音箱選購基礎(chǔ)知識(shí)問與答

音箱選購基礎(chǔ)知識(shí)問與答

●音箱由哪幾部分組成？

市面上的音箱形形色色，但無論哪一種，都是由喇叭單元（術(shù)語叫揚(yáng)聲器單元）和箱體這兩大最基本的部分組成，另外，絕大多數(shù)音箱至少使用了兩只或兩只以上的喇叭單元實(shí)行所謂的多路分音重放，所以分頻器也是必不可少的一個(gè)組成部分。當(dāng)然，音箱內(nèi)還可能有吸音棉、倒相管、折疊的“迷宮管道”、加強(qiáng)筋/加強(qiáng)隔板等別的部件，但這些部件并非任何一只音箱都必不可少，音箱最基本的組成元素只有三部分：喇叭單元、箱體和分頻器。

●為什么有些音箱用兩只喇叭單元，而有的要用三只，還有用四只、五只的，用一只行嗎？

喇叭單元起電-聲能量變換的作用，將功放送來的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音輸出，是音箱最關(guān)鍵的部分，音箱的性能指標(biāo)和音質(zhì)表現(xiàn)，極大程度上取決于喇叭單元的性能，因此，制造好音箱的先決條件是選用性能優(yōu)異的喇叭單元。對(duì)喇叭單元的性能要求概括起來主要有承載功率大，失真低、頻響寬、瞬態(tài)響應(yīng)好、靈敏度高幾個(gè)方面，但要在20Hz-20kHz這么寬的全頻帶范圍內(nèi)同時(shí)很好兼顧失真、瞬態(tài)、功率等性能卻非常困難，正如道路警察，如果管得太寬肯定會(huì)顧此失彼，而各管一段就容易得多，喇叭單元也是這個(gè)道理，最有效地解決方案就是分頻段重放。為此喇叭廠生產(chǎn)了不同類型的單元，有的只負(fù)責(zé)播放低音，稱為低音單元，播放中音的叫中音單元，高音單元只負(fù)責(zé)播放高音，這樣便可采取針對(duì)性的設(shè)計(jì)，將每種單元的性能都做得比較好。

所以，盡管可以采用一只全頻帶喇叭來設(shè)計(jì)音箱，不過出于上述考慮，用多個(gè)單元的組合來覆蓋整個(gè)音頻頻段的設(shè)計(jì)方式還是占了絕大多數(shù)。具體用幾只單元，取決于音頻范圍的頻率劃分方式，如果是簡單地分成高音和低音（或中低）兩段的二分頻音箱，選用一高一低（或中低）兩只喇叭就夠了；如果是分高、中、低三段的三分頻音箱，那么最少也得用三只單元，現(xiàn)在兩只低音單元并聯(lián)工作的設(shè)計(jì)方式也很流行，這樣總的單元數(shù)便可能達(dá)到四只；有些大型音箱的頻段劃分得更細(xì)，如果再采用單元并聯(lián)工作的設(shè)計(jì)，總的喇叭單元數(shù)就會(huì)更多。在音箱的資料或說明書上通常有“X路X單元”這樣的文字，就是對(duì)音箱的分頻路數(shù)和所用單元總數(shù)的具體說明，例如“三路四單元”，表示這是三分頻設(shè)計(jì)的音箱，總共用了四只喇叭單元，其余依此類推。

●分頻器是做什么用的？

由于現(xiàn)在的音箱幾乎都采用多單元分頻段重放的設(shè)計(jì)方式，所以必須有一種裝置，能夠?qū)⒐Ψ潘蛠淼娜l帶音樂信號(hào)按需要?jiǎng)澐譃楦咭簟⒌鸵糨敵龌蛘吒咭?、中音、低音輸出，才能跟相?yīng)的喇叭單元連接，分頻器就是這樣的裝置。如果把全頻帶信號(hào)不加分配地直接送入高、中、低音單元中去，在單元頻響范圍之外的那部分“多余信號(hào)”會(huì)對(duì)正常頻帶內(nèi)的信號(hào)還原產(chǎn)生不利影響，甚至可能使高音、中音單元損壞。

從電路結(jié)構(gòu)來看，分頻器本質(zhì)上是由電容器和電感線圈構(gòu)成的LC濾波網(wǎng)絡(luò)，高音通道是高通濾波器，它只讓高頻信號(hào)通過而阻止低頻信號(hào)；低音通道正好相反，它只讓低音通過而阻止高頻信號(hào)；中音通道則是一個(gè)帶通濾波器，除了一低一高兩個(gè)分頻點(diǎn)之間的頻率可以通過，高頻成分和低頻成分都將被阻止。在實(shí)際的分頻器中，有時(shí)為了平衡高、低音單元之間的靈敏度差異，還要加入衰減電阻；另外，有些分頻器中還加入了由電阻、電容構(gòu)成的阻抗補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，其目的是使音箱的阻抗曲線盡量平坦一些，以便于功放驅(qū)動(dòng)。

●喇叭單元有那些種類？

喇叭單元的種類很多，分類方法也各不相同。如果按電-聲轉(zhuǎn)換的原理來分，有電磁式、電動(dòng)式、靜電式、壓電式等不同類型的單元，最常用的是電動(dòng)式單元；按照單元振膜的形狀來分，有錐盆單元、平板單元、球頂單元、帶式單元等類型，其中錐盆單元和平板單元比較適合做低音和中音，而球頂單元和帶式單元比較適合做高音，也有部分中音單元采用球頂式設(shè)計(jì)；從所覆蓋的頻帶來看，喇叭單元又可分為低音單元、中音單元、高音單元和全頻帶單元。

目前最常見的低音單元和中音單元從換能原理上講都屬于電動(dòng)式揚(yáng)聲器，它們多采用錐盆狀的振膜，因?yàn)檫@形狀的振膜設(shè)計(jì)成熟、性能良好。振膜材料則多種多樣，有傳統(tǒng)的紙質(zhì)振膜，也有高分子合成材料（如聚丙烯）制作的振膜，還有鋁、鎂等金屬材料制作的振膜。對(duì)振膜的要求是剛性好（不易產(chǎn)生分割振動(dòng)）、重量輕（瞬態(tài)響應(yīng)好）、具有適當(dāng)?shù)膬?nèi)阻尼特性（抑制諧振），但這些要求并不容易同時(shí)滿足，紙質(zhì)振膜的重量和阻尼特性都能達(dá)到要求，但剛性不夠強(qiáng)；金屬振膜的剛性很好，但阻尼又欠佳；聚丙烯振膜比較好地兼顧了各個(gè)方面，近年來獲得較多的應(yīng)用。此外，還有些廠家采用很復(fù)雜的工藝制造振膜，“三明治”復(fù)合結(jié)構(gòu)就是其中之一，它的上下兩個(gè)表面之間夾著蜂巢結(jié)構(gòu)的中間層，整體上具有很高的剛性，同時(shí)又有重量輕、阻尼好的特點(diǎn)，很有發(fā)展前途。

高音單元最常用的是球頂式高音，從工作原理上講也屬于電動(dòng)式單元。球頂高音的振膜可以用金屬材料制造（如鋁、鈦、鈹?shù)龋Q為硬球頂，也可以用軟質(zhì)的織物制造（如蠶絲、化纖），稱為軟球頂，通常，硬球頂?shù)母哳l響應(yīng)比較好，而軟球頂?shù)穆曇舯容^柔和。近年來，帶式高音和靜電高音也得到一定的應(yīng)用，它們共同的優(yōu)點(diǎn)是振膜特別輕盈，因而高頻響應(yīng)出色，聲音纖細(xì)透明，不過，這兩種高音的生產(chǎn)還不如球頂高音那么容易，應(yīng)用不太普及。還有一種號(hào)角高音，由球頂式的驅(qū)動(dòng)部分加一個(gè)喇叭狀的號(hào)角構(gòu)成，它的特點(diǎn)是聲音指向性強(qiáng)，而且效率高，因而在專業(yè)擴(kuò)音領(lǐng)域的音箱中應(yīng)用很普遍。

還有一種同軸單元，實(shí)際上是低音和高音單元的組合，具體特點(diǎn)詳見相關(guān)問答。

●喇叭單元為什么要裝在箱子里？不裝箱行嗎，比如用個(gè)支架來固定它們？

不行，準(zhǔn)確地說是低音單元必須要裝箱，高音則可裝可不裝。有兩個(gè)原因使得低音單元必須裝在箱子里：一是為了消除“聲短路”現(xiàn)象；二是為了抑制喇叭單元的低頻諧振峰。先說第一個(gè)原因。低音單元的振膜在前后運(yùn)動(dòng)時(shí)，除了有向前方輻射的聲波，也有向后方輻射的聲波，兩個(gè)方向的聲輻射相位正好相反，即相差180度。由于低頻聲波的波長很長，其繞射能力是很強(qiáng)的，也就是說低頻聲波的方向性很弱，如果喇叭單元不裝箱的話，后向輻射的聲波就會(huì)繞到前面來與前方的輻射異相相消，總體上的前向聲波輻射能量就被大大削弱，這種現(xiàn)象稱為“聲短路”?！奥暥搪贰爆F(xiàn)象必須設(shè)法消除，否則低頻根本無法有效地輻射。如果把喇叭單元裝在箱子里，振膜后方的輻射被箱子阻隔，也就不會(huì)形成“聲短路”了。

第二個(gè)原因，每一只電動(dòng)式低頻單元都有一個(gè)低頻諧振點(diǎn)，在此諧振點(diǎn)上的輸出達(dá)到一個(gè)峰值，但失真也很高，瞬態(tài)響應(yīng)非常差，如果對(duì)此諧振峰不加以抑制，勢必嚴(yán)重影響重放的音質(zhì)。如果將單元裝箱，箱內(nèi)空氣的勁度就會(huì)對(duì)振膜的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生抑制作用，這樣就達(dá)到了壓低諧振峰、改善性能的目的。另外，通過合理選擇箱體的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，可以達(dá)到拓寬低頻響應(yīng)的目的，設(shè)計(jì)良好的倒相箱、無源輻射器音箱、傳輸線音箱都能獲得這樣的效果。

高音單元為什么可以不裝箱呢？因?yàn)楦咭舻牟ㄩL短，繞射能力弱，不存在“聲短路” 現(xiàn)象，也不象低音單元那樣需要抑制低頻諧振峰，所以，對(duì)于高音單元，音箱的作用只是一個(gè)支撐。

●箱體一般用什么材料制造？

箱體一般用木質(zhì)材料制作，因?yàn)槟静娜菀准庸?，表面處理之后能得到和家具一樣的質(zhì)感，容易跟居室環(huán)境協(xié)調(diào)一致。目前最常用的材料是人造中密度纖維（MDF）板，這種材料強(qiáng)度高，而且不易變形，不開裂，表面還非常平整，無須打磨就可以直接粘貼木皮或PVC裝飾。有些音箱也采用刨花板制作箱體，刨花板也有不易變形開裂、表面平整的特點(diǎn)，強(qiáng)度也可以，不過一但受潮后就容易損壞，所以通常只用于廉價(jià)的低檔音箱。還有用天然實(shí)木板制作箱體的，不過天然實(shí)木成本比較高，而且處理不當(dāng)容易開裂變形，所以近年來的應(yīng)用越來越少，一般只用于高檔音箱，主要是取實(shí)木的質(zhì)感比較高級(jí)（特別是名貴木材）這一優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，箱體不一定非得用木材來做，用塑料、用金屬甚至用石板都可以，但這些材料制作的音箱并不普遍。

●實(shí)木音箱的聲音比人造板音箱好嗎？

不能這么說。理論上講，箱體只要足夠堅(jiān)固不發(fā)生振動(dòng)，用什么材料都沒有區(qū)別。音箱的聲音主要是由喇叭單元、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分頻器這三大要素決定，而跟箱體材料用實(shí)木還是人造板，甚至用塑料、用金屬都沒有關(guān)系。

●音箱是如何分類的？

音箱的分類有不同的角度與標(biāo)準(zhǔn)，按音箱的聲學(xué)結(jié)構(gòu)來分，有密閉箱、倒相箱（又叫低頻反射箱）、無源輻射器音箱、傳輸線音箱之分，它們各自的特點(diǎn)詳見相關(guān)問答。倒相箱是目前市場的主流；從音箱的大小和放置方式來看，有落地箱和書架箱之分，前者體積比較大，一般直接放在地上，有時(shí)也在音箱下安裝避震用的腳釘。落地箱由于箱體容積大，而且便于使用更大、更多的低音單元，其低頻通常比較好，而且輸出聲壓級(jí)較高、功率承載能力強(qiáng)，因而適合聽音面積較大或者要求較全面的場合使用。書架箱體積較小，通常放在腳架上，特點(diǎn)是擺放靈活，不占空間，不過受箱體容積以及低音單元口徑和數(shù)量的限制，其低頻通常不及落地箱，承載功率和輸出聲壓級(jí)也小一些，適合在較小的聽音環(huán)境中使用；按重放的頻帶寬窄來分，有寬頻帶音箱和窄頻帶音箱之分，大多數(shù)音箱其設(shè)計(jì)目標(biāo)都是要覆蓋盡量寬的頻帶，屬于寬頻帶音箱。窄頻帶音箱最常見的就是隨家庭影院而興起的超低音音箱（低音炮），僅用于還原超低頻到低頻很窄的一個(gè)頻段；按有無內(nèi)置的功率放大器，可分為無源音箱和有源音箱，前者沒有內(nèi)置功放而后者有，目前大多數(shù)家用音箱都是無源的，不過超低音音箱通常為有源式。

●密閉箱的特點(diǎn)是什么？

密閉音箱的喇叭單元裝在一個(gè)完全密閉的箱體內(nèi)，這樣，振膜向后輻射的反相聲波就被箱體完全阻隔，不會(huì)跑到箱外去和振膜前方的正相聲波相抵消，解決了“聲短路”問題，使低音能夠有效地輻射。密閉箱的低頻衰減特性比較其他類型的音箱都平緩，形同一個(gè)二階低通濾波器的衰減曲線，這意味著它具有各類音箱中最好的瞬態(tài)響應(yīng)。同時(shí)，密閉在箱內(nèi)的空氣形成一個(gè)強(qiáng)勁的“空氣彈簧”，能有效抑制振膜在諧振頻率處的位移量，減少非線性失真。不過，空氣的勁度也使喇叭單元的低頻諧振頻率上升，使音箱總體的低頻下限比單元在自由空間的條件下有所上升，與倒相箱、傳輸線音箱這些設(shè)計(jì)相比，密閉箱的低頻下限相對(duì)要差一些。還有，振膜后向的輻射得不到利用，致使其效率也要低一些。

●氣墊式音箱和密閉式音箱是一回事嗎？

氣墊式音箱最早由美國的H.Olson和他的伙伴J.Preston提出后獲得專利，1950年代被AR公司推廣，代表性產(chǎn)品是當(dāng)時(shí)名揚(yáng)四方的AR-3（港臺(tái)的發(fā)燒友稱之為“阿三哥”）。氣墊音箱是密閉箱的一種，它的特點(diǎn)是使用高順性的喇叭單元并將箱體設(shè)計(jì)得足夠小，使箱內(nèi)空氣的勁度大大高于單元振動(dòng)系統(tǒng)的勁度（一般要超過3倍以上），對(duì)單元的振動(dòng)系統(tǒng)而言，箱內(nèi)的空氣對(duì)它的作用仿佛一個(gè)彈性強(qiáng)勁的氣墊一般，這種音箱因此而得名。氣墊音箱的失真低，瞬態(tài)表現(xiàn)相當(dāng)好，曾一度深受歡迎，不過，這種音箱由于采用高順性的單元，靈敏度一般比較低。