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音箱有哪些部件组成?音箱的结构和工作原理


  音箱是整个音响系统的终端,其作用是把音频电能转换成相应的声能,并把它辐射到空间去。通俗的讲就是指音箱主机箱体或低音炮箱体内自带功率放大器,对音频信号进行放大处理后由音箱本身回放出声音,使其声音变大。它是音响系统极其重要的组成部分,担负着把电信号转变成声信号供人的耳朵直接聆听的任务。

  音箱最基本的组成元素只有三部分:扬声器(喇叭单元)、箱体和分频器。

  一、扬声器

  扬声器在音响设备中是一个最薄弱的器件,而对于音响效果而言,它又是一个最重要的部件。扬声器有多种分类式:按其换能方式可分为电动式、电磁式、压电式、数字式等多种;按振膜结构可分为单纸盆、复合纸盆、复合号筒、同轴等多种;按振膜开头可分为锥盆式、球顶式、平板式、带式等多种;按重放频可分为高频、中频、低频、超低频和全频带扬声器;按磁路形式可分为外磁式、内磁式、双磁路式和屏蔽式等多种;按磁路性质可分为铁氧体磁体、钕硼磁体、铝镍钴磁体扬声器;按振膜材料可分纸质和非纸盆扬声器等。

  A、电动式扬声器应用最广,它利用音圈与恒定磁场之间的相互作用力使振膜振动而发声。电动式的低音扬声器以锥盆式居多,中音扬声器多为锥盆式或球顶式,高音扬声器则以球顶式和带式、号筒式为常用。

  B、锥盆式扬声器的结构简单,能量转换效率较高。它使用的振膜材料以纸浆材料为主,或掺入羊毛、蚕丝、碳纤维等材料,以增加其刚性、内阻尼及防水等性能。新一代电动式锥盆扬声器使用了非纸质振膜材料,如聚丙烯、云母碳化聚丙烯、碳纤维纺织、防弹布、硬质铝箔、CD波纹、玻璃纤维等复合材料,性能进步提高。

  C、球顶式扬声器有软球顶和硬球顶之分。软球项扬声器的振膜彩蚕丝、丝绢、浸渍酚醛树脂的棉布、化 纤及复合材料,其特点是重放音质柔美;硬球顶扬声器的振膜彩铝合金、钛合金及铍合金等材料,其特点是重放音质佳。

  D、号筒式扬声器的辐射方式与锥盆式扬声器不同,这是在振膜振动后,声音经过号筒再扩散出去。其特点是电声转换及辐射效率较高、距离远、失真小,但重放频带及指向性较窄。

  E、带式扬声器的音圈直接制作在整个振膜(铝合金聚酰亚胺薄膜等)上,音圈与振膜间直接耦合。音圈生产的交变磁场与恒磁场相互作用,使带式振膜振动而辐射出声波。其特点是响应速度快、失真小,重放音质细腻、层次感好。

  二、箱体

  音箱之所以存在箱体的目的——主要是为了防止扬声器振膜正面和反面的声波信号直接形成回路,造成仅有波长很小的高频和中频声音可以传播出来,而其他的声音信号被叠加抵消掉了。

  箱体用来消除扬声器单元的声短路,抑制其声共振,拓宽其频响范围,减少失真。音箱的箱体外形结构有书架式和落地式之分,还有立式和卧式之分。箱体内部结构又有密闭式、倒相式、带通式、空纸盆式、迷宫式、对称驱动式和号筒式等多种形式,使用最多的是密闭式、倒相式和带通式。

  落地音箱属大型音箱,箱体高度在750MM以上,书架音箱的箱体高度在750MM以下,450MM~750MM之间的为中型书架音箱,450MM以下的为小型书架音箱。

  用指节敲击箱体上下左右前后障板,箱体各面均发出扎实而轻微的弹性声音,感觉板材质地坚硬厚实、内部有多根加强筋支撑,箱体结构合理、结实,有多种隔音和防驻波的措施等效果。该种箱体加工成本高、难度大,因而很少有假冒伪劣产品。如用指节敲击箱体发出“噗、噗”的空响,说明板材太薄,材质质量太差,结构不合理。且内部没有吸音材料或加强筋维系,从而导致箱体内有大量漫反射和驻波形成。选购这种音箱,绝不可能获得好的重放效果。

  三.分频器

  分频器是音箱中的“大脑”,对音质的好坏至关重要。声音的频率范围是在20Hz—20kHz之间,祈望仅使用一只扬声器就能够保证放送、20Hz—20kHz这样宽频率的声音是很难做到的,因为这会在技术上存在各种各样的问题和困难。所以,在通常情况下,高质量的放音系统,为了保证再现声音的频率响应和频带宽度,在专业范畴内大都采用高低音分离式音箱放音,而采用高低音分离式音箱放送声音时,就必然要使用分频器。

  分频器有两大类:一类是被动分频器(PassiVe Crossover),亦称功率分频器;另一类是主动分频器(Active Crossover),亦称电子分频器。主要作用均是频带分割、幅频特性与相频特性校正、阻抗补偿与衰减等作用。

  1、被动分频器

  被动式分频网路(Crossover Network),国内习惯称为“分音器”,其设计受到相当多的变数与考量因素所影响,因而是一项很复杂的工作。

  被动分频器是一种音箱内置分频器,由电容和电感滤波网络构成,其特点是分频网络设置在功率放大器和扬声器之间。这种分频器把从功率放大器直接出的全频音频功率信号分为低音和高音或者低音、中音和高音,将分频后的信号按不同频段分配给各频段扬声器。在全频高、低音或高、中、低音主动分频音箱中,均由被动分频电路完成分频任务。

  2.主动分频器

  主动分频器是一种将全频音频弱信号进行分频的设备,一般由有源电子线路分频系统构成,其特点是分频系统位于功率放大器前,将全频音频弱分频后,把低音、高音或低音、中音、高音信号分别送至各自功率放大器,然后由功放分别输出到低音、高音或低音、中音、高音扬声器,这种方法被称为主动分频,因工作在弱信号情况下,故可用小功率的电子有源滤波器实现分频。

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