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對音響愛好者來說,折騰音箱有無窮的樂趣。
你有沒有好奇過,為啥看起來差不多大的音箱,有的低音澎湃兇猛,有的人聲溫暖耐聽,有的粗糙刺耳?
秘密就藏在音箱的“心臟”——箱體結構中。作為喇叭單元的載體,箱體設計對音質的影響甚至不亞于揚聲器單元本身。
音響將近有100年歷史了,期間工程師們進行了各種探索,開創性地設計了很多種箱體結構,每一種都是建立在現代物理學、工程學和心理學基礎上對聲音美學的獨特詮釋。
經過不斷的創造和實踐,最終形成了不同品牌、類型和設計理念,并最終決定了音箱的音色和聲音特點。
今天我們就來介紹一下常見的音箱箱體結構設計,看看你知道幾個?
1、密閉式音箱:純粹主義的執著
1923年由Frederick提出的密閉式音箱堪稱最簡單的揚聲器系統,它由一個全密封箱體和揚聲器單元組成。這種設計將揚聲器的前向輻射聲波和后向輻射聲波完全隔離,有效避免了“聲短路”現象。
在密閉箱中,箱內填充的多孔吸音材料吸收紙盆背面的聲波,而箱內空氣形成氣墊,對揚聲器錐盆施加反驅動力。這種設計讓密閉箱具有低音分析力好、響應快、失真低的優點,聲音表現深沉而精準。
密閉箱也有其局限性:由于箱內空氣的彈性作用,揚聲器的固有諧振頻率會提高,導致低頻響應受限。早期為了獲得滿意低音,需要采用容積大的箱體?,F代氣墊式密閉箱則選用高順性揚聲器,即使在小箱體中也能獲得良好效果。
這種音箱尤其適合追求精準音質的監聽場景和小型家庭影院。
2、倒相式音箱:低音增強的藝術
1930年由Thuras發明的倒相式音箱(也稱低音反射式音箱)是當今市場的主流,占據了音箱市場的絕大多數份額。
這種箱體前面有一個或多個出聲孔,孔內通常裝有聲導管。
倒相箱的核心原理是亥姆霍茲共振:揚聲器后向輻射的聲波經導管倒相180度后,與前向輻射聲波同相疊加。這種設計充分利用了揚聲器兩面的聲波能量。
與密閉箱相比,倒相箱的優勢明顯:用較小箱體就能重放出豐富低音,低頻下潛更深(可比揚聲器共振頻率低20%),靈敏度更高,功率承受能力更強14。代價是瞬態響應稍遜,且在共振頻率以下失真會急劇增加。
現代倒相箱演變出多種變體,如阻尼型倒相箱通過在聲導管內填充吸聲材料,降低共振頻率,展寬低頻響應。
這種音箱適用于絕大多數家用和專業場景,便宜量大,是平衡體積與效果的典范。
3、聲阻式音箱:倒相箱的溫和表弟
聲阻式音箱實質上是倒相式音箱的改良版本,它在出聲口導管內填充吸聲材料或特殊結構,形成半密閉箱。
這種設計緩沖了倒相作用,通過降低反共振頻率來展寬低音重放頻段。相比傳統倒相箱,聲阻式音箱在保持高效率的同時,減少了倒相管帶來的風噪和聲染色問題。
4、無源輻射式音箱:空紙盆的智慧
無源輻射式音箱(又稱空紙盆音箱或被動盆式音箱)是倒相式音箱的變種,1935年由Harry Olson發明。它用沒有磁路和音圈的空紙盆取代倒相管,由箱內空氣驅動無源錐盆振動。
這種設計融合了密閉箱和倒相箱的優點:避免了倒相管的風噪聲和聲染色,即使小容積也能獲得良好聲輻射效果;靈敏度高,可減小揚聲器工作幅度,聲音清晰透明。在超低音頻段,其振幅比倒相箱更低,更接近密閉箱特性。
無源輻射箱的缺點在于低頻截止曲線更陡峭,瞬態穩定性稍差。由于散熱能力有限,很少出現在專業大功率音箱中。
這種設計特別適合小體積音箱,個頭小也可以實現豐富低頻。
5、傳輸線式音箱:迷宮中的聲學之旅
傳輸線式音箱(又稱迷宮式音箱)在揚聲器背后設置用吸聲性壁板做成的聲導管,其長度精確設計為需提升低頻波長的1/4或1/8。
這些導管通常折疊成迷宮狀,理論上能衰減錐盆后方的聲波反射,實際上具有輕度阻尼和調諧作用,增強共振頻率附近的聲輸出,同時減小揚聲器沖程量。
傳輸線式設計能獲得深沉而干凈的低音,但箱體結構復雜,制造成本高。導管長度設計至關重要——當等于半波長時,開口輻射聲與揚聲器前向輻射聲同相疊加;當等于四分之一波長時,則會產生逆共振現象。
6、耦合腔式音箱:小單元的強力后援
1953年由Henry Lang發表的耦合腔式音箱是介于密閉式和倒相式之間的設計。它的輸出由錐盆驅動的出聲孔輸出,而錐盆另一面與閉箱耦合。
這種結構的神奇之處在于:低頻時推動空氣量大大增加,但出聲口輸出不會超過單獨錐盆的聲輸出。結果展寬了低頻重放范圍,減小失真,增大承受功率。
1969年日本河島幸彥開發的A·S·W(Acoustic Super Woofer)音箱就是耦合腔式的成功應用,特別適合小口徑長沖程揚聲器實現低失真重放。
7、號角音箱:高效率的復古風潮
號角音箱(又稱號筒式音箱)也是一個歷史悠久且比較常見的設計,尤其是高音喇叭。
其實低音也有號角設計,不過家用一般是折疊號筒形式。箱體背面全密封,壓力作用于錐盆背面,而號筒裝置置于揚聲器前方以平衡壓力。
這種設計的聲音傳輸效率最高,但體積龐大,低頻響應通常不如密閉式和倒相式。折疊號筒設計優化了空間利用,聲響效果優于一般低音反射式音箱。
號筒口大小決定了截止頻率——頻率要求越低口徑需越大。號角式音箱在專業影院和劇場主擴聲系統中仍有重要地位(太大了,家里實在是放不下)。
音箱箱體特性對比一覽表:
結構類型低頻表現靈敏度瞬態響應箱體要求適用場景密閉式
深沉,分析力好
較低
較大容積
監聽、小型空間
倒相式
豐富,下潛深
較高
★★★☆☆
中等
普通家用
無源輻射式
清晰,量感足
★★★☆☆
可小型化
緊湊型系統
傳輸線式
深沉干凈
中等
大而復雜
高端Hi-Fi
耦合腔式
失真小,承受功率大
特殊設計
小口徑低音
聲阻式
展寬頻段
較高
★★★☆☆
中等
改良倒相需求
號筒式
效率高,量感一般
最高
★★☆☆☆
非常龐大
專業擴聲
現代音箱設計中,倒相式占據約70%的市場份額,密閉式約占20%,其它結構大概占剩余的10%。
哪種設計最好?
還是那句話,沒有絕對的“最好”,只有最適合。錄音棚監聽更偏愛密閉箱的精準,家庭用戶青睞倒相箱的飽滿、便宜(也有對聲音要求高的發燒友會有不同選擇),空間受限者欣賞無源輻射箱的小巧,而專業場所更需要號角式的高效率(商用會更關注投入產出比)。
以上就是比較常見的7種音箱設計了,你見過幾種?你覺得哪種最好聽?
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