为什么扬声器都有一个木箱?

为什么扬声器都有一个木箱?

密闭箱的缺陷:

密闭箱的优点是声音清晰、效果好,但它的声音回放完全由正面的扬声器振膜来承担,这就造成当扬声器不大的时候,它的回放频率不会太低。而倒相箱就是为了解决这个问题而出现的。

但实际上,我们通常买到的多媒体音箱大都是带有一个开口的所谓“倒相箱”,那么,什么是倒相箱呢?

所谓倒相箱,其理论依据就是当音箱箱体足够结实的时候,可以将箱体视为一个力学上的“刚体”(即不会产生型变的物体),此时,音箱内部的空气在扬声器背面振动的作用下会被压缩产生共振,此时在箱体上开一个口,并接上一根管子,空气就会在这根管子内高速振动而发声,就象音乐中号角的发声原理一样。

这里我们特别可以看出,真正发声的是空气在箱体及管道里的振动,而不是扬声器,扬声器只是起到了一个“驱动力”的作用,就象扬声器上真正发声的是振膜而不是线圈一样。正因为如此,所以从倒相管里发出来的声音要比扬声器所发出的声音低得多而且与扬声器的大小无关,因为管道发声的频率要比振膜发声的频率低得多。

那么“倒相”是什么意思呢?

倒相是指的经过箱体的反射,从倒相管里出来的声音相位与扬声器振膜正面声波的相位相同,即与扬声器背面声波相位相反,相位被“倒了过来”。但是要搞清楚的是,这些声波来源于空气的振动,而不应理解为扬声器背面的声波被“反射回来”。

正因如此,倒相箱与密闭箱相比,有如下的优点:

体积较小、低频下限是密闭箱的0.7倍、灵敏度比密闭箱高3dB、声压较高。所以在多媒体音箱这种小体积音箱上,倒相箱使用的非常多。

但是,倒相箱对于声学设计的要求远比密闭箱高得多,因为倒相箱存在一个固有的问题,就是在回放频率接近箱体的固有频率时,倒相声波会与扬声器正面声波相抵消,从而导致声压急剧下降。具体表现为倒相箱尽管低频下限较低,但接近下限时声压下降极快,而且倒相箱的瞬态,即反应速度往往要比密闭箱差。这就导致倒相箱设计不好的时候,低音虽然比较低、但很容易混浊,音质很差。

很多厂家只是在音箱上开一个口子加根管子就自以为是“倒相”了,其音质惨不忍睹。对于这种箱子,倒不如用一块海绵把倒相孔堵起来,可能倒会好一些。

一些音箱使用了特殊的双曲线倒相孔。这是因为为了取得好的低音效果,倒相管应该长一些,但长倒相管会在高速气流下产生摩擦声。双曲线管道的流体阻力最小,能够尽量取得高速气流和气流噪声之间的平衡。

在常见的书架式多媒体音箱中,其倒相结构有两大类——前倒相式和后倒相式,低音炮则又多了一种侧倒相式。后倒相式的音箱数量最多,因为这种箱体设计比较小,也比较美观。后倒相式音箱在背面有墙,且离墙至少30厘米的情况下才是有意义的。离墙太远,倒相的声音根本听不到,太近又会形成驻波(声波在遇到阻挡物后反射并与原来的声波叠加,会在某些频率有相互抵消或增强的现象,实际表现为某些频率的加强或减弱)。

来自 彭建贵

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