大部分音响系统中,最常见的问题就是关于低频的重放。很多人会从扬声器单元上寻找答案,殊不知,很多时候,低频的重放会受到扬声器箱体的左右。

扬声器箱体有许多种形式,用来重放不同特征的声音。因此,不精心选择和设计扬声器箱体,就不能发挥扬声器的性能,也就不能得到高保真度的声音重放。“影音新生活”特编辑此文,为大家重点介绍一下关于扬声器箱体的特点和设计方法,以及箱体外形及箱体材料等问题。

扬声器箱体的种类

扬声器箱体就是将有限障板弯折成箱型的装置。目前最为普及的是封闭式音箱,它是为了达到隔离扬声器后面声波的目的,而将扬声器的后面完全封闭起来。由于它的设计简单,因而形成扬声器箱体的主流。此外,还有倒相式音箱,它是将扬声器后面所发声波加以充分利用的一种。倒相式音箱的变形还有卡鲁逊式、R-J式、曲径式、后加载号角式以及空椎体式等等。

不同种类的Wilson Audio扬声器

另外,如果按照扬声器的辐射方式划分,还有无指向式、球形、及角隅式等。这些形式的扬声器箱体都是利用了扬声器的直达声和壁面发射的间接声,使在整个听音房间能获得很好的临场感,它们主要作为重放背景音乐(BGM)等专业扬声器来使用。

有源近场监听扬声器Focal Solo 6 Be

障板

●?平面障板

扬声器椎体前面和后面说辐射的声波相位相差180°,如果只将扬声器单独地置于空间来发声,则椎体前面辐射的声音与后面辐射的声音将相互抵消,声压会变小。因此,为了防止椎体前后声波的干涉,就需要使用平面式的障板。这种平面障板的作用,也会随着它的形状及扬声器安装的位置而不同。

美国Westlake(西湖)扬声器

不过需要注意的是,由于平面障板的低频截止频率是有障板边缘与扬声器单元之间的最小距离决定的,如果将扬声器单元安装在靠近障板边缘处,对低频的重放是不利的。同时,障板受到大声压所引起的力的驱动后,将很容易产生振动,特别是障板共振频率的声音,有障板在辐射出来,将会影响声音的特性。因此,障板应当尽可能使用密度大的材料或进行增强处理。另外,采用在板间充以砂子及橡胶等阻尼材料的构造,也能减小共振。

这类大障板、浅号角设计备受国外发烧友热捧

●?敞开式扬声器箱体

为了避免平面障板的尺寸过大,可以将障板弯折,做成后面敞开的箱体,这种箱体广泛应用于以前的收音机和电视机等整机中(以前收音机和电视机的机箱上,装有薄的开有散热孔的后盖,在低频段,可以看做是开放的),被称为敞开式扬声器箱体。

采用敞开式扬声器箱体的Hologram M3

Q-acoustics(Q牌)入墙式扬声器以墙体作为箱体,其原理与敞开式箱体一样

封闭式扬声器箱体

封闭式扬声器箱体是扬声器箱体中传统的形式,也是使用最多的一种形式。由于这种箱体封闭了扬声器后面的容积,从而隔绝了扬声器前后辐射的声音,不会因它们的干涉而影响低频特性。但是,由于箱体中空气与外部隔绝,椎体振动会使它产生反复的压缩、膨胀过程。所以这种箱体的各部分如果不具有相当的强度,就容易产生板振动而影响特性。

LS 3/5A是最著名的封闭式音箱

倒相式扬声器箱体

倒相式扬声器箱体和封闭式扬声器箱体都是目前被广泛使用的箱体形式,它是在前面障板上设有导声管,使扬声器背面所辐射的声音中的一部分通过导声管,与扬声器前面多辐射的声音同相地辐射出去,以增强低频特性。

倒相式扬声器中的王者:丹拿至尊

正确设计的倒相式扬声器箱体与无限大障板或封闭式扬声器箱体相比,具有不少优点,其一便是具有丰富的低音量,听起来使人有舒展感。在扬声器箱体容积相同的条件下,低频重放下限频率可比封闭式的展宽60%左右。另外,在同样的低音极限要求下,倒相式扬声器箱体容积为封闭的容积的60%即可。总而言之,倒相式扬声器箱体是一种用小型箱体就可能放出丰富低音的形式。

丹拿至尊的设计图

尽管如此,由于倒相式扬声器箱体是利用了箱体的共振,所以它对扬声器和箱体的要求都十分高,如果马虎从事,就不能获得理想的效果。


特殊障板

所有的扬声器箱体,都是以平面障板为基础,以各种形态发展起来的。其中,作为能够获得均等重放特性的障板,封闭式及倒相式是两种具有代表性的形式。此外,也还有按照特别设计意图制作的特殊障板,包括被看做是倒相式扬声器箱体变形的空椎体式、R-J式、卡鲁逊式和在导声管内加声阻的阻尼倒相式。

内有号筒的Klipsch扬声器

还有以展宽重放频率及提高电声换能效率为目的,在扬声器前面或后面附加上号筒的箱体等。对于这些特殊的障板,如果能够灵活地按照它们各自的特点来使用,就能够很好地重放声音。目前,R-J式和卡鲁逊式等形式的扬声器箱体已经很难在市场上见到了。

▌扬声器箱体的外形设计

在使用平面障板时,扬声器前面及后面说辐射的声波互相干涉,输出声压频率特性上会出现峰谷。对于封闭式扬声器箱体,由于箱角的反射波与椎体自己辐射的声波之间相互干涉,输出声压频率特性也会产生峰谷,这也是扬声器箱体的衍射现象。

B&W 800系列

从以往的测量来看,扬声器箱体的箱角越尖锐,频率特性的峰谷变化越剧烈。所以从特性方面考虑,以球形、半球形、切角长方形等为好。实际上,根据设计上的要求,大多使用长方形箱体。因此,在使用长方体箱体的扬声器系统时,必须校正衍射效应以调整其特性。

B&W的鹦鹉螺设计,一直被奉为扬声器的巅峰之作

▌扬声器箱体的材料

影响扬声器音质的不只是扬声器箱体的容积,如果构成扬声器箱体的材料产生微弱的板振动,也会使音质受到损害。目前,应用到箱体制作的材料一般以木质材料、无机材料和合成树脂材料为主。

常见的音箱箱体制作材料以木头为主

还有部分扬声器使用较为另类的材料:混凝土、玻璃、金属等等,这些材料不仅能起到比木材更好的调声效果,而且对整体的声音表现有一点的正面改善。

AVANCE(皇冠)混凝土扬声器

Eggleston Works金属扬声器

Waterfall Audio玻璃扬声器

对于扬声器箱体所用材料,一般是具有以下性能:

●?面密度大,隔声性能好;

●?弹性模量大,刚性大;

●?内部损耗大,有利于阻尼;

●?做出箱体后,内部吸声好;

●?弯曲及收缩小,长期使用也不会产生缝隙;

●?易于加工;

●?具备室内装饰的美观功能。

此外,障板前面覆盖以用来保护扬声器并兼做装饰之用的网罩,由于质地、纱线细度以及纺织方法不同,也可以看做具有不同等效声质量、等效声阻的声阻抗。特别是在使用冲孔金属板时,开口率小则在扬声器与冲孔金属板之间将产生反射波,使频率特性产生大的峰谷。

结语:有了好的声音单元也不一定就能得到好声音,因为在扬声器系统中还有个比较重要的因素,那就是关于箱体的设计,它们将影响到声音的各项频率特性。优秀的箱体设计,将很大程度地帮助提升音质的效果。