音响功放是怎样构造的

聆闻 · 发表于 2008-5-29 19:36:27

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音箱又称扬声器系统，它是将音频信号还原成声音的一种设备，在是音响系统中极为重要的一个环节。因为音箱的放音质量对整个音响系统的影响极大。目前，节目信号源设备和功率放大器的水平已做得很高，因此一个由优质音源、优质放大器和扬声器系统组成的音响系统，其放音质量就主要取决于音箱了。
　　音箱的分类方法有很多种，在专业音响中常见的音箱分类有四种，分别为：按使用场合分、按放音频率分、按用途分、按箱体结构分。按使用场合分：分为专业音箱与家用音箱两大类。按放音频率分：分为全频带音箱、低音音箱和超低音音箱。按使用用途分：分为扩声音箱、监听音箱、舞台音箱、包房音箱等。按箱体结构分：分为密封式音箱、倒相式音箱、迷宫式音箱和多腔谐振式音等。
按音箱的组成结构，主要分以下几种：
1、扬声器
　　扬声器有多种分类式：按其换能方式可分为电动式、电磁式、压电式、数字式等多种；按振膜结构可分为单纸盆、复合纸盆、复合号筒、同轴等多种；按振膜开头可分为锥盆式、球顶式、平板式、带式等多种；按重放频可分为高频、中频、低频和全频带扬声器；按磁路形式可分为外磁式、内磁式、双磁路式和屏蔽式等多种；按磁路性质可分为铁氧体磁体、钕硼磁体、铝镍钴磁体扬声器；按振膜材料可分纸质和非纸盆扬声器等。
　　A、电动式扬声器应用最广，它利用音圈与恒定磁场之间的相互作用力使振膜振动而发声。电动式的低音扬声器以锥盆式居多，中音扬声器多为锥盆式或球顶式，高音扬声器则以球顶式和带式、号筒式为常用。
　　B、锥盆式扬声器的结构简单，能量转换效率较高。它使用的振膜材料以纸浆材料为主，或掺入羊毛、蚕丝、碳纤维等材料，以增加其刚性、内阻尼及防水等性能。新一代电动式锥盆扬声器使用了非纸质振膜材料，如聚丙烯、云母碳化聚丙烯、碳纤维纺织、防弹布、硬质铝箔、CD波纹、玻璃纤维等复合材料，性能进步提高。
　　C、球顶式扬声器有软球顶和硬球顶之分。软球项扬声器的振膜彩蚕丝、丝绢、浸渍酚醛树脂的棉布、化纤及复合材料，其特点是重放音质柔美；硬球顶扬声器的振膜彩铝合金、钛合金及铍合金等材料，其特点是重放音质清脆。
　　D、号筒式扬声器的辐射方式与锥盆式扬声器不同，这是在振膜振动后，声音经过号筒再扩散出去。其特点是电声转换及辐射效率较高、距离远、失真小，但重放频带及指向性较窄。
　　E、带式扬声器的音圈直接制作在整个振膜（铝合金聚酰亚胺薄膜等）上，音圈与振膜间直接耦合。音圈生产的交变磁场与恒磁场相互作用，使带式振膜振动而辐射出声波。其特点是响应速度快、失真小，重放音质细腻、层次感好。
2、箱体
　　箱体用来消除扬声器单元的声短路，抑制其声共振，拓宽其频响范围，减少失真。音箱的箱体外形结构有书架式和落地式之分，还有立式和卧式之分。箱体内部结构又有密闭式、倒相式、带通式、空纸盆式、迷宫式、对称驱动式和号筒式等多种形式，使用最多的是密闭式、倒相式和带通式。
　　落地音箱属大型音箱，箱体高度在750MM以上，书架音箱的箱体高度在750MM以下，450MM~750MM之间的为中型书架音箱，450MM以下的为小型书架音箱。
　　家庭影院系统的前置主音箱为立式音箱，有使用书架式的，也有使用落地式的，这要根据视听室面积大小、功放功率大小及个人爱好而定。通常，对于视听室在15平方米以下的，宜选用中型书架音箱；低于10平方米的应选用小型书架箱；大于15平方米的房间，可选用中型书架音箱或落地箱。前置主音箱、中置音箱和环绕音箱均以倒相式设计居多，其次是密闭工和1/4波长加载式、迷宫式等。超重低音音箱以带通式和双腔双开口式居多，其次是倒相式、密闭式。
3、分频器
　　分频器有功率分频和电子分频器之分，主要作用均是频带分割、幅频特性与相频特性校正、阻抗补偿与衰减等作用。功率分频器也称无源式后级分频器，是在功率功放之后进行分频的。它主要由电感、电阻、电容等无源组件组成滤波器网络，把各频段的音频信号分别送到相应频段的扬声器中去重放。其特点是制作成本低，结构简单，适合业余制作，但插入损耗大、效率低、瞬态特性较差。
　　电子分频器也称有源式前级分频器，是由各种阻容组件与晶体管或集成电路等有源器件组成，它昌置于前置放大器和功率放大器信号线路中的一种模拟电子滤波器，能把前置放大器输出的音频信号分成不同频段后，再送入功率放大器进行放大处理。其特点是各频段频谱平衡，相互干扰小，输出动态范围大，本身有一定的放大能力，插入损耗小。但电路构成要相对复杂一些。
　　分频器按分频频段可分二分频、三分频和四分频。二分频是将音频信号的整个频带划分为高频和低频两个频段；三分频是将整个频带划分成高频、中频和低频三个频段；四分频将三分频多划分出一个超低频段。
　　分频点与分频斜率是直接影响分频品质分频频率（交*频率）。
　　分频点是指两个相邻扬声器（如二分频中的高音与低音，三分频中的高音与中音，中音与低音）的频响曲线在某一频率上的相交点，通常为两个扬声器中功率输出的一半处（即-3dB点）的频率，要根据音箱和每个扬声器的频率特性和失真度等参数决定。通常二分频分频器的分频点取1KHz~3KHZ之间，三分频取250HZ~1KHZ和5KHZ两个分频点。
　　分频斜率（也称滤波器的衰减斜率）用来反映分频点以下频响曲线的下降斜率，用分贝/倍频程（dB/oct）来表示。它有一阶（6 dB/oct）、二阶（12 dB/oct）、三阶（18 dB/oct）和四阶（24 dB/oct）之分，阶数越高，分频点后的频率曲线斜率就越大。较常用的是二阶分频斜率。高阶分频器可增加斜率，但相移位大；低阶分频吕能产生较平缓的斜率和很好的瞬态响应，但幅频特性较差。决定高、低音滤波的阶数主要应考虑到扬声器本身在分频点处相位的良好衔接问题。

聆闻 · 发表于 2008-6-2 17:47:09

对音箱的初步了解：

　　对于一对音箱的最初了解，可用“观、掂、敲、认”的步骤来鉴别：即一观工艺，二掂重量、三敲箱体、四认铭牌。
　　一观工艺就是从音箱外表的第一部象来判断该次和品质优劣：用天然原木精工打造的音箱当然最好，许多天价级的世界名牌至尊音箱，包括意大利的Chario（卓丽）、Guarneri Homage（名琴）等，但此类好箱因环保、资源匮乏加工工艺难度大，时间长等因素，绝不会普及得象随处可见的“飘柔”洗发水，价格肯定没法低。故常见的音箱均是以MDF中密度纤维板表面敷以一层薄薄的木皮做装饰：敷真木皮精工外饰的音箱，尤其是如酸枝、雀眼、花梨、胡桃、桢楠、红橡等珍稀木皮，其天然木纹视觉效果极好，手感滑腻舒适。尤其以对称蝴蝶花纹真木皮经多层涂复打磨钢琴亮漆者，大多均可视为中高档精品音箱，仿冒品极少。用PVC（沙比利）塑料贴皮的箱子属大路货，虽做工精细，最好也只能算中低档货色。而以本纹纸贴面装饰的箱子虽然看上去极时应多注意箱体背后的贴皮接缝和喇叭安装位挖扎工艺是否精确到位。假冒伪劣产品一般都不会注意这些细节，因而稍加用心即可正确判断。
　　二是掂重量：好的音箱大多是以18～25mm的优质MDF粒子板打造、高档旗舰级音箱则是以紫檀、黄柚之类的超重实木或多层复合胶合板来打造，所以重量非常惊人。往往一对音箱净重就达五六十公斤。中低档大路货多半采用质地松软的刨花板，仿冒伪劣产品更采用质量低劣的纸胶板，故重量一般较轻。音响界常有“内行看质量、外行掂重量”之说，重的音箱肯定比轻的音箱要好些。但要警惕不良商家在音体底部灌沙石水泥增重以欺骗消费者。
三是敲箱体：用指节敲击箱体上下左右前后障板，箱体各面均发出沉实而轻微的脆响，感觉板材质地坚硬厚实、内部有多根加强筋支撑，箱体结构合理、结实，有多种隔音和防驻波的措施等效果。该种箱体加工成本高、难度大，因而很少有假冒伪劣产品。如用指节敲击箱体发出“噗、噗”的空响，说明板材太薄，材质质量太差，结构不合理。且内部没有吸音材料或加强筋维系，从而导致箱体内有大量漫反射和驻波形成。选购这种音箱，绝不可能获得好的重放效果。
　　四是认铭牌：真正好的音箱都有一快制作精良的镀金或镀铬铭牌标记，铭牌上一般都有镌有鲜明的商标、公司、名称、产地、相应指标等。进口箱则有英文如：Made in xxx或Manufacture及相应商标、音箱指标等。如果仅有Designin……（XX设计）或含糊其词地只标一个国名，甚至除了简单且极不严谨的几项基本指标外既看不出产地，也看不出厂家，商标也没有注册标记。这类三无产品多数均有仿冒、伪劣之嫌。名牌音箱十分注重品牌形像和企业知名度，因而所贴铭牌标记十分规范、精致，各项指标及企业名称、产地一应俱全。有的铭牌甚至是用薄金属镀24K真金制成，上面的字体还有凹凸感。产品不仅有出厂日期，有生产序号，甚至还有配对序号和随箱身份证。对于这类音箱，只要价格合理，一般都可以放心选用。

从技术指标判断音箱的优劣：

　　在成品音箱背后一般都贴有一张技术指标签：内容不外乎音箱的频率范围、灵敏度、承载功率及阻抗几项。其中灵敏率是音箱最重要的指标，在很大程度上决定了该箱应该选配什么样的功放，需要多大的功率去推等等。大多数鉴听级家用音箱的灵敏度均在86-92dB之间，对同一台功放而言，在同等音量下（如音量旋至10点钟），灵敏度越高就意味着声音越大，音箱对功放的功率索取和要求就会越低。这就是人们常说的：这对音箱好推些。很多商用OK厅用的专业音箱灵敏度都超过100dB，难怪许多人感觉去OK厅唱卡拉OK时声音非常靓，且毫不费力就能获得很大的音量。但您可千万别以为灵敏度越高越好，事实上，灵敏度超过92dB的喇叭都是振盆比较轻、薄的金属盆、PP盆之类，会导致功驾驭喇叭的控制力受损，从而导致音质偏薄、偏靓、偏夸张、偏硬朗，少了许多音乐的细节和韵味。不大适合作HI-FI鉴听用。而许多声音厚实柔和且充满音乐味的名牌音箱通常灵敏度都比较低，如英国皇牌ATC、意大利名琴、卓丽等顶级喇叭的灵敏度仅82dB。这类音箱往往极难伺候，需要输出电流极大的巨无霸功放方可让其工作在理想线性区域，代价绝不会小。

　　另一个最重要的指标就是频率范围。例如国产精品新德克指南针一号书架箱的频率范围是60Hz～20KHz±2.5dB，60Hz表示音箱在低频方向的伸展值。这个数字越低，音箱的低频响应就越好：20KHz表示该音箱可达到的高频延伸值。该数字越高，表明该音频特性越好。而后缀的±2.5dB则表示上述该段频率范围的失真度大小，失真度越小，频率响应曲线就会比较平坦。一些音箱标注的失真度是±3dB，其频率范围应会变得宽一些。有的音箱不标明该指标，频率延展范围就会变得很宽。例如上述指南针一号箱如果不注明失真度控制在正负 2.5分贝范围内，频率范围就可以标成40Hz～23KHz。需要指出的是，不标注失真度的频率范围是没有意义的。如果厂家明知故犯，只能涉嫌其居心不良，有意欺蒙消费者，同时也说明该音箱指标不规范，厂家对自己的产品缺乏信心，很难让人放心选购。

　　承载功率是音箱的一项参考指标，用多少瓦来表示，该指标并不能说明音箱质量的好坏，只是为选配功率放大器提供参考依据：譬如说一对音箱的承载功率标注为10～200W，即说要推动该音箱所需的功放至少要具备10W以上的输出功率，但忌用大于200W以上的放大器作满功率输出。否则可能有烧箱之虑。一般而言，家用音箱绝不会有推不动之虑，只有好不好推，推好推坏的问题，200瓦以下的承载功率对一般家庭的使用已是大大有余了，不刻意追求过高
音箱还有一个指标是阻抗值，一般以8Ω为其标称值，绝大多数二分频书架箱的阻抗值均为8Ω，多单元多分频的座地式音箱也有6Ω、4Ω的。阻抗值越小，需要推动的电流就越大，要求的功放功率也相应高一些。以笔者意见，家用音箱最好选8Ω阻抗的较为好配功放些。
　　
超重低音音箱的鉴别：
　　
　　超重低音音箱的好坏直接决定了音箱的频率响应范围以及低音效果的优劣。从扬声器的纸盆设计上看，当前市场上主要有“渗析纸盆”、“敷胶纸盆”、“防弹材料编织盆”、“羊毛编织盆”以及“CD 膜”等材料。“渗析纸盆”的优点是成本低，缺点是功率过大时低音显得沉闷，而且耐用性较差；“敷胶纸盆”也具有价格低的优势，耐用性方面稍好一点，同样不适合做大功率使用；这两类产品定位在一般爱好者还可以，但绝对不够专业。“防弹布纤维编织盆”的优点是低音强劲有力，对摇滚乐、打击乐的表现相当突出，适合做大功率放大器中的主扬声器使用，缺点是制作工艺复杂，售价自然不便宜；“羊毛编织盆”优点是对轻音乐等柔和音乐效果非常理想，适合定位在中低音范围使用，缺点是低音的表现不够强劲，力度感也逊色；“CD膜”是市场上出现的一种新产品，作为比较优秀的低音扬声器材料，它在各方面的表现有目共睹，只是由于目前还未被众多厂家所接受，因而采用这种扬声器做的音箱并不多见。
箱体材料对音箱质量的影响：
　
　　目前音箱所用的材料主要有塑料箱体与木制箱体之分。材料厚度及质量与音箱成本有直接关系，同时还影响音箱的性能。音箱外壳的材料密度越大，发出声音时箱体所产生的振动就越小，特别是带大功率放大器的有源音箱更是如此，而板材厚度一定程度上是实现超低音效果的有力保障，因此，塑料音箱的低音效果不敢恭维。显然，低档的音响产品肯定是塑壳的。但中档音箱就肯定是木制的吗？回答是否定的。这个档次的音箱既有木制的，也有塑壳仿木制的，只是有些仿制品完全达到了以假乱真的水平。中高档的产品肯定是木制的，但是采用中密度板材，还是多层板材这也对音质有不同影响。即便选用的板材相同，输出功率也相同，不同的设计结构、不同箱体大小，其音质仍可能相差甚远。但是，有些音箱虽采用塑料箱体，也同样出类拔萃，比如CREATIVE的Sound works音箱，不但采用了塑料外壳，而且体积也不大，第一眼印象没有什么特别之处，但是经过试听比较后，才感觉确实出手不凡，无论是音色，还是音质都已达到专业水平，低音也有很强的震撼力，当然价格也不便宜。建议若有较强的经济实力，不妨购买木质音箱。因为木质音箱对声音的影响不同，能保证具有较好的清晰度和较小的失真。
　　
挑选音箱时需注意的几点：
　　
　　第一，要注意音箱输出的音色是否均匀，由于多媒体音乐的声源主要是以游戏和一般音乐为主，所以其中高音占的比例较大，低音比例较小。
　　第二，要注意声场的定位能力。音箱定位能力的好坏直接关系到用户玩游戏、看DVD影片的临场效果。
　　第三，应注意音箱频域动态放大限度，即当用户将音箱的音量开大并超过一定限度时，音箱是否还能再在全音域内保持均匀清晰的声源信号放大能力。
　　第四，要特别注意音箱箱体是否有谐振。一般箱体较薄或塑料外壳的音箱在200Hz以下的低频段大音量输出时，会发生谐振现象。出现箱体谐振会严重影响输出的音质，所以用户在挑选音箱时应尽量选择木制外壳的音箱。
　　第五，要注意机箱是否具有防磁性。由于显示器对周围磁场十分敏感，如果音箱的磁场较大会使荧屏上的图像受到影响，甚至导致显示器的寿命下降，因此在挑选时要格外注意。
　　第六，要注意音箱箱体的密闭性。因为音箱的密闭性越好，输出音质就越好。密闭性检查方法很简单，用户可将手放在音箱的倒相孔外，如果感觉有明显的空气冲出或吸进现象，就说明音箱的密闭性能不错

PodMic · 发表于 2008-6-3 09:18:49

呵呵。支持。不错。

wenwen123 · 发表于 2008-6-8 14:19:19

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