尽相同,甚至经过不断发展更变得五花八门,不过目的几乎都一样— —准确还原音乐的声响效果。


目前主要常见的高音单元材料有钛膜、丝膜、PV膜等,多媒体音箱中多选用PV膜和丝膜的球顶高音,但普遍认为后者出来的高音优于前者。


低音单元目前常见的制造低音喇叭的材料主要有纸盆、陶瓷盆、防弹布、羊毛盆、聚丙烯等。


高音单元:窄角度输出,耳平最适合


高音单元通常位于喇叭最上面的单元,部分超高身座地喇叭,有机会将高音单元置于中间位置。这样的摆位设计主要是因为高频音波的扩散性较低,稍为偏离单元指向的方位就会衰减得厉害,所以通常都会设计到接近耳平的位置。


高音单元最常用的是球顶式高音,从工作原理上讲也属于电动式单元。球顶高音的振膜可以用金属材料制造(如铝、钛、铍等),称为硬球顶,也可以用软质的织物制造(如蚕丝、化纤),称为软球顶,通常,硬球顶的高频响应比较好,而软球顶的声音比较柔和。近年来,带式高音和静电高音也得到一定的应用,它们共同的优点是振膜特别轻盈,因而高频响应出色,声音纤细透明,不过,这两种高音的生产如球顶高音那么容易,应用不太普遍。


还有一种号角高音,由球顶式的驱动部分加一个喇叭状的号角构成,它的特点是声音指向性强,而且效率高,因而在专业扩音领域的音箱中应用很普遍。还有一种同轴单元,实际上是低音和高音单元的组合。中音单元:负责最主要音域,侧重人声表现


喇叭单元比较好玩的一点,就是相对工作在音调适中的范围,是声音主体部分发声喇叭。中音范围是人耳接受声音信息的主要部分,大部分能够分辨的声音内容都由中音喇叭发出。


所以特点是振动速度适中,但是振动幅度相对比较大。因为担任声音主要内容,所以口径相对比较大。喇叭振动膜材料一般使用轻质纤维纸或者纤维无纺布压制以减轻重量,在合适的速度下能够承受比较大的空气压力。


如果中音喇叭不响,基本上音响声音内容失去绝大部分,声音会很小而且听不清楚内容。高、中、低音单元正好对应着喇叭上面的高、中、低摆位,包括大部分的乐器,例如钢琴、吉他等,此外,最重要是人声也大部分落在这个频段。所以人耳对于中音最为敏感,一旦出现一点点失真、变声,都好容易感受得到。


中音单元多数采用锥盘式设计。并不是所有喇叭都有独立的中音单元,大部分书架喇叭由一个中低音元同时输出中频及低频,而卫星喇叭就好多了只有一个全频单元。中置喇叭在家庭影院当中虽然主要负责人声,不过也都未必会有独立的中音单元。


低音单元:体积是王道,看片听歌都重要


低频对于看片尤其重要,重要到要将一个低音单元单独抽离变成一只超低音喇叭。工作在很低的音调范围,但也是最大的功率承受喇叭。低音是空气振动幅度最大的部分,触觉能比较明显的感觉到空气的振动。所以其特点就是有足够大的振动幅度,以推动空气产生高的场压(也叫音压 )。


由于振动幅度太大,振动膜一般是轻质高强度纤维经多层次的结合,保证轻量和刚性的要求。低音方向感很弱,人耳很难分辨出发声方向,所以独立的低音喇叭摆放位置一般都没有要求。但是因为有足够强大的场压,低音能够给人带来动感,如果低音喇叭不响,音响听起来就像旧唱机和小收音机似的,低音鼓声听起来像敲桌子,声音不饱满。


普通三路分音的喇叭当中,经常与低音单元「配套」出现的就是低音反射孔,可以增加低音单元的效率,令低音输出更强。低音反射孔比较常置于喇叭后方,不过也会有前置的设计,令喇叭可以较为靠墙摆放,也不会影响低频的表现。


部分喇叭设计,低音反射孔会设于前面,喇叭就可以稍为靠近墙身摆放都不会影响低音声效。


但是喇叭要想使用长久,最关键还在于音响搭配设计以及音响的使用, 否则,喇叭极易被烧毁。常见易烧毁喇叭的情况:


1、 功放功率过大,调式不当,烧喇叭,


2、 功放功率过小,失真信号进喇叭,造成烧喇叭


3、瞬间电流过大,导致烧喇叭,


4、音箱高频啸叫,即音响的“回授音”(麦克离喇叭过近,产生的高频啸叫声)最可怕,回授音可以使电流激增、烧毁喇叭的。


所以建议大家在使用的情况下,先咨询专业人士如何使用,避免造成巨大损失。

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