多媒体音箱的基本结构和工作原理1
多媒体音箱的基本结构和工作原理
多媒体音箱？不就是一个箱体安个喇叭，再加上个功放电路吗？当然，可以这么说，但实际上并不那么简单。我们下面的文章，将从箱体、扬声器单元、电路等一一开始介绍。
音箱箱体设计
在一开始，我们首先来给大家提出一个问题，为什么需要一个音箱？为什么不直接把扬声器放在一个架子上使用呢？因为，对于扬声器、特别是低音扬声器，没有箱体，它是没有声音的！
扬声器在振动的时候，并不只是正面有声波，由背面裸露的振膜我们可以想象出来，扬声器的背面也是有声波的。但是扬声器的正面和背面的声波是不同的——想象一下就可以知道，当振膜向前振的时候，从背面看，就是向后振的。这样，用声学术语来说，也就是扬声器前后声波的“相位”是相反的。
由于声波的绕射效应，我们可以认识到，如果没有阻隔，扬声器背面的声波绕射到前面来的时候，正好与扬声器前面的声波相互抵消掉了，那么声音自然不存在了，这种现象称为“声短路”现象。
解决这个问题的方法，就是使用一块大板子，将扬声器安放在板子的正中央。这样声波不就绕不过来了吗？这块板子的名字就叫做“障板”。有了这块板子，扬声器就可以正常发声了。
但是，这也有问题。那就是障板既大又难看，而且障板不可能是无限大的，这样总有一部分声波能够绕回来。
现在让我们来想像——
假设有一块无限大的障板，我们把它上下左右弯曲……弯曲……挨在一块了！这时候，无限大的障板就变成了一个密闭的箱子，扬声器的背面声波被完全封闭在箱体里了——这就是最简单的音箱，封闭式音箱。
由于振动被封在箱体内，从保障箱体牢固出发，木质多媒体音箱往往使用一种称为MDF的木料，MDF的全称叫做“中密度板”，它是使用松软的速成木料切成薄片，然后加热后在高压下制成的压缩木板。它的密度远远高于普通的木板，而成本则比原木低得多。是最主要的音箱原料，其实也是音箱上成本最高的部分之一。
我们前面论述的是密闭箱，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？
先来说说密闭箱的缺陷——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。
所谓倒相箱，是根据声学中的亥姆霍兹共振原理设计的。具体的原理这里不作详细的阐述，简单的说，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”（很多所谓“技术文章”都说这是将扬声器的背面声波发出来，也不想一想，那样话为什么还要倒相管？直接开一个口子岂不更有效？）。
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。
与书架箱相比，X.1音箱的设计可算是五彩纷呈，不过无论是二分频式的还是三分频式的， X.1音箱的主音箱大都是密闭箱，这是因为它的低音交由低音炮来完成了。而低音炮的设计就复杂多了。
最常见的低音炮大都是普通的倒相结构，一个大尺寸低音扬声器在正面，同时在侧面或后面开设倒相孔或是方向相反。这种设计结构最简单，而且功率大低音下潜深。
在中低档X.1音箱中，还经常可以见到这样的一种设计——外表上看不到真正的扬声器，而只能见到一个倒相孔。扬声器被埋在音箱内部。这种结构称之为ASW音箱。其结构就是扬声器在音箱内部，振膜正面和背面被隔板隔成两个腔体，正面的是一个开有倒相孔的倒相腔体，背面则是一个密封的密闭式腔体（个别低音炮还有第三个腔体）。这种结构能够在很小的腔体内取得非常低的低音，而且瞬态很好。这也是为什么众多的使用小口径单元的低音炮采用这种结构的原因。但实际上这种音箱的声学结构设计要求比倒相箱更为严格，稍有不慎声音就很容易混浊。大多数产品效果都不是很好。
总体来说，在音箱的箱体设计上，较复杂的结构在理论上能够有更好的声音表现，但这需要对声学精通的设计人员。对于大多数的国内音箱厂商来说，越是简单的箱子倒是可能会做得好一些。音箱箱体的结构就讲到这里，下面我们来谈谈音箱的灵魂——扬声器单元。
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