說了這么多天的音箱的東西，也總該來湊個(gè)音箱來揪揪了，那么看看我們拼個(gè)完整的音箱還要知道些啥吧。當(dāng)然，不是隨便弄成個(gè)四方盒子就能叫好音箱的，還得了解下面這些基礎(chǔ)知識(shí)，才會(huì)更懂怎么拼一個(gè)好音箱。但是，如果你跟小靈一樣懶的話，學(xué)懂今天的推文，也能讓你選購到一套好音箱呢。
雖然單獨(dú)一個(gè)揚(yáng)聲器給上信號(hào)也能發(fā)聲，但聲音會(huì)變得很小，這是為什么？因?yàn)閾P(yáng)聲器振膜工作時(shí)，會(huì)同時(shí)驅(qū)動(dòng)振膜前后的空氣形成兩組聲波，但這兩組聲波的相位相差180度，也就是說，這兩組聲波峰谷相對(duì)，會(huì)相互抵消，使得聲壓下降，這和一些煲箱軟件的降噪原理有些相似。為了讓聲音變得更有效率，揚(yáng)聲器需要配合板子使用，這些板子被稱為障板。這些障板的不同組合，形成了不同的箱體，與揚(yáng)聲器配合形成不同的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)被稱為聲學(xué)結(jié)構(gòu)，它決定了音箱的一些基本特征。
波形相位差演示
目前最為常見的有倒相式，其次是密閉式。
密閉式
密閉式，又叫密封式。顧名思義，即完全封閉的結(jié)構(gòu)，它的設(shè)計(jì)目的就是為了完全阻斷揚(yáng)聲器向后驅(qū)動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音。這種聲學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于設(shè)計(jì)，它曾經(jīng)是音箱的主流形式，也是土炮黨所鐘愛的一種結(jié)構(gòu)。但隨著有源音箱的發(fā)展，密閉式的聲學(xué)結(jié)構(gòu)不再顯得那么受歡迎，主要原因是密閉式不利于散熱，對(duì)于內(nèi)置功放模塊的有源音箱來說，這種結(jié)構(gòu)會(huì)降低電氣方面的安全性。
桌面級(jí)密閉式無源音箱
密閉式在聲學(xué)性能方面有著天然優(yōu)勢(shì)。它將揚(yáng)聲器后方空間完全包裹，形成一個(gè)封閉的空間，它與外界容易形成氣壓差?；蛟S這個(gè)概念不好理解，可以做個(gè)實(shí)驗(yàn)，找一個(gè)空可樂瓶，擰緊蓋子，然后輕輕捏瓶子，感受一下瓶子反向的作用力，然后擰開蓋子，再次捏捏瓶子，是否感到瓶子的反作用力變小了？
桌面2.1音箱的密閉衛(wèi)星箱
當(dāng)揚(yáng)聲器工作時(shí)，振膜會(huì)前后驅(qū)動(dòng)，箱體內(nèi)的氣體的體積會(huì)產(chǎn)生變化，隨之而來就是氣壓產(chǎn)生變化，它會(huì)與外界的氣壓形成相互作用力，向內(nèi)或向外頂托振膜快速回位，如同有個(gè)“空氣彈簧”一般，這個(gè)特點(diǎn)決定了密閉式聲學(xué)結(jié)構(gòu)的音箱會(huì)具有良好的響應(yīng)速度。通常情況下，密閉式能讓聲音變得干凈清晰，具有質(zhì)感，具有良好的響應(yīng)速度，整體不會(huì)拖泥帶水，低頻衰減平滑柔和。但同時(shí)，這個(gè)特性也會(huì)限制振膜的行程距離，使得推動(dòng)的空氣體積變小，這會(huì)降低效率，尤其是低頻的量感。
倒相式
前面提到，揚(yáng)聲器工作時(shí)，會(huì)前后驅(qū)動(dòng)空氣發(fā)出兩組聲波，密閉式采用封閉箱體阻斷向后的那組，這樣會(huì)降低發(fā)聲效率，有無辦法讓向后的聲波也被利用起來呢？答案就是將聲波導(dǎo)出來。在“音箱上插一根管子”，就是倒相式聲學(xué)結(jié)構(gòu)，那根管子叫導(dǎo)聲管，也叫倒相管，它能將揚(yáng)聲器向后發(fā)出的聲音相位翻轉(zhuǎn)導(dǎo)出，這就是“倒相”的意思。這樣處理過的聲波與先前發(fā)出的聲波不會(huì)峰谷相對(duì)產(chǎn)生抵消作用，而會(huì)相互疊加，實(shí)現(xiàn)更大的聲壓，這也是倒相式結(jié)構(gòu)低頻量感相對(duì)充沛的原因。
倒相管
你或許好奇，聲音經(jīng)過導(dǎo)出，相位會(huì)再次翻轉(zhuǎn)嗎？為什么倒相箱對(duì)低頻量感改善明顯，而對(duì)中高頻量感影響較小呢？倒相式的工作原理并非“導(dǎo)出”這么簡(jiǎn)單，它受到箱體容積、倒相管截面面積、長度等多種因素音箱，它真正的工作原理是利用聲箱共振，共振效果和頻率可以通過公式計(jì)算。一般情況下，箱體容積越大，低頻下潛越深，瞬態(tài)則容易變差，倒相管長度越長，下潛越深，瞬態(tài)越好，量感會(huì)降低，效率降低。箱體多大、倒相管多長合適？需要經(jīng)過計(jì)算，不正確的設(shè)計(jì)都會(huì)導(dǎo)致聲音劣化。這里所說的，也只是一個(gè)基本特點(diǎn)而已。需要明確的概念就是，倒相不只是簡(jiǎn)單的將聲音反相導(dǎo)出。
后倒相式有源音箱
微型音箱的頂部倒相孔
倒相式又分為前倒相、后倒相，即指的倒相管的指向，這兩種形式最為常見，也有將倒相管開在頂部的。倒相管的指向?qū)Ρ旧聿粫?huì)影響性能，但會(huì)影響擺位，例如后倒相的音箱，擺放時(shí)應(yīng)該注意離墻位置，避免過度反射造成的聲音渾濁。
相比密閉式聲學(xué)結(jié)構(gòu)，倒相式在低頻下潛和量感方面的優(yōu)勢(shì)是天然的，這種聲音的趨勢(shì)也迎合了大部分人的聲學(xué)審美標(biāo)準(zhǔn)。倒相式還可以通過倒相管交換聲學(xué)腔體內(nèi)外的氣體，帶走熱量，這種結(jié)構(gòu)，用于有源音箱設(shè)計(jì)時(shí)能提高電氣穩(wěn)定性和安全性，因此大部分有源音箱均采用倒相式。
被動(dòng)振膜式
被動(dòng)振膜，又叫被動(dòng)輻射器、空紙盆。它也是一個(gè)發(fā)聲器，但它本身不具備主動(dòng)驅(qū)動(dòng)力，它不包含驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它依賴主動(dòng)揚(yáng)聲器工作時(shí)，壓縮聲學(xué)腔體內(nèi)的空氣，被驅(qū)動(dòng)而發(fā)聲。這種技術(shù)出現(xiàn)得很早，但真正被廣泛使用，是隨著微型音箱的興起而來，是在增加振膜的驅(qū)動(dòng)面積，以推動(dòng)更大體積的空氣獲得低頻量感。這種結(jié)構(gòu)也是全封閉的，因此腔體內(nèi)外也容易形成氣壓差，而產(chǎn)生相互頂托振膜[包括主動(dòng)和被動(dòng)的]的效果，這點(diǎn)和密閉式結(jié)構(gòu)相似，但聲音特點(diǎn)卻并不相同。這取決于主動(dòng)振膜和被動(dòng)振膜的面積比例，如果被動(dòng)振膜很大，甚至大于主動(dòng)振膜，振膜每個(gè)面積單位獲得的作用力就相對(duì)小，頂托作用就不會(huì)明顯，聲音的響應(yīng)速度會(huì)變慢，振膜的容易失控，反之，如果被動(dòng)振膜較小，頂托作用就明顯，聲音的表現(xiàn)就會(huì)有類似密閉式結(jié)構(gòu)的特征。
箱體背面的被動(dòng)輻射振膜
在有些權(quán)威的聲學(xué)書刊中，將被動(dòng)振膜式視作倒相式的變型，由于其特殊性，將被動(dòng)振膜作為單獨(dú)的一類來說明。
其他特殊結(jié)構(gòu)
還有一些特殊結(jié)構(gòu)的音箱，例如低音音箱采用的Cannon結(jié)構(gòu)，還有Bose妙韻的Acoustic Waveguide Speaker Technology 音頻導(dǎo)波管結(jié)構(gòu)，以及渦旋結(jié)構(gòu)等等。還有在有源音箱中不常見的號(hào)筒結(jié)構(gòu)、迷宮結(jié)構(gòu)等。
Cannon結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單示意
coustic Waveguide Speaker Technology 音頻導(dǎo)波管揚(yáng)聲器技術(shù)示意
一體化音響系統(tǒng)-渦旋結(jié)構(gòu)
了解了音箱箱體的多種結(jié)構(gòu)形式了，那接下來看看做一個(gè)音箱還要注意啥吧。箱體僅僅依賴材料的物理特性也是無法達(dá)成理想狀態(tài)的，在箱體設(shè)計(jì)中，還有很多強(qiáng)化的手段，以實(shí)現(xiàn)更好的避免或者消除箱振帶來的負(fù)面影響。
使用厚重的板材
這是最簡(jiǎn)單，也是最有效的強(qiáng)化措施之一，但它會(huì)導(dǎo)致制造、運(yùn)輸成本的大幅攀升。關(guān)于板材的內(nèi)容，大家可以翻看小靈的歷史推文。
箱體的聲學(xué)設(shè)計(jì)
箱體通常采用方體造型，采用什么高度、寬度、深度，是有講究的，合理的設(shè)計(jì)，能降低箱體內(nèi)駐波的負(fù)面影響，也就降低了箱振的負(fù)面影響。音箱的邊長為波長的1/2或者整數(shù)倍頻率下容易產(chǎn)生駐波，如果2個(gè)邊為一樣時(shí)，駐波的能量更大。因此正方形截面的箱體是存在聲學(xué)設(shè)計(jì)缺陷的。低頻波長較長，一般低音炮是不是會(huì)因?yàn)檫呴L不夠低頻波長的1/2倍而不發(fā)生低頻駐波呢？理論上如此，但不表示低音音箱箱體內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生駐波，因?yàn)閾P(yáng)聲器發(fā)出的不只是單純的低頻信號(hào)，這些“雜波”會(huì)調(diào)制合成成新的波形，最終產(chǎn)生駐波，這還只是復(fù)雜情況中的一種。
通常說的，長寬比為黃金比例時(shí)，聲學(xué)效果最理想，其實(shí)也不盡然。這里列出一張表，是前輩們總結(jié)整理出來的。
對(duì)消除駐波負(fù)面影響最為有利的音箱尺寸比
密封措施
在安裝揚(yáng)聲器與功放模塊時(shí)，加入一層柔性材料，能增強(qiáng)箱體的密封性。它能保證不發(fā)生不應(yīng)該的聲壓泄露，這也是俗稱的漏氣，漏氣可能會(huì)揚(yáng)聲器的聲波產(chǎn)生相互干涉，劣化頻響。對(duì)于密閉式的聲學(xué)結(jié)構(gòu)的音箱而言，防止漏氣尤為重要。通常來說漏氣點(diǎn)靠揚(yáng)聲器越遠(yuǎn)，產(chǎn)生的干涉就越嚴(yán)重。安裝于揚(yáng)聲器與箱體之間的密封柔性材料，還能緩解揚(yáng)聲器與箱體之間的振動(dòng)傳導(dǎo)。
折疊振膜高音揚(yáng)聲器背面
密封措施是必須的，這點(diǎn)大部分音箱都做到了。不過有些卻做得不夠好，密封是否嚴(yán)密，也和安裝工藝相關(guān)，也和箱體材料有關(guān)。如刨花板，它的鋸面粗糙，難以做到完全密封，板質(zhì)酥松，螺絲生根困難等等，都會(huì)導(dǎo)致密封不嚴(yán)的問題。
有源監(jiān)聽音箱-功放模塊
在箱體內(nèi)刷瀝青，是DIY常用的箱體強(qiáng)化手段之一，它除了改變板材阻尼特性之外，瀝青也是極好的密封材料。
加強(qiáng)筋、加強(qiáng)框架以及阻尼膠
在木質(zhì)箱體的設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)利用一些邊角木條貼附到箱體內(nèi)壁上，這些邊條主要用于強(qiáng)化箱體，被稱為加強(qiáng)筋。這是一種簡(jiǎn)單的加強(qiáng)方式，成本也不太高，因此被普遍采用。
有源音箱-箱體內(nèi)部
箱體加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)示意
有些產(chǎn)品則在箱體設(shè)計(jì)時(shí)，使用加強(qiáng)框架。加強(qiáng)框架對(duì)障板的支撐力度則明顯要優(yōu)于加強(qiáng)筋，但成本上則要高出不少。
微型塑料音箱的加強(qiáng)筋
塑料箱體也有類似加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)，只不過這些加強(qiáng)筋在開模時(shí)就設(shè)計(jì)好了，而不是利用邊角料來強(qiáng)化。
沒有哪種材料是完美的，因此通過覆蓋一層其他物質(zhì)是原有材料變成“復(fù)合材料”，以實(shí)現(xiàn)更理想的物理特性。在箱體內(nèi)部涂刷阻尼膠是一種比較理想的辦法。這種方法讓箱體制造變得繁瑣，因此沒有成為主流形式。
吸音材料
音箱里的吸音棉
吸音材料的作用是用來抑制內(nèi)部聲壓的上升，它能有效的降低駐波的影響，尤其對(duì)300Hz以上的頻率有效。
吸音材料通常為玻璃、石棉、醋酸、尼龍等纖維，看上去都象一團(tuán)棉花似的，因此俗稱為吸音棉。玻璃纖維容易產(chǎn)生碎屑，如果附著在人體皮膚或者呼吸道內(nèi)壁上時(shí)，會(huì)影響人體健康。實(shí)際上，現(xiàn)在音箱基本不再使用玻璃纖維作為吸音材料，而多采用尼龍纖維和海綿片的方式。但這些材料又易燃，在有源音箱中使用時(shí)，會(huì)降低音箱的安全性，使得很多有源音箱拒絕使用吸音材料。而無源音箱則無安全性問題，因此使用吸音材料的還是占大部分。吸音材料的不同以及不同的安裝方法，對(duì)聲音也有一定的影響。
好了，音箱里該有的基本東西，咱們都說了一個(gè)遍了，再配上適當(dāng)?shù)穆萁z和相應(yīng)的接線端子，那么就可以動(dòng)手組裝一只DIY音箱了，關(guān)于端子的內(nèi)容，大家可以翻看小靈之前的推文，也有過詳細(xì)介紹的。只有真正動(dòng)手“折騰”過一只音箱，才會(huì)更明白音箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這所謂理論與實(shí)踐相結(jié)合了，呵呵！不說了，小靈糾纏工程師去拆音箱了~~
