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专业音箱的设计和材质

发布日期:2019-02-22 浏览量:543次

1.音箱设计的评价

   音箱有多种不同的形状,如封闭箱、倒相箱、迷宫箱和A.S.W箱等,那么什么样的音箱算是好的音箱呢?在音箱的各项技术指标中,如灵敏度,功率阻抗,有效频率范围,指向性失真等,人们往往把频率范围,特别是低频下限放在首位,然而为了得到真实准确的原音再现,最重要的指标应该属于频率响应的不均匀度,它反映了频率的均衡与平直程度,体现在频响曲线上则为曲线的形状是否足够平缓而没有过大的波动起伏,一般只要扬声器口径大一些,音箱体积大一些,灵敏度与功率都会更高,频率范围也会更宽,低频下限也会更低,这些方面的合理要求都不能达到,最难得到的则是均衡的频响。

   对于某些频段声音进行人为提升或衰减,得到的都不是真实的声音,也不会给我们带来美好的听感,例如图9-1中高高凸起(如QB=2.0、4.0和6.0)的频响曲线很难称为高保真,强烈的虚假(人为提升得到的)低音的刺激会使人厌烦,甚至痛苦不堪,而过于平缓(如QB=0.3、0.5)的频响曲线则丢掉了一大块低频能量,必然会造成低频的疲软,只有均衡的频响才有可能得到高保真。

   频率响应的不均匀度,一般是作为频响指标的控制条件出现的,如表示频响曲线的上下波动起伏不超出±3db范围。

   评价音箱的设计水平首先是其频率响应的不均匀度,优秀的设计是在保证频响曲线既无低频段凸起,中低频段有无凹陷的前提下,取得最深的低频下潜,只有这样才能最充分的发挥低音扬声器的作用,得到最好的低频响应。

   其次是全频段的均衡问题,音箱多为两分频或三分频,而高音单元、中音单元和低音单元的灵敏度不一定一致,必须采取措施,做适当的搭配与调整,如通过电路对高音或中音频段进行衰减,这一问题主要在分频器设计中解决。

   第三个重要问题是瞬态响应,优秀的音箱对声音有足够的控制力,该出现时出现,该终止时噶然而止,收放自如,声音清晰准确,劣质音箱往往低音轰隆隆含混一片模糊不清,影响这一问题的主要原因在于扬声器单元必须有足够的阻尼,Q值过高的低音单元不能用于优质音箱。

   选择适用的优质扬声器,进行科学合理的音箱设计与分配器设计,再经过精心的选材和制作,就能够得到优质的高水平音箱。

   2.音箱的箱体材质

   音箱箱体的主要作用是阻断声波绕射,消除声短路效应,扩展频率响应和提高灵敏度,并抑制多余共振,从而改善非线性失真和瞬态性能。

   音箱箱体的主要要求为坚固,刚度大,不易振动,故应采用坚硬密实的材料制作,主要有木质,塑料,石材,玻璃,陶瓷等。

   人耳的听觉频率范围大约在20Hz-20kHz之间,音箱的主要作用就是增强和改善低音,特别是几十赫兹到几百赫兹的低音用什么材料制作音箱好呢?从物质的固有频率考虑,无机材料(如石板材,混泥土等)的固有振荡频率一般在次声段,扬声器的频率几乎不可能与之发生共振,即使发生共振,人耳也听不到,所以石板材等具有明显的优越性,这些材质的音质比木质音箱好。

   木质音箱阻尼特性好,音质较柔和,但刚性较差,制作不当时重放低音会有一种拖泥带水的模糊之感,木材由于取材方便,加工简单,已成为大多数音箱的首选材料,目前应用最多的是中密度板和高密度板,优质的多层胶合板也是自作音箱的好材料。

   塑料音箱易于加工、成型,但刚性较差,专业音箱很少选用这种材料。

   3.超低音音箱的设计

   超低音的扬声器体积尺寸比平常的低音扬声器大得多,振膜的面积也更大,此时所谓盆分裂的现象就会更加严重,也就是说在理论上音箱的振膜在运动的时候是整体前后移动,本身的形状是维持不变的,但是当振膜尺寸过大的时候,振膜的某些部分在剧烈运动的时候就难免会产生变形,如此对声音当然没有好处,将扬声器的尺寸变小,是降低盆分裂的一个方法,同时超低音的反应速度也得以提高,这也是目前超低音扬声器大多流行12in以下口径设计的原因。另外热振膜本身的强度较大,也就更能抵抗变形,将振膜的厚度加厚当然可以,不过增加振膜的重量将会降低反应速度,因此采用质量轻,钢性强的材料来制作或采用复合结构将是最好的方法,许多超低音音箱的规格说明中都会针对此点作强调,选用时应多加注意,图9-13所示的是一种专门用于超低音音箱的10in特种超低音扬声器单元,型号为Hi-Vi SP10,它的振膜由多层结构构成,机体采用加厚NOPRESS纸基,表面与折环由厚达80mm的进口泡棉在400t的压力下成型。有极好的刚度,在表面与纸基之间,由两层轻且硬的气囊结构组成,增加刚度并控制重量。该单元采用直径190mm的大型双磁钢,振膜的线性振幅超过3cm,额定功率高达500W,单元自重达到惊人的13kg,用于超低音音箱是再好不过了。

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