昨天分享了一個帖子,關于那個爭論已久并且一直沒有找到答案的問題:到底是密閉式音箱好,還是倒相式音箱好。
差點被評論區一個小可愛莫名其妙的言論氣個半死,也沒必要多說了(沒上升到人身道德攻擊就無所謂)。
評論區里另一位網友“梁杰敏&廣東賽賓智能·影音”提的問題就很好:“為何事實是同品牌同檔次倒相炮體積比密封炮大百分之十幾?”
低音炮和音箱在低頻這塊,原理是一樣的,細心地小伙伴可能早已經發現了,一般倒相式低音炮(俗稱倒相炮)通常比同品牌、同檔次、同等驅動單元、設計目標相似的密閉式低音炮體積更大。
之前的帖子也說過,密閉式音箱需要更大的箱體容積來獲得更好的低頻,為什么現實中反倒是倒相炮個頭更大呢?
這主要是因為以下幾個原因:
1、低頻延伸
倒相炮有一個重要參數叫做“調諧頻率”,在調諧頻率處低音炮輸出最強(效率最高);在調諧頻率以下,輸出會以非常陡峭的斜率(24dB/倍頻程)急劇衰減。
這意味著如果箱體太小,調諧頻率不夠低,那么超低頻(遠低于調諧頻率)的表現會非常差。為了讓倒相箱也能有足夠的超低頻延伸(讓那個陡峭的滾降發生在足夠低的頻率),必須通過增大箱體容積來降低調諧頻率,否則用起來會感覺到某個頻率以下突然沒低音了。
而密閉炮的低頻衰減斜率相對平緩(12dB/倍頻程)。即使箱體較小,它也能延伸到更低的頻率(雖然輸出聲壓級會顯著降低),不會出現倒相箱那種斷崖式下跌。
2、調諧頻率
倒相式低音炮的核心在于那個倒相管(開口不一定就是管狀),這個管子和箱體內部容積共同構成了一個“亥姆霍茲共振器”。
這個共振器有特定的調諧頻率,較低的調諧頻率通常是高性能低音炮的追求目標。在這個頻率附近,倒相管中的空氣會劇烈地來回振動,有效地輻射出聲波,這個聲波與喇叭錐盆正面發出的聲波是同相的,從而增強了低音輸出。
為了達到較低的目標調諧頻率,設計者有兩種主要手段,一個是加長倒相管。但是會遇到物理限制,管太長可能放不進箱子、管內氣流噪聲增大、占用箱內容積等,再有就是增加箱體容積。
增大箱體容積可以獲得更大的箱體空氣容積,相當于更大的“氣墊”,降低了系統的“硬度”,可以使共振頻率更低。
因此,最有效且常用的方法就是增加箱體容積,讓低音炮達到較低的調諧頻率。
3、輸出效率
倒相炮的主要優勢之一就是喇叭單元在調諧頻率附近輸出效率(靈敏度)遠高于密閉炮(會高3dB甚至更多)。
說白了就是一樣的炮放功率推動下,倒相炮能產生更大的聲壓級,便宜量大管飽啊,尤其適合低預算家庭影院或者大房間獲得更大的能量覆蓋,這個僅代表老蝸牛個人觀點,不一定對。
所以要充分利用喇叭單元的低頻潛力并獲得平坦的低頻響應,就需要在設計箱體時候把容積調整到最佳值(通常由喇叭的Thiele/Small參數決定)。
對大多數低音喇叭單元來說,這個“最佳容積”用于倒相箱設計時,一般比用于密閉炮的容積要大,這是因為倒相炮需要更大的“氣墊”來驅動倒相管有效工作。
4、降低失真,保護喇叭
前面提到了“調諧頻率”,在調諧頻率附近倒相管承擔了主要的聲輻射工作,這時喇叭盆本身的振幅反而很小,喇叭單元的非線性失真也小。
但在調諧頻率以下,倒相箱對喇叭單元運動的控制力急劇下降(倒相管不再提供有效的聲負載),尤其是大功率輸出情況下,喇叭單元自由運動容易產生非常大的位移,導致嚴重失真甚至損壞。
增大箱體容積有助于提升調諧頻率以下對喇叭的控制力(雖然效果有限),更重要的是通過降低調諧頻率,讓這個“失控區”發生在更低、能量也更少的頻段,從而降低實際使用中喇叭損壞的風險。
總結
你應該也發現了,我一直在強調“調諧頻率”,倒相式低音炮體積大的核心原因,就是為了獲得一個較低的調諧頻率,從而帶來4個好處:
1、獲得更好的超低頻延伸,避免低頻過早滾降;
2、提升低頻輸出效率,獲得更高的輸出聲壓級;
3、提升控制力,降低失真;
4、保護喇叭,把喇叭失控的頻率推到更低的區域。
相比之下,密閉炮結構就簡單多了,不需要調諧,對箱體容積的容忍度較高(小體積也能工作,只是效率和低頻延伸會差一些),所以可以做得個頭更小。
倒相炮更大的體積是為了追求更高的效率、更深沉的低頻延伸和更充分地利用單元潛力所付出的必要“代價”。
至于大到什么程度,就需要音箱設計師和工程師在外觀設計、低頻下限、效率、體積和瞬態響應之間做出妥協和平衡了。
最后我的觀點不變,家庭影院音響行業完全建立在現代物理學或者說主要具體到建筑聲學、空氣動力學和電聲技術基礎上,可證偽、可實驗、可重復,絕非玄學,和相面算卦灑狗血是兩回事。
至于倒相炮和密閉炮哪個最好?它們都有各自的優缺點,沒有最好,只有最適合。個人需求、口味和偏好問題,永遠都沒有全世界統一的答案。
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