多媒体音箱的基本结构和工作原理2
    扬声器的选择

    扬声器单元是一个音箱的灵魂，这句话毫不夸张。国内大多数多媒体音箱厂家所欠缺的就是好的扬声器单元的制造能力。只有具有独立的扬声器开发测试能力，才能真正满足高品质音箱生产的需要。

    多媒体音箱上所用到的扬声器按用途主要分为四大类：高音扬声器、中音扬声器、低音扬声器和全频带扬声器四类。
按照结构分，多媒体音箱的扬声器则可以分为锥盆扬声器和球顶扬声器、平板扬声器三大类。

    所谓锥盆扬声器，指的是常见的那种扬声器振膜为一个锥型盆的扬声器。它中心的球型突起称之为防尘盖，其边缘就是驱动线圈的所在。当线圈通过电流时，其磁场与扬声器背面永久磁钢的磁场相互作用，就推动扬声器振动了。

    这种结构也称之为动圈式结构。多媒体音箱上使用的锥盆扬声器一般都是动圈式扬声器。

    锥盆式扬声器的主要区别在于其口径和振膜的类型。一般来说，2到3.5英寸的锥盆扬声器主要用在全频带扬声器上，而4英寸到6英寸的扬声器一般作中音扬声器使用（部分低档低音炮也做低音扬声器使用），而6.5英寸以上的扬声器则几乎全是低音扬声器。由此可以看出，越是口径大的扬声器，其振动频率越低，其低音表现力也越好，而高音则正好相反。

    振膜的问题则复杂得多。多媒体锥盆扬声器上常用的振膜有纸盆、羊毛盆、防弹布盆、金属盆、PP盆（即聚丙烯复合盆）等等。

    扬声器当然有档次之分，但这和其振膜的类型没有必然的关系，任何一种振膜都有极高档的产品，即便是看起来似乎最“廉价”的纸盆在HI-END级的音箱中也不少见。

    选择不同的振膜，主要还是从所要设计的音箱的音色个性出发的。一般来说，纸盆和PP盆的适应性最好，在几乎所有类型的锥盆扬声器上都可以使用，音色比较适中，无论是追求力度还是追求柔美都可以满足。不过纸盆的一个固有问题就是在潮湿的环境下容易生霉，很多南方的音箱产品不喜使用纸盆和这点有很大关系。

    绝大多数多媒体扬声器的高音单元几乎都是清一色的球顶扬声器。球顶扬声器的外观颇像去掉了锥型盆的锥盆扬声器，不过其看上去好像防尘盖一样的球型物体其实就是球顶扬声器的振膜。由于振膜极轻，口径又小，所以能够发出很高的声音。部分高档产品还会在内部充磁液（一种磁性胶体），并填充羊毛等材料，这都是为了减少杂音的措施。

    球顶扬声器一般有三大类：软球顶，其特点就是振膜是软的，可以按下去，包括丝膜和绢膜等，同时又有透明和不透明之分；硬球顶，也就是金属膜扬声器，其振膜是一些金属薄膜；PV膜扬声器，其振膜是一种高分子复合材料，兼有前两种的特点。

    与锥盆扬声器一样，球顶扬声器也只有振膜个性的区别，而无等级的区别。软球顶在播放音乐时显得细腻柔和富有音乐味，而硬球顶进行音乐回放的时候富有冲击力，音场轮廓清晰，更适合打击乐器以及流行乐的重放。至于PV膜则介于二者之间。

    多媒体音箱的功放电路

    多媒体音箱作为一种有源音箱，一个重要特征就是它带有内置的功放电路，我们下面就来仔细分析一下这个电路。

    一、输入

    首先，我们先从入线部分说起，多媒体音箱的线路输入包括两个部分——信号线输入与电源线输入，对于线路输入部分，最重要的就是一定要实现信号线和电源线的分离式进线，也就是信号线要和电源线分别从箱体的上下方进入，而不能挤在一起，否则电源线的电磁波会对信号线构成强大的干扰。这是功放设计的基本常识，不过似乎很多产品并没有注意到这一点。

    二、电源

    拆开音箱的后背板，映入眼帘最瞩目的就是变压器和巨大的电源电路。多媒体音箱的电源电路大概是电脑设备中最简单的。主要组成部分就是一个变压器（将220V的电压转换成几十V的低电压），一个桥电路（由四个二极管组成，主要的作用是将交流电转化为直流电）和一个滤波电路（由二或四个电解电容组成，用于将波动型的直流电平滑化）组成。

    变压器的选择决定了能为功放电路提供的电源功率大小。这个数值是由功放电路的标陈功率决定的。一般来说，不应小于功放电路最大功率的80％。

    在一些高档的音箱，例如惠威M-200和漫步者S5.1上，使用了一种环形变压器，这种变压器就是发烧友俗称的“环牛”，与普通的变压器相比，这种变压器的电流声（变压器铁心振动带来的电流中的本底噪声）更小。

    滤波电容，是另一个值得重视的东西，由于其原理是使用大容量电容的充放电特性来为电流滤波，所以其电容总容量越大，输出的电流越平稳，混入音频信号的杂波越少。而在总容量不变的情况下，电容数量越多，滤波效果越好。在此前提下，电容品质越好，则效果当然会越出色。

    三、运放

    功放电路的第一部分称之为运放电路。它的主要作用是通过运算放大器的运算，对原始音频信号进行电压放大，因为只有信号电压达到一定要求，才能输入功率放大电路进行放大，与此同时需要对音频信号进行高低音音调处理，并且负责控制系统的音量。

    前级电路一般都使用一块运算放大器芯片作为主要处理部件。低档的音箱上，一般大都使用的是4558运放芯片，而中高档以NE5532居多。

    经过运放处理的声音信号，就可以用来推动耳机之类的设备了。但要推动音箱喇叭，其功率还远远不够，这样，还需要下一步——功放电路。

    四、功放

    功放的全称叫做“功率放大器”。在这里，特指功放电路的第二部分——功率放大部分，这部分电路也叫“后级放大”，它没有担负前级那么多的任务，唯一的使命就是放大声音信号的功率，达到能够推动扬声器的水平。

    LM1875T和LM1876T是传统上高档多媒体音箱的主力功放芯片，其中后者可以认为是前者的双声道版本。这款芯片没有比较明显的缺欠，各方面的性能都比较好，声音又比TDA2030温暖的多。NE5532＋LM1875T的电路结构被很多人认为是多媒体音箱的理想功放结构（著名的漫步者1900TB就是这种电路）。

    不过LM1875的功率不高，加上这款芯片已经停产，所以现在中高档多媒体音箱的主流功放芯片已经往LM4766、LM3886、TDA8947J、TDA7294之类更高档的芯片转移。

    数字功放是一种新兴设计，与传统模拟放大电路相比，数字功放最大的优势就是效率极高，可以达到90%以上，而传统功放的效率一般不到40%。这样数字功放几乎可以把全部输入功率都用于信号上，发热极小，一块100W的数字功放芯片，用一块和北桥散热片差不多的散热片就可以工作，而普通功放芯片的散热片则几乎有一公斤。

    不过传统数字功放的音质很差，所以应用有限，新一代的T类数字功放已经有了很大的提高。不过目前数字功放主要还用在微型音箱上。

    五、分频器

    分频器，其用途是用来将高低音信号分开，以分别使用不同的扬声器输出，如果不进行分频，往好里说，高低音信号会混在一起同时由高音和低音单元发出来，声音就会变得乱七八糟；往坏里说，由于低音信号的功率比高音强得多，结果会烧坏高音单元！

    通常的书架式音箱，也就是2.0音箱上使用的分频器称为“无源分频器”，它是一个连接在功放和扬声器单元之间的元件。一端接在功放电路输出端，另一端分别接高音和低音扬声器。按照分频的多少分为二分频和三分频分频器。之所以称其为“无源分频”是因为它不需要单独的电源输入，可以靠音频信号本身工作。

    无源分频器主要由电感线圈（一般为空心电感）、无极性电容（一般为聚丙烯电容）和电阻组成，因为电感有阻碍高频电流通过的特性，而电容则有阻碍低频电流通过的特性，所以通过电感和电容的分别分流，可以将音频信号中的高频信号和低频信号分开，从而完成分频工作。

    在X.1音箱上，由于低音信号需要使用一个单独的放大电路，所以必须在功率放大之前就进行信号分频，这样，就不能使用无源分频器（因为信号功率不够强），而要使用称之为“有源分频器”的设备。

    “有源分频器”也称“电子分频器”，它是使用分频芯片来进行信号分频的，由于需要额外的电源信号，所以称为“有源分频”。这种设计现在在2.0音箱上也开始越来越多了。

    音箱设计和制造中，除了以上介绍的东西，还有一些地方需要考虑，例如面罩（也称防尘罩），不同的音箱设计会选择不同类型的面罩材料，而有些特殊的设计甚至要求去掉面罩才能正常使用（这是因为面罩除了防尘与美观之外，对音质也有改变。主要是对高音有衰减作用）。

    同时，对于书架式音箱来说，由于主音箱内有功放电路，所以两个音箱的容积不同，导致音质也有差异。一些高档产品就为此采用了“等容积”设计，也就是在复箱内设置与功放电路等体积的补偿模块，来使两个音箱的容积一致。

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