如果你將揚聲器從音箱中取出,同樣的給上信號,揚聲器依然能發聲,但聲音會變得很小,這是爲什麼?因爲揚聲器振膜工作時,會同時驅動振膜前後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,這兩組聲波峯谷相對,會相互抵消,使得聲壓下降,這和我們設計的煲箱軟件的降噪原理有些相似。爲了讓聲音變得更有效率,揚聲器需要配合板子使用,這些板子被稱爲障板。這些障板的不同組合,形成了不同的箱體,與揚聲器配合形成不同的結構,這些結構被稱爲聲學結構,它決定了音箱的一些基本特徵。

密閉式

密閉式,又叫封閉式。顧名思義,即完全封閉的結構,它的設計目的就是爲了完全阻斷揚聲器向後驅動時發出的聲音,這種聲學結構簡單,便於設計,它曾經是音箱的主流形式,也是土炮黨所鍾愛的一種結構。但隨着有源音箱的發展,密閉式的聲學結構不再顯得那麼受歡迎,主要原因是密閉式不利於散熱,對於內置功放模塊的有源音箱來說,這種結構會降低電氣方面的安全性。到目前爲止,還能看到一些2.1音箱的衛星箱採用這種結構。

封閉式音箱內貼附較厚的吸音材料,可以吸收聲波,以有效地防止聲短路.即防止人射波與反射波的相互抵消。由於向箱體後面輻射的聲能無法利用,因而密封式音箱的放音效率比較低。封閉式音箱的容積有限,在振膜背面形成一個空氣“彈簧”,使揚 聲器系統的諧振頻率升高,使低頻響應變壞。可知,諧振頻率不太低 的揚聲器不宜作封閉式音箱;橡皮邊式揚聲器的諧振頻率比較低,較適於作封閉式音箱。封閉式音箱體積比較小,很適於擺放在空間較小的廳室內。一般 書架式、懸掛式音箱等都可作成封閉式音箱。

當揚聲器工作時,振膜會前後驅動,箱體內的氣體的體積會產生變化,隨之而來就是氣壓產生變化,它會與外界的氣壓形成相互作用力,向內或向外頂託振膜快速回位,如同有個“空氣彈簧”一般,這個特點決定了密閉式聲學結構的音箱會具有良好的響應速度,通常情況下,密閉式能讓聲音變得乾淨清晰,具有質感,具有良好的響應速度,整體不會拖泥帶水,低頻衰減平滑柔和。但同時,這個特性也會限制振膜的行程距離,使得推動的空氣體積變小,這會降低效率,尤其是低頻的量感。

倒相式

倒相箱是目前應用最爲普遍的音箱,它在密閉箱的基礎上增加了一載導管(倒相管),導管一端跟箱內的空氣連通,另一端通過箱壁上的開口(倒相口)通往箱外。當喇叭單元的振膜運動時,一方面直接對外輻射聲波,另一方面又壓縮(或擴張)箱內的空氣。使箱內的控制氣從倒相口排出來,這樣,倒相口就成了策動空氣的“第二振膜”,如果設計得巧妙,倒相管-箱體系統可以剛好使振膜後向輻射的聲波倒相180度(倒相箱因此而得名),這樣從開口處輻射出去的聲波就與振膜前方輻射的聲波同相了,而同相的輻射使聲能得到疊加,於是加強並延伸了音箱總體上的低頻響應。

倒相式又分爲前倒相、後倒相,即指的倒相管的指向,這兩種形式最爲常見,也有將倒相管開在頂部的,例如創新的T20、HD50等。倒相管的指向對本身不會影響性能,但會影響擺位,例如後倒相的音箱,擺放時應該注意離牆位置,避免過度反射造成的聲音渾濁。倒相式還可以通過倒相管交換聲學腔體內外的氣體,帶走熱量,這種結構,用於有源音箱設計時能提高電氣穩定性和安全性,因此大部分有源音箱均採用倒相式。

封閉式音箱把錐盆後面輻射的聲波完全吸收掉,使大約1 2的 聲能被浪費掉。設置倒相孔後,充分利用了揚聲器的後輻射聲波,使 聽音房間的低頻輻射強度明顯提高,並擴展了低頻重放的下限頻率。封閉箱在其共振頻率附近錐盆振幅最大,由定心支撐片等非線性 位移所引起的失真也最大。設置倒相孔後,倒相孔空氣質量的聲阻作 用,使共振頻率附近錐盆振幅爲最小,可使非線性失真減到最小,改善了音質。在大音量輸出時,這個優點可顯示出更明顯的效果。倒相式音箱的容積可小於封閉式音箱。若要求重放下限頻率相同, 倒相式音箱的容積減小到封閉箱的60%〜70%。另外,倒相式音箱的共振頻率可設計爲等於甚至低於揚聲器共振頻率,故倒相式音箱可使 用較廉價的紙盆揚聲器。倒相式音箱也有些缺點。在音箱諧振頻率以下的低頻帶輻射聲壓 級衰減比較快,易產生低頻“隆隆”聲;另外,倒相式音箱的箱體和 結構比較複雜,製作和調校麻煩一些。

被動振膜式

被動振膜,又叫被動輻射器、空紙盆。它也是一個發聲器,但它本身不具備主動驅動力,它不包含驅動系統,它依賴主動揚聲器工作時,壓縮聲學腔體內的空氣,被驅動而發聲。這種技術出現得很早,但真正被廣泛使用,是隨着微型音箱的興起而來。這種技術實際是在增加振膜的驅動面積,以推動更大體積的空氣獲得低頻量感。這種結構也是全封閉的,因此腔體內外也容易形成氣壓差,而產生相互頂託振膜[包括主動和被動的]的效果,這點和密閉式結構相似,但聲音特點卻並不相同。這取決於主動振膜和被動振膜的面積比例,如果被動振膜很大,甚至大於主動振膜,振膜每個面積單位獲得的作用力就相對小,頂託作用就不會明顯,聲音的響應速度會變慢,振膜的容易失控,反之,如果被動振膜較小,頂託作用就明顯,聲音的表現就會有類似密閉式結構的特徵。

在有些權威的聲學書刊中,將被動振膜式視作倒相式的變型,由於其特殊性,因此在我們的文章當中,將被動振膜作爲單獨的一類來說明。

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