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汽车音响改装之音箱的原理

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汽车音响改装之音箱的原理

发布日期:2018-02-16 作者:西宁精艺精车灯改装 点击:

目前音箱是按其结构分类的,例如闭箱、倒相箱、空纸盆箱(无源辐射箱)、迷宫箱、二级倒相箱、前号筒箱、后号筒箱、箱式低音炮、管式低音炮、加载式、传输线式、管道式等等约有10余种方式,而每一种音箱都不得有各自的原了解释,绝大多数解释的不完整不全面。

西宁汽车音响改装

人们晓得,设置音箱的目的有两个,一是由于频率在1~200Hz以下的低音无方向性,振膜前前方的声波呈反相状态,会惹起低音声短路,致使低频声压大跌,因而需用音箱隔离前后声波;二是单个扬声器的频响范围有限,为拓宽频响,需用2只以上扬声器分别工作在不同的频段,以到达对上下音向两端延伸的请求。避免声短路问题,但背辐射声波的能量没有应用起来。为改善这一弱点,人们又创造了10余种方式的音箱,在避免低音声短路的前提下,充沛应用背辐射声波的能量,进步电声轮换效率,拓宽低频响应。这10余种音箱都有各自的工作原了解释,有些解释较分明,有些解释较笼统,以至还有一些片面的误解。这种设计制造各种音箱带来了难度,为此,笔者提出一种全新的通用的音箱原理——消音与半消音原理。在充沛了解的根底上,就能触类旁通,设计制造好恣意构造的音箱。

2、 音箱的分类

西宁精艺精音响改装有限公司传统的分类是按箱体的构造分类,而依据消音与半消音原理分类,是按背辐射声波的处置方式分类,这就将一切的动圈式扬声器归结为一个共同的原理——消音与半消音原理。并分为两大类箱形,即消音箱和半消音箱。

2.1 消音式音箱

消音式音箱就是对箱内声波作消音处置,闭箱就是典型的消音箱,此外,大障板箱、背启齿箱、对称驱动箱、前号筒箱等均为消音式音箱。经过消音二字,对其工作原理就能大致略知,消音的好坏,直接关系到放音质量的好坏。这里可把背辐射声波分为两个频段,分别看待。一段是低音扬声器装箱后听谐振频段,另一段是低音单元除去谐振频段后的全部频段即非谐振频段。

对谐振频段来说,未参加吸声资料时,声波能量被吸收的较少,能量被转移消化的较少,因而谐振能量较大,低音单元在谐振频率处的谐振未遭到太多的抑止,振幅仍然很大,形成很强的自感电势,自感电势与信号电势共同参与电声双向反响(笔者在另一文章提出了电声双向反响论),对谐振频率处的声波形成最大的波形失真,这是危害之一。危害之二是当电信号中止时,惯性招致大振幅具有较强的余振,形成声波拖尾变长,使低频变得拖泥带水,产生隆隆声。这个隆隆声就是余振拖尾形成的,是电信号中没有的新声波。危害之三是激烈的振幅产生较高的声压,该声波失真又大,又会使频响曲线的低端凸起,毁坏了声压的均衡。对音箱来说,减少这3点危害的有效办法就是增加吸声资料。但吸声资料的参加量并非越多越好,过多的吸声资料,固然减少了前两个危害,但又形成低音力度缺乏。这就需求折衷处置,如何控制吸声资料的参加量,以什么为规范呢?应以反映谐振峰阻尼特性的Q值为规范,将音箱Q值调整在0。6~0。7之间为好。当Q值<0。6较多时,阻尼过量,低频明晰无隆隆声。假如Q值>0。7较多时,阻尼缺乏,低频声压虽上升,但是瞬态特性变差,低频伴有隆隆声,声波不明晰。

影响音箱Q值的要素有两点,一是单元装箱前的Q值,由扬声器厂家设计肯定,用户普通只能选择不能调整。二是箱内吸声资料的种类和数量可选。这两个要素是相互影响的,一个方面的缺乏,可用另一个方面给予补偿。但这种补偿是有限度的,例如一个本身阻尼缺乏的低音单元,质量因数Q值过大时,是无法经过增加吸声资料来使其工作在最佳状态的,只能使其转好一点而已。

扬声器的谐振频率装箱后会向上漂移,漂移量的大小,受箱容积和吸声资料的影响。箱容积越大,吸声资料越多,向上漂移量越小,反之相反。所以消音箱谐振峰的频率,由单元、箱容积及吸声资料共同决议。单元谐振频率低,箱容积大,吸声资料多,谐振频率就低。值得留意的是单元的谐振频率,这是起主导作用的。假如单元谐振频率偏高,就不能希望经过加大消音箱容积来延伸低频响应,由于单靠增大消音箱容积只能取得减少向上的漂移量,并不能使音箱的谐振越过扬声器本身谐振点向下延伸(半消音能够)。一对音箱的低频表现,应该是频率低、声压足、无隆隆声。而频率和声压两者很难同时照顾到最佳值,只能折衷思索。追求低频的最佳计划是,单元口径大(口径略小但线性冲程长),谐振点低,恰当的大容积,适量的吸声资料。低频响应的下限值,主要由单元谐振点所决议。恣意一只低音单元,能够配用不同容积的箱体,箱容积偏大时,谐振峰向顶峰漂移小,频响箱容积偏小,谐振峰向上漂移大,频宽变小,能量较为集中,使低端声压有所上升,箱容积小到一定水平时,会在低频段的频响曲线上呈现一个上凸区。人们希望在坚持声压频响曲线尽量平整的前提下尽量拓宽低频下限。

对谐振峰以上频段的背辐射声波,即非谐振频段声波,则要做最大水平的消音处置,消音越彻底,背辐射声波对振动体的调制干扰越小,声染色就越小,下面声波就越明晰。为了使消音更彻底,增加吸声资料的数量是必要的,但不是独一的,消音需留意以下几点。

西宁精艺精音响改装有限公司 种类的选择

不同资料具有不同的吸声资料,同一种资料在不同的频率下吸声系数也不同,吸声系数大的作为首选。应该选择谐振频段吸声系数小、其它频段吸声系数大的。这样可在保证最佳Q值的同时,尽可能地参加更多的吸声资料,对背辐射有害声波给予更多的吸收,减少有害声波的影响,进步正面声波的明晰度。

 吸声资料的放置方式

这个问题容易被除数大家无视,例如有的品牌音箱将吸声资料扎成一个小布袋,随意丢在箱内,还有不少文章引荐在中间。笔者以为,放在中间有两种情况,一是填满空腔,二是不填满,同为中间效果不同。将吸声资料分分布满各个反射面是最佳计划,益处有两条:一是分分布置可降低厚度,使低频吸收系数降低的幅度大于中频吸收系数降低的幅度,在保证相同Q值的前提下,可放入更多的吸声资料,进一步加大中频波的吸收,从而取得更明晰的下面声波;二是分散放置时,反射到箱内各处的声波都能得到有效吸收。假如将吸声资料做布袋状,随意置于箱内,就会有局部声波被箱壁反射回到振膜(除非吸声布袋充溢箱内空间,但这种时机不多),使干扰变大。

 音箱构造设计

传统观念比拟注重箱板厚度和正面两侧棱角及减少驻波的内尺寸,但疏忽了一个十分重要的问题,那就是要将减少背辐射反射回到振膜为首要目的。笔者见过发烧友将面板做到一寸厚,箱体厚实结实,但声染色仍然存在。采用特厚的面板,外表看是好事,其实搞不好会弄巧成拙,音染更大了。缘由在于扬声器的背辐射声波刚出窗口就撞上厚厚的面板孔边,近间隔的大量反射波重返振膜势必形成更大的音染。对现有过厚的面板,低音单元的面板开孔要由90°垂直边改造为45°左右斜边,减少空气振动阻力。

只需充沛了解了消音式音箱的含义,再融入传统的设计公式或计算机辅助设计,不难制造出称心的消音式音箱。

 半消音箱

消音式音箱具有设计调试简单的特性,音质也很好,但背辐射声波未能应用起来,低频失真较大,且低频下潜不深。而随后开展起来的半消音式音箱,对这两条缺陷有所改良,既能减少低频失真又能拓宽低频响应,但调试复杂一些,假如没有对音箱原理的深入认识,没有简单的仪器协助,很难将低频和中频及中高频局部做好,特别是中频和中高频。

倒相式、两级倒相式、空纸盆式、迷宫式、带通式(低音炮)、管道式、后号筒式、1/4波长加载式、传输线式、科尔顿式等等,均为半消音式音箱。它们都有一个共同特性,那就是充沛应用背辐射声波在谐振频段的能量。经过箱腔空气谐振与扬声器谐振的相互耦合,最大限度地将扬声器谐振能量较变为箱腔谐振能量,再经过启齿或空纸盆将谐振能量辐射进来,从而进步低频声压并拓宽了低频响应。由于扬声器谐振能量经过谐振波这基本看不见的空气弹簧从启齿大量辐射进来,加大了振膜的负载,有效抑止了振膜在谐振频段的大幅振动,从而减少了扬声器感应电势的产生,使失真显著减少,并能大幅进步低音扬声器的功率接受额。

半消音式音箱的品种固然很多,构造各不相同,但其工作原理大同小异,例如两级倒相式,就是在倒相式根底上,又增加了一个谐振腔,两个箱腔谐振与扬声器谐振相互耦合,使谐振频率处的交流阻抗曲线构成3个小峰,3个阻抗峰比2个阻抗峰更优一筹,能使谐振输出声波频带进一步展宽,拓展了低频。调试良好的箱腔谐振,使振膜在此频段的辐射阻抗大为进步,负荷的大幅进步使振幅更小,自感电势更低,失真因而更小,振动冲程的紧缩使其具有更大的功率接受额,比单级谐振(倒相)箱性能更佳,只是调试愈加复杂而已。空纸盆箱与倒相箱原理完整一样,只是调试办法不同而已。

带通式低音炮有两种构造,一种是闭箱加倒相箱的合成,另一种是两个倒相箱的合成,工作原理一样,都是应用2个谐振峰工作在不同的频段,一高一低,高端普通设计在120Hz~180Hz,低端普通设计在20~60Hz,2峰又叠加后从而输出一个频率为带通状的声波。这两种箱型原理一样,但效率不一样,双倒相合成的效率略高一些。还能够将一个倒相箱和一个两级倒相箱组合成3腔式低音炮,让扬声器阻抗峰呈3峰的小群峰状,进一步拓宽输出频响,使输出的频段更宽更平整,并得到更高的功率接受额,更高的电声转换效率,更低的失真,更低的低频。管式低音炮和箱式低音炮虽然外型不一,实践工作原理是相同的,但两者效率略有差别,管式效率更高些。不同的管径也略有差别,圆管内截面与振膜振动面积接近时效率最高,相差越大效率越低。倒相管的尺寸也关系到效率上下,大而长的比小而短的效率更高些。

科尔顿式是闭箱加带通箱的合成,而迷宫式、管道式、后号筒式、1/4波长加载式、传输线式,虽然外形不一,称号不一,内涵却是分歧的,具有与倒相箱相同的工作原理。都是应用箱腔谐振与扬声器谐振的相互耦合,将扬声器谐振能量耦合到箱腔谐振,再经过启齿辐射进来,同时降低了扬声器在谐振频段的振幅,减少了感应电势,从而改善了失真,并进步了功率接受额。

半消音式音箱的背辐射声波,同消音式一样,也是分为两个频段,即有用的谐振频段和有害的非谐振频段。相同的是,对有害声波要尽一切手腕,最大限度地做消音处置,减少有害声波对内对外的干扰,从而进步下面声波的明晰度。不同的是对谐振频段的处置,消音式只是作简单的局部消音,让反映谐振峰阻尼特性的Q值坚持在中等水平。半消音式除对谐振给予局部消音,让Q值坚持在中等水平外,同时还对谐振波作最大限度的应用,到达拓宽低频响应,减少失真,进步功率接受额的目的。

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