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[资讯] 从外到内了解音箱——箱体结构篇

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Audio 发表于 2019-10-27 22:06:41
从外到内了解音箱——箱体结构篇% B) x9 C/ {1 c
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. _: t$ ^: U7 x: ], D& o写在前面的话:本系列文章希望可以帮助到那些尚处于入门阶段的音响爱好者,以及音箱DIY玩家们能够更进一步地了解音箱的各项参数及其相关词汇的含义。由于UP主只是一个普通的低端发烧友而并非业内专业人士,如果文章中出现了任何理论错误的地方,还请各位大神手下留情并提醒我改正。; G  z+ e3 ~; z7 h  V, v: }

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% l. M; I% {3 s既然要由外至内认识音箱,我们自然要从音箱最外面的壳子——箱体开始。我们的音箱为什么需要箱体呢?由于扬声器单元所发出的声波为前后反相,如果我们只是将扬声器单元直接放置于空气中的话,那么波长较长的中低频声音就会因为振膜正面辐射的正相声波绕射到背面与背面辐射的反相声波相互抵消白白浪费掉了。而扬声器的箱体就是将反相声波密封起来,阻止它们和振膜发出的正相声波相遇的装置。因此,一个音箱的低频素质绝大程度上都由它的箱体来决定,不同的箱体结构又会带来各种不同的声音特色。我们的音箱自从诞生至今,已经发展出了几十种不同的箱体种类。其中很多类型要么由于性能并不突出,要么由于缺点过于明显而导致市场占有率极低,逐渐被业内淘汰。亦或者是由于设计方法过于复杂,制造和使用成本过高难以被厂家和市场所接受。所以UP主就专门挑了市场上最为常见的三种音箱箱体结构来为大家简单地介绍它们各自的特点以及优缺点。(其实就是懒得每个都写,摸了!)
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$ c+ A* @+ K8 v5 M- e7 U2 J8 g密 闭 箱
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0 H0 |% V' o. ~( a5 WVictor Zero-L10音箱 老胜利最后的超弩级音箱,采用密闭式设计。
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& z2 y; A" U/ S2 W' s密闭箱是近年来开始慢慢淡出人们视野的箱体形式,但在上个世纪70和80年代是很常见的设计。由一个完全密封的箱体和扬声器单元组成的设计即为密封箱(sealed box),是所有音箱设计中最简单的一种形式。密闭箱与其他两种结构的箱体相比有着最低的失真以及出色的响应和瞬态特性,同时由于结构上的原因,相较其他两者有着更佳的空间适应性。缺点是低频段的重放效率是这三种常见的箱体结构里最差的,因此密闭式音箱的低频往往听起来有着非常凌厉的速度感和高级的质感,但是量感却很少。
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) j$ u* {- C9 {5 e+ j使用软件模拟出一种密闭箱的低频频响曲线图,由于所使用的单元并不是为了密闭式箱体而特别设计的,可以看出其低频的素质并不理想。因此密闭式音箱对于扬声器单元的某些参数有特别的要求,并不是所有的单元都适合做成密闭式音箱。6 W( t3 i+ x) A, B0 D
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还有就是密闭箱的散热也不好,所以需要长时间大功率运行的专业喇叭极少会采用密闭式的设计,而如果箱体内部的空气温度和扬声器单元的温度过高的话,则会严重地影响到音箱的声音质量。(顺便一提,由于密闭式音箱的箱体是几乎完全密封的,对于不需要大音量播放的家庭环境来讲其实是有着相对更长的使用寿命的)% x7 |* y( m1 i/ }

- l. w" f  W& h6 H(这里UP主多嘴一句,由于密闭式音箱的下盘普遍难推,所以千万不要使用一些绣花枕头类,肾虚类的功放来推密闭箱,否则结果可能会很diu人). F2 t  ~. ?* x

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7 u" ~4 ]! C! S* ~6 Z4 q, L典型使用过密闭式设计的品牌:ATC 、Kripton、 Magico
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倒 相 式 音 箱
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JBL 4350音箱,它一共使用了6根倒相管。0 A6 o% ^1 y  a; j- U: [2 d

. M1 s# B0 J# Y5 S) h5 Y倒相式音箱是目前业界应用最为广泛的箱体结构。一般来说,在箱体上拥有一个或者数个可以用来通气的管或孔的箱体即为倒相箱(Bass reflex/vented)。不过由于近些年来越来越多的非常规形式的倒相箱出现,称之为开口箱似乎更加严谨一些。与密闭箱比较的话,倒相式音箱有着更宽的有效低频重放区域(倒相箱的f3参数几乎是肯定要高于密闭箱的)密闭箱的低频曲线会比倒相式音箱更早的开始滚降。倒相箱还可以减小扬声器单元在低频重放下限频率附近的振幅,可以在特定区间内获得比密闭式音箱更低的失真。倒相式音箱往往有着量感丰满、下潜出色的听感,但是它同样也有很多缺点。相比较密闭式音箱,倒相式音箱往往有着更差的瞬态表现。以及,因为倒相式音箱的结构关系,在低于扬声器的低频重放下限之后,扬声器的振膜运动是不受扬声器本身控制的,此时倒相式音箱的失真会远远高于密闭式音箱。一些有经验的鼓手更是可以听出一些倒相式音箱在重放特定区间的低频时音阶是完全错误的。& l% x0 S. Q0 F1 Z. }+ K# _
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使用软件模拟出同一单元在同样容积的箱体下,倒相式与密闭式箱体不同的低频频响曲线。上图中黄色为倒相式设计,蓝色为密闭式设计。各位可以直观的看出两种箱体结构的低频重放能力的差别。
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使用软件模拟出同一单元在同样大小的箱体下,音圈运动幅度的变化。可以看出,黄色线条代表的倒相式音箱在特定区间内音圈的运动幅度会远小于蓝色线条表示的密闭式音箱(此时的失真会比音圈运动幅度更大的密闭型更低),而在超过f0以后的扬声器失去了对振膜的控制,从而造成非常不线性的音圈位移。(此时失真会很大)) _& X0 K  M" j- m+ u% D. Z$ I% Y

, L/ \: l2 Z: e/ v3 k同时由于倒相管的存在,扬声器单元所产生的其他频率的声波也会从管口反射出来。(甚至在大音量下还会因倒相管附近的空气流速过快而产生风噪)因此,倒相管的位置不同,带来的负面影响也不近一样。比如倒相管在前面设计的音箱会因为倒相管流出的中频和低频声波带来声短路和干扰的影响。而倒相管放在后面设计的音箱虽然避免了上述两种缺点,但是却带来了相对较高的空间要求和延迟效应。1 U: {* f! `3 G0 E  ]; j" j5 |
典型使用过倒相式设计的品牌:JBL、 TAD(使用倒相式设计的音箱实在太多了,这里就暂时列出两位最屌的)
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被 动 辐 射 式 音 箱
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Marten Coltrane Momento音箱以及它背后的4个铝合金材质被动盆
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被动辐射式音箱(passive radiator),是使用一种类似于扬声器单元,却不含音圈和驱动系统的被动辐射盆来代替倒相管的设计,也被称作为被动盆式或者空纸盆式音箱。被动辐射音箱一开始是作为倒相式音箱的替代品出现的,他们之间的设计方法和特点非常接近。(不过因为近年来很多厂商研究出了改良版的倒相结构,使用被动盆式设计的音箱甚至变得比密闭式音箱还要少见)被动辐射音箱的特性和倒相式差不多,同样有着较高的效率,以及降低特定区间内单元冲程的优点。而它最主要的优点有两种,一是它消除了倒相管的声染色(管口处的风噪声和泄漏出来的高频声),二是对于那些箱体很小的小口径音箱,可能会产生倒像管长度无法放进箱体的问题,这时使用被动盆设计就可以解决,所以被动辐射式设计也多半会出现在一些小口径的音箱上。缺点则是比倒相式音箱更陡峭的截止曲线、更低的截止频率和更加混乱的瞬态稳定性。
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1 _& b7 q7 H1 e8 ]上图中红线代表被动辐射式音箱,黄线代表倒相式音箱。从图中可以看出被动辐射式音箱有着更加陡峭的截至曲线和更低的截止频率。6 @# }5 J2 C9 {6 c' g: F) d$ A
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上图中红线代表被动辐射式音箱,黄线代表倒相式音箱,深红色代表被动辐射器。可以明显地看出在多数情况下被动辐射式音箱有着低于倒相式音箱的音圈冲程,这也就意味着更低的失真。
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; G* Y' Z4 S/ C5 j0 c3 T上图中红线代表被动辐射式音箱,黄线代表倒相式音箱,使用软件来模拟两种音箱的群延迟特性,可以看到被动盆式音箱相比倒相式音箱有着更加陡峭和混乱的曲线,代表其瞬态的稳定性会差于倒相式音箱。9 ~$ ^/ h, _  R  M3 ?
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此外,由于被动盆式音箱几乎可以等于密闭式的倒相式音箱,因此倒相式音箱具备的通风散热的优点它并不具备,所以也很少看见这种形式的音箱出现在专业音箱上。
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1 B8 d2 Q5 g, Q* ]8 q典型使用过被动辐射式设计的品牌:Marten、Sonus Faber、  Focal
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到此为止,3种我们平时最常见的音箱结构就给大家介绍完了。至于不同形式音箱之间摆位的要求以及DIY需要注意的事项呢,也许以后有机会的话再单独写一篇文章给大家吧....
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