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音箱设计资料分析随着电脑的日益普及和电脑多媒体技术的发展，多媒体音箱成为多媒体电脑重要构成部分而不可分割。纵观国内厂商生产的众多品牌多媒体音箱，有特色者少，平凡者多。一款出色的优质多媒体音箱应该是如何样的呢？作为一个多媒体音箱的使用者，我从以下几个方面阐述自己的观点，不足之处，请各位专家斧正。 一、多媒体音箱的特点 1.多媒体音箱是近声场聆听音箱 所谓近声场聆听，简单地说就是近距离聆听。多媒体音箱一般摆设于显示器两侧，与聆听者相距0.5米到1米左右，完全属于近声场聆听音箱。由于是近声场聆听，音箱和放大器的功率可以较低，但要求定位准确，失真小，信噪比高。 2.多媒体音箱是有源系统 多媒体音箱一般由扬声器系统和功放，控制电路及电源电路集成为0一个总体系统，有别于家用音响中的无源音箱。 3,多媒体音箱多声道特性 随着多媒体软硬件技术的发展，从游戏的3d音效化到dvd数码环绕音场的实现，必须依赖多声道多媒体音箱的声音重现。忠实地还原音场，是多媒体音箱的一个重要课题。 4.多媒体音箱具备可操作性 由于多媒体音箱为有源系统，其控制部分已融入一体，使用者可直接对其音量等控制部分进行操作。 二、多媒体音箱的声学设计 1.多媒体音箱要不要进行声学设计？ 所谓音箱声学设计，就是在选定扬声器单元的前提下，根据扬声器的各项参数，秉从音箱声学原则，扬长避短，设计出发挥该扬声器单元最大潜能的音箱箱体。我对国内厂商生产的多媒体音箱是否进行过声学设计怀有很大的疑问。千篇一律的箱体配上五花八门的扬声器是市售大多数多媒体音箱的面目。多媒体音箱要不要进行声学设计？或许众多的厂商认为电脑使用的多媒体音箱不属高保真范畴，只要有声就行，无所谓象设计高保真音箱那样进行声学设计。我认为这是一种错误的观点。对多媒体音箱进行声学设计完全有必要，原因如下： 声卡技术的发展使多媒体电脑输出的音频信号质量接近于高保真水平。在此前提下，一个未经声学设计的多媒体音箱将极大污染声卡送出的高质量音频信号，使声卡对改善音质作出的努力化为乌有。 从使用者的角度来说，希望购买的多媒体音箱对音乐具有良好还原能力。而一个未经声学设计的音箱其还原能力必然有先天的缺陷，常表现为频率响应不平直，定位紊乱等。 2.多媒体音箱声学设计之我见 多媒体音箱由于其使用的特殊性，在声学设计上不能简单地等同于高保真音箱，只能借鉴高保真音箱的声学设计经验和原则，根据多媒体音箱的特点创造性地灵活运用，方可取得良好效果。在此提出一些建议如下： a.扬声器的选型： 扬声器是声学设计的基础，离开扬声器来谈音箱的声学设计只是不切实际的空谈，无任何意义。扬声器单元的质量是决定整个多媒体音箱音质好坏的关键，其良好的性能参数是声学设计的前提和基础，一个质量和性能参数差的扬声器是不可能有一个好的声学设计。由于多媒体音箱的内容积不大，对扬声器的选择更应慎重。 作为多媒体音箱生产厂商，因联合国内扬声器开发厂商，根据多媒体音箱的特性，开发适用于多媒体音箱的专用扬声器，比如小体积高性能高音单元，同轴全频带扬声器单元，小口径低音单元等。 对于双声道多媒体音箱中的扬声器单元，由于要考虑低音单元与高音单元在分频点的频率衔接，其分频处的频率特性应相互配合，选取一个最佳分频点。低音单元由于多媒体音箱体积的限制，只能使用56.5的扬声器，这时要求低音单元有较好的低频特性，有利于在声学设计中发挥其重放低音的潜能。高音单元应能平直重放至20khz，以利于还原音乐中丰富的泛音。 对于多声道多媒体音箱的扬声器单元， 由于单独设置一个低音音箱专用于低音的重放，故其低音单元的选择可考虑6.5-8的扬声器，适当口径的增大以利于低音重放频率的下潜，同时也为低音音箱的声学设计减轻负担。主声道和环绕声道的扬声器单元选择全频带扬声器，要求其频带越宽越平直越好，同时也要考虑和低音单元的频率衔接。 b.双声道音箱和低音音箱的声学设计： 鉴于多媒体音箱受限于体积不可过大的特性，建议在箱体的声学结构上发挥创造性思维，摒弃传统的音箱声学结构，另辟蹊径，以求在有限的箱体内容积下求得尽可能低和平直的低频重放。例如bose的低音炮有良好的低音重放能力，但其长度过长，但可以将其螺旋转绕，使其长度大为降低；也可以考虑迷宫箱体结构等。 c.整体平衡地进行声学设计 在多媒体音箱体积一定和售价大众化的前提下进行声学设计，应把握整体平衡原则，不应追求过高的指标，例如低音下潜至20hz的设计目标是不现实的。而应从在已定的成本限制内尽可能地发挥单元潜力，使整个音箱系统达到一种重放音质的平衡。 三、多媒体音箱的电路设计 俗话说红花还需绿叶扶，要使一个有着良好声学设计的多媒体音箱实现其音频重放能力，其配套的功放电路功不可没。如何设计一款优良的多媒体音箱配套功放电路呢？在满足整个电路合乎电子电路设计规则，简洁，高效，高可靠性的前提下，设计时特别需注意以下几点： 1.功放电路功率大小的确定： 功放电路功率大小的确定相当重要，因为它决定了功放的推动能力，整个多媒体音箱系统的失真系数，多声道音箱之间的音量平衡，系统的性价比等要素。功放电路到底需要多大的推动功率呢？根据多媒体音箱近场聆听的特性，无需过大的功率，否则是一种浪费，同时带来造价上升，体积庞大的弊端。但其功放功率也不可过小，不然音量稍大，或播放动态大的音乐将导致功放电路出现明显失真，甚至烧毁电路。功放电路功率的具体取值我认为： 对于双声道音箱，功放电路需对全频带信号放大，建议各声道功率在1015w，对于高档多媒体音箱可适当放宽至2025w。 对于多声道音箱，主声道和环绕声道其主要用于对中高频的重放，其功率为5w比较适宜；低频信号属能量密集型频带，且动态较大，需一定的功率储备，故低音功放电路建议为2030w。 2.功放电路和ic的选取 根据确定的功率选取相应的功率放大ic似乎不是难事，但众多的功率ic各有其特性，应用于多媒体音箱，有一定的选取原则： 选择失真率低的ic，失真的降低有益于提高音质； 选择输出内阻低的ic。输出内阻底的功率ic驱动负载即扬声器的能力强，同样有益于改善听感，提高音质； 选择信噪比高的功率ic，提高整个系统信噪比，有益于改善系统对音乐细节的重放； 选择外围元件少电路简洁的ic，有益于提高电路的稳定性，降低电路成本； 根据扬声器单元的音色特点选取音色接近的功率ic，有益于形成多媒体音箱整体的音色特色； 选择ocl电路形式，与otl电路相比，ocl省去了输出电容，有益于提高音质和电路的稳定性； 灵活运用以上几条原则，功放电路才会具备好声的可能。 3.控制电路的音质和操作的方便性 控制电路包含音量控制和音调及平衡控制。首先，控制电路应具备良好的音质，不应成为整个系统中音质的“瓶颈”，其次，控制系统应具备良好的可操作性，尽量方便使用者进行操作。这里重点说说控制电路的可操作性。 许多的多声道多媒体音箱由于其整个电路都安装于低音音箱内，故所有的控制部件就近安装在低音音箱上，厂商为使低音音箱面板美观，将大部分的控制部件安装在低音音箱后面板，这样的设计在使用者实际操作中的方便性如何呢？由于使用者电脑桌面面积的限制，往往将低音音箱放置于电脑桌下面或旁边，使用者每次开关电源，调整音量都要起身到低音音箱旁边，甚至还要将低音音箱转过身来进行操作，这样的设计就使使用者对多媒体音箱的操作极为不便，是不体贴使用者的设计。改进的办法简单的是将其控制部件移到低音音箱面板上，更好的措施是将其控制电路作为单独一个部件生产，安装在一个小巧的机壳内，使用者可将其放置在显示器旁的近手处，这样的设计才具备良好的操作性。 4.电路的噪声抑制 如果功放电路存在噪声，轻微者影响系统对音乐细节的重放，降低系统的清晰度，严重者让使用者情绪受到干扰，无法静心工作，同时厂商的品牌形象也受到影响。故抑制功放电路的噪声的工作不可忽视，应考虑下述几个方面： 选择噪声系数低的元器件； pcb线路板的设计合符音频电路线路板布线规则； 在功放电路输入端设置低通滤波电路和缓冲级，切除和隔离20khz以上频带，使计算机大量的数字干扰信号和电磁干扰不得进入到功放电路。 对于多声道和环绕声道的功放电路，由于无需对低音放大，也可考虑设置高通滤波器，切除低音频带，有利于减轻其功率负担，减少低频噪声； 有合理的机内走线和屏蔽措施； 使用可靠的接插件，开关和高质量耐磨的音量音调电位器，避免其触点接触不良产生噪声； 使用经屏蔽处理和漏磁小的高质量电源变压器。由于受多媒体音箱体积小的限制，在电路的安装中变压器一般与功放电路靠得太近，如果变压器存在漏磁，功放电路将产生明显的50hz感应噪声。变压器的制作工艺必须良好，如硅钢片之间存在缝隙，或浸漆工艺不过关等现象，变压器自身将产生无法消除对震动噪声。 5.电源电路的设计 功放电路功率大小的确定也即决定了电源电路的功率。电源变压器功率不可小于功放电路所有声道功率的总和，应留一定余量。如电源功率不足，功放电路无法输出相应功率而如同虚设，严重时变压器过载发热导致烧毁。 为提高音质和信噪比，可考虑将功放电路和控制电路分开供电。 6.功放电路的安装 建议将功放电路从音箱内移出到音箱外，安装在音箱的背板上。这样做的好处有： 使音箱获得更多的内空间，符合多媒体音箱的声学设计。是其达到应有的重放能力； 更利于功放的散热，提高可靠性。 四、多媒体音箱箱体的制造和材料选择 1.音箱箱体材料的改进：音箱箱体常用材料为纤维板和工程塑料。其中使用工程塑料有便于大规模生产，安装简便高效，造型美观等优点，但普遍存在箱体结构不牢、易共振而产生音染的毛病，设计合理的箱体厚度和加强筋可减小共振但很难根除，能否在工程塑料中掺入特定的物质改变其物理特性来消除共振呢？例如掺入某种纤维，或矿物质如云母，石墨等。 2.制造工艺品音箱：多声道多媒体音箱中的主声道和环绕声道音箱体积都不大，完全可使用椰子壳，竹筒，掏空的树干来制作工艺品音箱箱体，其朴质的造型将一扫多媒体音箱外观造型的生硬气息。 五、制造高技术多媒体音箱 要提高产品附加值，高技术的应用是关键，在解决了多媒体音箱的音质问题之后，有必要以此为基础生产高技术多媒体音箱。 1.生产带ac-3解码器的多媒体音箱：电脑中dvd光驱日益普及，用电脑欣赏dvd影片早已成为可能。国外厂商已经推出带ac-3解码器的多媒体音箱，但国内厂商目前还未类似产品。 2.遥控型多媒体音箱：遥控的实现更方便使用者的操作。 3.利用红外传输技术实现4.1声道音箱的无线连接。红外线传输音频信号技术已经成熟，如能应用到4.1声道多媒体音箱，就可以省去繁琐的4声道音箱连线，令音箱摆放自如。几种喇叭的发声方式 目前绝大多数的喇叭都还是用传统的锥盆式单体前后运动发声，比较学术性的说法，这些喇叭叫电动式（electrokinetic dynamic）或动圈式（moving coil）。早在一八七七年德国西门子的erenst vemer就获得了动圈式喇叭的专利，不过真空管迟至一九0七年才正式运用，而爱迪生最早的唱机是唱针直接带动振膜而后经号角放大发声，所以西门子的专利一直没有用上。一九二0年美国奇异公司的chester rice与edward kerrog还有爱迪生贝尔公司的p. g.hokuto才首度发展出实用的动圈式喇叭，七十多年来，除了材料不断改良外，你记为喇叭科技真的有进步吗？下面是几种常见的喇叭发声方式： 一、 动圈式。基本原理来自佛莱明左手定律，把一条有电流的道线与磁力线垂直的放进磁铁南北极间，道线就会受磁力线与电流两者的互相作用而移动，在把一片振膜依附在这根道线上，随著电流变化振膜就产生前后的运动。目前百分之九十以上的锥盆单体都是动圈式的设计。 二、 电磁式。在一个u型的磁铁的中间架设可移动斩铁片（电枢），当电流流经线圈时电枢会受磁化与磁铁产生吸斥现象，并同时带动振膜运动。这种设计成本低廉但效果不佳，所以多用在电话筒与小型耳机上。 三、 电感式。与电磁式原理相近，不过电枢加倍，而磁铁上的两个音圈并不对称，当讯号电流通过时两个电枢为了不同的磁通量会互相推挤而运动。与电磁是不同处是电感是可以再生较低的频率，不过效率却非常的低。 四、 静电式。基本原理是库伦（coulomb）定律，通常是以塑胶质的膜片加上铝等电感性材料真空汽化处理，两个膜片面对面摆放，当其中一片加上正电流高压时另一片就会感应出小电流，藉由彼此互相的吸引排斥作用推动空气就能发出声音。静电单体由於质量轻且振动分散小，所以很容易得到清澈透明的中高音，对低音动力有未逮，而且它的效率不高，使用直流电原又容易聚集灰尘。目前如martin-logan等厂商已成功的发展出静电与动圈混合式喇叭，解决了静电体低音不足的问题，在耳机上静电式的运用也很广泛。 五、 平面式。最早由日本sony开发出来的设计，音圈设计仍是动圈式为主题，不过将锥盆振膜改成蜂巢结构的平面振膜，因为少人空洞效应，特性较佳，但效率也偏低。 六、 丝带式。没有传统的音圈设计，振膜是以非常薄的金属制成，电流直接流进道体使其振动发音。由於它的振膜就是音圈，所以质量非常轻，暂能返应极佳，高频响应也很好。不过丝带式喇叭的效率和低阻抗对扩大机一直是很大的挑战，apogee可为代表。另一种方式是有音圈的，但把音圈直接印刷在塑胶薄片上，这样可以解决部分低阻抗的问题，magnepang此类设计的佼佼者。 七、 号角式。振膜推动位於号筒底部的空气而工作，因为声音传送时未被扩散所以效率非常高，但由於号角的形状与长度都会影响音色，要重播低频也不太容易，现在大多用在巨型pa系统或高音单体上，美国klipsch就是老字号的号角喇叭生产商。 八、 其他还有海耳博士在一九七三年发展出来的丝带式改良设计，称为海耳喇叭，理论上非常优秀，台湾使用者却很稀少。压电式是利用钛酸等压电材料，加上电压使其伸展或收缩而发音的设计，pioneer曾以高聚合体改良压电式设计，用在他们的高音单体上。离子喇叭（ion）是利用高压放电使空气成为带电的质止，施以交流电压后这些游离的带电分子就会因振动而发声，目前只能用在高频以上的单体。飞利浦也曾发展主动回授式喇叭（mfb），在喇叭内装有主动式回授线路，可以大幅降低失真。补充:还有铝带式和nxt平板式 平板音箱在结构上与传统音箱有着许多不同之处，其核心是“驱动体”（exciter），“驱动体”的冲程长度非常小，一般不超过2mm；音圈部分相对较轻，以避免高频部分的失真；采用高磁的设计（一般磁密度在10000高斯以上）。多个驱动体可以共用，以提高输出声压和得到更好的频响曲线。平板音箱的另一个重要组成是，“振动板”（cone），所起的作用类似人的声带，对音箱的音色、声强和声音的平整度起着决定性的作用。 振动板的材料可以分为：纸桨类、层板类、pcb板和蜂巢类等几类，其中以蜂巢类的效果最佳，但它的成本也相对是最高的；其次为纸桨类，再次为层板类，最差的为pcb板。另外现在还有一种复合式纸盆振动板，刚性大、重量轻，而且有着抗高温、抗潮湿、不变形的特性，性价比较高。此外振动板的设计还须考虑结构尺寸的问题，目前在平板式扬声器方面，世界上主要有两大系统，一种是英国的nxt系统，另一种是澳大利亚的平面喇叭系统，目前nxt在性能与成本方面都处在了领先的地位。现在平板音箱大多按nxt的专利黄金比0.88比1或1比1.414设计，以获得最佳的频响曲线。 另一个nxt的姊妹公司，德国的glas platz公司同样也推出了全玻璃制作的techno sound 扬声器。使用玻璃材料是个大胆的想法，这也许会引起玻璃制造工业的一次大变革。现在德技术水平可以将techno sound扬声器做到只有0.0156英寸厚，并且还可以做成平板或是弧形，相当的吸引人。但是现在还没有有关techno sound 扬声器的详细资料。平板音箱在结构上与传统音箱有着许多不同之处，其核心是“驱动体”（exciter），“驱动体”的冲程长度非常小，一般不超过2mm；音圈部分相对较轻，以避免高频部分的失真；采用高磁的设计（一般磁密度在10000高斯以上）。多个驱动体可以共用，以提高输出声压和得到更好的频响曲线。平板音箱的另一个重要组成是，“振动板”（cone），所起的作用类似人的声带，对音箱的音色、声强和声音的平整度起着决定性的作用。 振动板的材料可以分为：纸桨类、层板类、pcb板和蜂巢类等几类，其中以蜂巢类的效果最佳，但它的成本也相对是最高的；其次为纸桨类，再次为层板类，最差的为pcb板。另外现在还有一种复合式纸盆振动板，刚性大、重量轻，而且有着抗高温、抗潮湿、不变形的特性，性价比较高。此外振动板的设计还须考虑结构尺寸的问题，目前在平板式扬声器方面，世界上主要有两大系统，一种是英国的nxt系统，另一种是澳大利亚的平面喇叭系统，目前nxt在性能与成本方面都处在了领先的地位。现在平板音箱大多按nxt的专利黄金比0.88比1或1比1.414设计，以获得最佳的频响曲线。 另一个nxt的姊妹公司，德国的glas platz公司同样也推出了全玻璃制作的techno sound 扬声器。使用玻璃材料是个大胆的想法，这也许会引起玻璃制造工业的一次大变革。现在德技术水平可以将techno sound扬声器做到只有0.0156英寸厚，并且还可以做成平板或是弧形，相当的吸引人。但是现在还没有有关techno sound 扬声器的详细资料。为了进一步了解音响,我想讲讲关于对于市面上的音响的真正认识和辨别什么是好音响(先从理性角度考虑,不谈外形),这样,有助于大家对音响的认识进一步加深,先说一些很基础的东西,也比较好理解,充实了我们的设计理性化,至少在给别人在讲你的设计时专业术语恰当! 1.箱体设计： 音箱是将电信号还原成声音信号的一种设备，还原出声音的真实性将作为评价音箱性能的重标准。音箱是由箱体、扬声器单元、电源部分和信号放大等几个主要部分组成的。除了一些特殊的平板式、号角式、迷宫式等音箱外，我们可以将普通音箱分为倒相式和密闭式两种： 密闭式音箱，这是在封闭的箱体上装上扬声器，也就是将箱体内部与外部的声波完全隔绝起来，相当于在一个无限大的障板的一面听音。对于密闭箱而言，箱体内的声波是不被利用的，但是为了减少箱体内无用的声波（驻波）对扬声器振动的干扰，一般要在箱内放一些具有较高效率的声阻尼材料，如多孔棉等。这些阻尼材料不但可以吸收声波，还可以降低空气分子传播声音的速度，等效于加大了箱体的体积、降低了在谐振频率处的阻抗峰。因此密闭箱的效率较低，比起倒相箱来，其灵敏度要小5db左右。密闭箱好在低频有力度、瞬态好、反应迅速、低频清晰，听古典乐、室内乐效果极佳,但下潜深度有限，低频量感不足。 倒相式音箱，这是按照亥姆霍兹共振器的原理工作的。它与密闭式音箱的不同之处就是在音箱的前面装上筒形的倒相孔以使箱体内外的空气沟通，它有比密闭式音箱更高的功率承受能力和更低的失真，量感足、灵敏度高，能比较全面地胜任于各种场合。因为扬声器後背的声波还可以从导相孔放出，所以其效率也高于密闭箱。不但如此，而且同一只扬声器装在合适的倒相箱中会比装在同体积的密闭箱中所得到的低频声压要高出3db，就是更有益于低频部分的表现。说的详细些就是倒相箱要借助音箱中的空气以及倒相孔中空气柱的振动，并且依靠音箱后板的反射作用，将扬声器后面的声波反相180度，再由倒相孔将这部分声波传送出来，以使这部分声波与扬声器直接发出的声波同相，这就增加了低频的辐射能量，所以这也是现在倒相箱得以广泛流行的重要原因。对倒相箱阻尼的要求其实比密闭箱更高，要必须保证箱体不能有非常规的声泄漏，比如螺丝不紧、在扬声器螺丝孔或板间的缝隙处有噗噗的漏气声等。倒箱孔的截面积必须与振动锥体的有效面积相等或略小一些，开口直径太小，在倒相管中的空气流速就会加大，增加了摩擦损失。音箱可以由两个或两个以上的扬声器组成，因此又可以分为二分频和多分频两种，而多数的多媒体音箱都是二分频的，这也是在制造成本与性能方面寻找到的一个平衡点。 2.外壳： 常见的音箱主要为木制或塑料制成（一些专业音箱还有用水泥、钢或沙等浇制、填充而成的），木制音箱即为复合的中高密度板所制，厚度应该在10mm以上，它与塑料音箱比有更好的抗谐振性能，扬声器可承受的功率更大，体积也不受到模具限制；塑料音箱的成本相对较低，为模具一次性成型产品，它在造型的设计上可以很丰富但是体积受到限制，相对较小，且可承受的最大输出功率也相对较小，仅适于在多媒体音箱的范围内。劣质音箱主要是密度板的密度不够高、板材很薄或是塑料的质地松脆、有沙孔、易裂等。 3.电源部分： 音箱内的电路为低压电路，所以首先需要一个将高电压变为低电压的变压器，然后就是用两个或四个二极管将交流电转换为直流电，最后是用大小电容对电压进行滤波以使输出的电压趋于平缓（在普通的音箱中稳压管一般是没必要用的）。实话说这几个是很不被人注意的部分，其实它们对于音箱的重要性丝毫不小于主机电源对于你计算机的重要性。变压器一般被固定在主音箱的底部（这也是主音箱份量重的原因），对它的要求是要有足够的功率输出，劣质产品常常偷工减料在这里。考虑到一些损耗与效率的因素，可以算出如果变压器的额定功率是100w的话，它实际能顺利带动的功放芯片的功率要在45-40w以下，所以通过算音箱变压器与功放的功率关系也可以验证音箱的实际额定功率是否能达到标称值。整流部分和滤波电容都在电路板上，滤波的大电容（几千微发）应该采用电解电容而且是越大越好，可以采用一个大电容或是两个中容量电容并联的方法实现滤波，而其后的小电容（零点几微法以下）是为了弥补大滤波电容对高频滤波的不足。整流部分一般问题不大，但是为了降低成本，劣质音箱的滤波电容的容量都明显不足，有的甚至不到2000微法，而小电容很可能就被它们忽略了。 4.功率放大部分： 这部分由前级运放和后级功放组成。前级运放只是起到电压放大的作用，它为了给功率放大做准备，预先将输入信号的电压幅度放大到功率放大要求的最小值以上，对它的要求除了频率范围和失真度外，最重要的就是放大倍数要够。对于功放芯片而言，它可以称为音箱的核心，关键之处在于它的额定功率。按照标准，标注音箱的额定功率不应该超过功放芯片的典型值，而要是还有高出的部分那就是劣质音箱的“节俭”之处了。 5.特殊音效与功能的电路部分： 这部分不是所有音箱都有的，可能一个音箱有其中的一样或几样，也可能一样都没有。这包括了usb音箱的数模转换电路部分，数字音箱的数字输入、数字调节部分，三维声场处理芯片（如：srs、apx、spatializer 3d等），有源机电伺服技术电路和bbe高清晰高原音重放系统技术电路等等。从技术水平上来讲，小作坊是做不出数字式音箱的，所以能做出数字音箱的厂家是具有一定的技术水平的，应该值得信赖。从三维声场处理技术来讲，所用的都是国外的现成的芯片，只是一个电路接口和位置的问题。在此要说的是一些低档音箱也带3d声场功能，它们的3d效果不是由芯片来完成的，而是由一个极为简单的反馈电路来实现的，其效果可以想象。 6.扬声器单元： 一般木制音箱和较好的塑料音箱采用二分频的技术，就是由高、中音两个扬声器来实现整个频率范围内的声音回放；而一些在x.1（x=2，4或5）上被用作环绕音箱的塑料音箱所用的是全频带扬声器，即用一个喇叭来实现整个音域内的声音回放。由于用在多媒体领域的音箱必须要具有放磁性，所以在扬声器的设计上采用的是双磁路，且采用扬声器后加放磁罩的方法来避免磁力线外漏。为了节约成本，伪劣音箱的扬声器很可能就是不防磁的！ 7.关于低音炮： 对于低音炮而言，为了确保音箱性能要求箱体严格的密闭就应该采用三腔式的设计，也就是在扬声器的后面还有两层腔。如图所示的是一个国外的x.1的低音炮，它采用的是双扬声器的两腔式设计，即扬声器的后面只有一个腔，加上扬声器前的一腔故为两腔。再以创通的音箱产品为例，它们sound works系列普通产品的低音炮采用的就是两腔设计，而它们sound works系列的最好产品dtt2500（5.1）的低音炮就是三腔设计，可见在低音炮方面也一样有档次之分。 8.关于平板扬声器： 以爵士、安田等为代表的几个厂家推出了超薄平板扬声器，应该讲这种产品的优势在于多用途方面，而不在于扬声器的性能方面。因为是平板式的，所以没有传统音箱一样大的体积，所以它的摆放和安装是极为灵活的，甚至你可以把它贴在墙上。然而就性能而言，可以讲这种产品没有多大的优势可言，其音质音色一般只与中低档的木制音箱相近，而且听惯了普通音箱的人还不一定能习惯它面声源的发声特性。平板扬声器其实没有什么奇妙之处，既然是扬声器就肯定是依靠某种物质震来动带动空气分子震动，将声音传播出去的，在这里这种物质就是平板，而又是什么代替平板震动的呢，一样是个音圈，说到底它的原理与普通的扬声器一样，都是靠音圈的震动带动发音介质的震动来实现的。扬声器的作用 扬声器的作用 扬声器，俗称“喇叭”他是一种将电能转换为声能的电声器件。扬声器的种类很多，虽然它们的工作方式不同，但最终都是通过产生机械振动推动周围的空气，使空气介质产生波动从而实现“电-力-声”的转换。现在大量应用在高保真音响方面的扬声器大多都是电动式扬声器。其它的较为常见的还有静电式，平板式等几种，但由于技术及价格问题很难大量的应用于高保真音响系统。电动扬声器是目前使用最为广泛的扬声器单元，在这一章里我们将简单介绍各种常见的电动扬声器的结构特点，以及设计扬声器系统是所要了解的几个扬声器参数和如何选用扬声器单元。 一、常见电动扬声器的结构特点 1、锥形扬声器 锥形扬声器是目前应用最为广泛的扬声器之一，锥形扬声器根据锥盆形状的不同分为圆形扬声器和椭圆形扬声器两种，椭圆形扬声器主要是应用于电视和收音机等对安装空间的需要而设计制造的，由于他的结构限制极少被用在高保真音响种。锥形扬声器的标称尺寸是按照他的最大直径来表示的，而椭圆形扬声器则用它的长短轴来表示；锥形扬声器按照不同的使用频率范围来分可以分为低频扬声器，中频扬声器，高频扬声器，以及全频带扬声器四种；而根据准盆材料的不同又可将锥盆扬声器分为纸盆扬声器，羊毛盆扬声器，聚丙烯扬声器，金属盆扬声器，复合盆扬声器等等，在高保真扬声器中忧以聚丙烯扬声器（我们通常称它为pp盆）使用最为广泛，因为采用聚丙烯扬声器的锥盆，加工容易，原材料价格低廉，一致性好，声音也不错可以按照喜好加工出各种外形的锥盆形状，比较讨人喜欢。从以上几点可以看出由于锥盆扬声器具有结构简单以及价格便宜的特点，因此，被广泛的应用于高保真音响系统中。 锥形扬声器是直接辐射式扬声器，由图一我们可以看出他由11大部分组成。因为锥形扬声器的有效振动面积可以做的很大再加上较大的振幅，因此在当今各种新式扬声器不断涌现的情况下，仍以其良好的低频响应在众多扬声器中独领风骚。2、球顶扬声器 锥形扬声器具有结构简单能量转换效率高等优点，但也有着因为结构上的原因，使得它的指向性不尽人意，因此，人们在锥形扬声器的基础上开发出了球顶扬声器。与锥形扬声器不同的是，它的振动体不是圆锥状而是像它的名字，是一个呈半球状凸起的振动板，使得球顶扬声器的指向性的到了大大的改观。它具有比传统的锥形扬声器更好的瞬态特性，较小的失真。作为球顶扬声器的振膜材料，通常分为两大类，一类是软球顶，这种类型的扬声器所采用的振动材料大都是各种人造或是天然丝织产品，比如丝绸，蚕丝，人造纤维等等，他们在播放音乐时显得细腻柔和富有音乐味；第二类是硬球顶，采用这种振膜的扬声器，振膜材料是各种金属薄膜，比如铝箔，钛箔以及铍箔等，他们在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。还有一种介乎两者之间的振膜材料，通常被划分为软球顶，这是一种poly propylene类的材料，通过注塑成型，因为成本的原因他们往往被用在低档单元中，但其实如果质量控制得当，他们也能够发出很不错的声音来，因为他们兼有软球顶和硬球顶两种振膜的优点。 球顶扬声器也是直接辐射式扬声器。图二是它的结构图，通常为了获得更小的失真人们都会在极芯中间打孔并填充以高吸收特性的软质材料，因为良好的高频特性和宽广的辐射特性，因此被大量的应用于高保真系统中的中高频回放中。二、扬声器主要的技术参数 要设计出一款好的音箱来，必须要了解扬声器几个主要的技术参数。扬声器的特性参数有时也叫做thiele/small参数，通过这些参数可以较全面的了解扬声器的特性以及它的好坏。这里简单的将这些参数做一介绍。 1.额定阻抗z 扬声器是一个感性负载元件。对于交流信号而言，它的阻抗是随着频率变化而变化的，其典型的阻抗曲线如图-3所示。在写真疯后面的第一个阻抗最小值即为额定阻抗值。它是计算分频器和放大器输出功率的主要依据。2.音圈直流电阻re 音圈的直流电阻均比额定阻抗小，一般为额定阻抗的0.85倍左右。 3.谐振频率fo 谐振频率指得是扬声器在自由声场中低频段阻抗值达到最大值的时候所对应的频率（见图-3）fo的值与扬声器的口径有关，口径大时fo一般都比较低，低音扬声器的fo一般都在18-80hz的范围内。 4.总q值qts 它反映了扬声器fo附近的振动系统的阻尼状态，是决定扬声器低频特性的重要参数。 5.谐振阻抗zmax 谐振阻抗指的是扬声器fo出的阻抗值。 6.有效振动直径din 它的值为扬声器振动板的直径与1/2的折环宽度的和（单位：mm）该值不仅与箱体容积有关，而且决定了扬声器在低频段（20-100hz）可输出的最大声功率。 7.等效振动质量mo 扬声器的等效振动质量指的是扬声器的振动系统和因为扬声器振动时空气的反作用力而附加在锥盆两侧的附加质量之和。 8.机械q值qms 它反映了扬声器fo处悬挂系统的机械阻尼状态的量。实际测试表明它对扬声器的中高频的表现也有影响。 9.电q值qes 它反映了扬声器fo处的电阻尼的量。同样它对扬声器的中高频的表现也有影响。 10.等效容积vas 等效容积是一个扬声器设计中极为重要的参数。它指的是在这个容积中空气的声顺与扬声器的声顺相等（单位：l）它是一个与箱体容积成比例的量，不同的扬声器vas相差很大，小的只有2升，大的可达三百升以上。 11.线性位移xmax 它是指扬声器锥盆的单向最大线性振幅（单位：mm）现代新型大功率低频扬声器的线性位移可以达到3-12毫米（视扬声器尺寸4-8寸不等）它有效的提高了现代小口径扬声器的低频重放能力。使小口径单元也能够发出具有类似大口径单元的低频能量。 12.特性灵敏度 它的定义为在扬声器装在标准障板上在有效频带内输入一瓦的粉红色噪声信号，在扬声器正面轴线上离基准点1米的距离处的声压级（单位：db）它反映了扬声器单元的易推程度。 13.额定最大正弦功率 该参数是指在扬声器的额定频带内，馈给连续的正弦信号而不发生热损坏和机械损坏的最大正弦功率。这个功率也可以视作扬声器单元可连续正常工作的最大功率。 14.有效频率范围 它是扬声器放声时可以利用的频率范围。它由扬声器的上下限频率确定，在我国，国家规定在频响曲线上灵敏度最大的区域内去一个倍频程或是厂家规定的更宽范围内的平均声压级再下降10db，画一条平行于横坐标的直线，它与频箱曲线两端的焦点对应的两个频率即为上下限频率。有效频带越宽表明不均匀度越小，扬声器的性能也就越好。 15.指向性 在规定频率范围内扬声器偏离正面轴向时的频率响应相对于正面轴向频率响应的变化特性即为指向性。在规定的角度内中高频扬声器的声压级下降越少越好。 16.额定谐波失真 扬声器的谐波失真主要由磁路系统和支撑系统的非线性产生。这个值越小越好，现代高保真扬声器的额定谐波失真大都在3%以下。 三、扬声器单元的选用 一款性能良好，音质优美的音箱从扬声器单元的选择，音箱的设计，制作到最后的调试都是十分讲究的，如何根据音箱的不同的使用要求合理的选择所用的扬声器单元，是每一种不同的扬声器单元都能够充分的发挥它应有的作用，做到量材录用，这确实需要花费一些功夫，扬声器单元的选择是制作音箱的开始，良好的开端往往是成功的一半，在选择扬声器单元时应注意以下几个问题。 1.如何选择合适的低频扬声器 低频扬声器单元在音箱里的作用是重放各种低频信号，随着数码录音技术的发展，碟片中经常会出现一些惊天动地音响效果，因此音箱必须能够承受这种大功率的冲击。因此在选择扬声器的时候一定要按照自己的使用环境选择相应的能够耐受大功率输入的单元。 扬声器的盆架的作用是把扬声器的磁路系统和振动系统很好的刚性的连接起来，这就是的扬声器的盆架必须要有良好的机械强度。当扬声器在大幅度振动的时候会引起盆架发生相应的机械振动，会是的扬声器单元的失真增大。由于这个原因在一些高保真用扬声器中采用了铝合金浇筑盆架，它的优点是拥有良好的刚性，当然在一般情况下铁皮盆架已经拥有相当好的机械强度，除非是考虑到做一对非常出色的hi-fi器材，那么采用铝合金浇筑的盆架的低频扬声器是不错的选择，因为它比普通盆架拥有更低的失真。 锥盆是扬声器的主要发声元件，低频扬声器的振动板的材料，几何形状以及加工制作工艺不但决定低频扬声器的频响和音色，还在很大程度上决定了该低频扬声器的失真大小。目前市面上常见到的振动板材料有以下几种，但需要知道的是，一种材料在具备某种优点的同时必然存在着它的不足，我们选择哪种振动板材料的扬声器完全取决于自己对音箱的不同要求，而不是盲目的听信于广告宣传。正如我们每个人都有自己不同的性格和脾气，不同材料的振动板必然拥有不同的音色，各位在选择扬声器单元的时必须考虑到自己所喜欢的音色。普通的纸制材质，它的个性最小，音色比较温暖，能够充分表现出音乐的各种内涵，特别善于表现弦乐和人声。但它的刚性较差在大振幅的情况下振动板就会因分割振动而出现变形是扬声器失真增大；高分子复合材料（poly propylene）具有弹性比率大和阻尼适当的优点，不少高保真低频扬声器都在使用这种材料，当然最主要的是它制作容易，原材料价格低廉，可以制作出任何一种美观的外形，它的声音弹性和韧性比较好，采用这种材料的扬声器听起来中频饱满，低频富有弹性，但由于较软的材料质地，使得它的分割振动比较明显，造成中频段稍过于模糊不能够很好的反映出音乐中的细节部分；采用玻璃纤维材质的扬声器动态和顺态反应都比较好，柔韧感也比高分子复合材料要好，防弹布材质的扬声器则表现于趋向温暖，音色饱满富有层次，高频显得比较明亮，但和玻璃纤维一样在高频段有一个很明显的盆分裂点这需要扬声器设计师拥有相当的设计功底，不然会造成中频段的某些突然的大量的失真。 合适的谐振频率和等效容积以及特性灵敏度。一只音箱的低频性能好坏在很大程度上取决于所用低频扬声器单元的低频特性。扬声器单元的谐振频率网网决定了它的低频冲放下限，扬声器的谐振频率越低做出来的音箱低频重放下限就越低，当然这个重放下限也与音箱的箱体容积以及它的特性灵敏度有关，音箱设计同其它工程设计一样是在各种因素之间拾弃平衡的。当箱体内容积很小的时候如果希望得到很低的谐振频率那就不可能得到很高的效率。这就像一个饼，你要把它分成三分，其中任何一份变化时势必要影响到其它两份。 适合的总品质因数。他对音箱的低频重放特性好坏有着明显的作用。现在的设计师倾向于使用低qts扬声器单元，因为那样可以获得更好的瞬态响应，相对较低的频率下限以及相对较小的箱体，但代价是很低的特性灵敏度，有些名箱的特性灵敏度甚至低达80db/mw这给功率放大器带来了沉重的负担，通常多媒体音箱的扬声器单元特性灵敏度在0.4-0.5是比较合适的，它能够得到适中的箱体容积，相对平坦和下限较低的低频重放以及相对较高的特性灵敏度。 2.如何选择合适的高频扬声器 高频扬声器在音箱中的作用是重放各种高频信号，它的工作频率一般都在2k以上。我们对高频扬声器的总体要求是希望它能够在有效的工作频段内有着平坦的频率响应和尽可能高的高频重放上限以及一定的满足要求的功率承受能力。作为市场上最常见到的高频扬声器，球顶扬声器，它的振膜材料的好坏直接影响到高频扬声器的解析度，定位，听感和音色的细腻程度，前面已经比较详细的介绍了不同材料的球顶扬声器所具有的音色和声音走向上的差别，这里就不再重复了。 需要注意的是，市场上现在出现了大量的加注磁液的高频扬声器。磁液是一种在润滑油中载有超细磁性微粒的胶状悬浮体，当注入到音圈中的时候，由于扬声器的磁场作用他们会悬浮在音圈的周围，由于磁液有着良好的热传导性能，所以它能够很快得将扬声器音圈在工作时产生的热量传递出去，使音圈不易音过热烧毁。当然磁液也不是万能的，在加注有磁液以后，扬声器的瞬态特性会变坏，而且它只是在一定幅度内提高扬声器的功率承受能力，当输入过高的功率时高频扬声器仍有被烧的可能，这一点在使用时应特别引起注意。 由于多媒体音箱的局限性所以我们跳过了中频扬声器的介绍因为很难找到特性良好的中频扬声器单元，而且多媒体音箱配备中频单元的可能性微乎其微，要是有哪位朋友需要这方面的资料或是介绍可以来信大家相互探讨就好了。 在以后的章节中我们会陆续告诉大家如何进行音箱的设计，音箱的结构，分频器的调教等内容，希望大家都能够制作出令自己满意的音箱作品来。近日， 英国pmc公司就推出其经典产品的升级版、tb2+/db1+/fb1+系列音箱。这些音箱从2004年8月起就会在日本上市，其他地方也会陆续开始发售。这次产品升级其主要改进在于采用新的高音单元，改善高频延伸性，并相应地设计了新的分频器以配合。箱体材质则有黑梣木、胡桃木、樱桃木和木纹贴皮可供选择。 厂家只是低调地在原有型号上加上“+”号表示这个是tb2/db1/fb1的 升级版，作为“+ (plus) 系列”销售。其外观则保留pmc的传统风格。而pmc经典的传输线式设计（transmission line）则被沿用。这种设计的特点在于：音箱箱体被间隔折叠通道，声音曲曲折折通过这个好像迷宫的通道，到达后方出口。经过精确计算的管道长度和迷宫结构，使得该音箱的低频延伸，能够和比实际单元直径大30%的低音单元发出的效果相同。而成分是特别设计的并考虑了填充密度的吸音纤维，又对除了超低音以外的所有频率成分具有良好的吸收作用，换言之这种填充材料起到类似低通滤波的作用。从而这种设计可以使得一个体积并不大的音箱，发出清晰自然而不失力度的低音，并以减少箱体外表面曲线造成的音染。其失真程度也低至让人长时间监听而不觉得疲劳，可谓是这种传输线式设计（transmission line）的巧妙。在设计、安装一套音响系统时，不免遇到功放与音箱的配接问题。在音色方面，会注意其搭配上是否冷暖相宜、软硬适中，最终使整套器材还原音色呈中性，这仅是从艺术方面考虑。从技术方面考虑功放与音箱配接的要素有： 一、功率匹配 二、功率储备量匹配 三、阻抗匹配 四、阻尼系数的匹配 如果我们在配接时认识到上述四点，便能够使所用器材的性能得到最大、最充分的发挥。 功率匹配 为了达到高保真聆听的要求，额定功率应根据最佳聆听声压来确定。我们都有这样的感觉：音量小时、声音无力、单薄、动态出不来，无光泽、低频显著缺少、丰满度差，声音好像缩在里面出不来。音量合适时，声音自然、清晰、圆润、柔和丰满、有力、动态出得来。但音量过大时，声音生硬不柔和、毛糙、有扎耳根的感觉。因此重放声压级与声音质量有较大关系，规定听音区的声压级最好为8085db（a计权），我们可以从听音区到音箱的距离与音箱的特性灵敏度来计算音箱的额定功率与功放的额定功率。 著名的ls3/5a，原始版本的灵敏度低达82.5db，发烧友通常用300b的a类胆机来搭配。功率储备量匹配 音箱：为了使其能承受节目信号中的猝发强脉冲的冲击而不至于损坏或失真。这里有一个经验值可参考：所选取的音箱标称额定功率应是经理论计算所得功率的三倍。无论高音单元还是中、低音单元，都要留有一定的富裕量功放：电子管功放和晶体管功放相比，所需的功率储备是不同的。这是因为：电子管功放的过荷曲线较平缓。对过荷的音乐信号巅峰，电子管功放并不明显产生削波现象，只是使颠峰的尖端变圆。这就是我们常说的柔性剪峰。而晶体管功放在过荷点后，非线性畸变迅速增加，对信号产生严重削波，它不是使颠峰变圆而是把它整齐割削平。有人用电阻、电感、电容组成的复合性阻抗模拟扬声器，对几种高品质的晶体管功放进行实际输出能力的测试。结果表明，在负载有相移的情况下，其中有一台标称100w的功放，在失真度1%时实际输出功率仅有5w！由此对于晶体管功放的储备量的选取： 高保真功放：10倍 民用高档功放：67倍 民用中档功放：34倍 而电子管功放则可以大大小于上述比值。 不同类型的放大器，选择功率的标准也大有不同 对于系统的平均声压级与最大声压级应留有多少余量，应视放送节目的内容、工作环境而定。这个冗余量最低10db，对于现代的流行音乐、蹦迪等音乐，则需要留有2025db冗余量，这样就可使得音响系统安全，稳定地工作。阻抗匹配 它是指功放的额定输出阻抗，应与音箱的额定阻抗相一致。此时，功放处于最佳设计负载线状态，因此可以给出最大不失真功率，如果音箱的额定阻抗大于功放的额定输出阻抗，功放的实际输出功率将会小于额定输出功率。如果音箱的额定阻抗小于功放的额定输出阻抗，音响系统能工作，但功放有过载的危险，要求功放有完善的过流保护措施来解决，对电子管功放来讲阻