「现代扬声器箱(BOX)」

现代扬声器箱（1)不论是收音机、电视机、电唱机、还是录音机,都要求把声音真实地重放出来。

这个任务最终要靠扬声器来完成。

但是孤零零的一只场声器，放音无论如何是不会优美的，于是扬声器箱(俗称“音箱”)就应运而生了。

早在30年代,音箱已经流行,但对它一直没有确切的了解。

直到现在，扬声器和音箱仍然是整个放音系统中最薄弱的环节。

随着立体声的录音、唱片和广播的发展,人们对音质的要求越来越高。

不论是专业工作者还是青少年爱好者,都十分关心音箱的性能和制造。

最近，有人引用滤波器理论导出了扬声器箱的设计方法,使扬声器箱的水平大大提高了一步。

在这里，我们准备介绍一些有关现代场声器箱的知识和在业余条件下的制作方法。

为什么要用音箱扬声器箱不仅是用来安装扬声器,更重要的是，它还只有三种功能：(１）分隔扬声器纸盆前后的声辐射，防止它们发生干涉:(2)对扬声器的共振进行阻尼,以减少声音的非线性失真改善瞬态响应；(3）展宽扬声器的低频放声性能，并增加低频辐射的灵敏度使声音更加优美动听。

箱壳材料主要有：木质材料（如ＭDF板，原木)、塑料材质、金属材质。

箱壳的结构要求：a）刚性要求ｂ）密封无泄露目前应用最广的是直射式电动扬声器。

因为这种扬声器纸盆前后的声波相位刚好相反,所以在单独使用时，某些低频声波会互相干涉而抵消，因而降低了低频辐射的效率。

怎样才能避免这种弊病呢?我们可以在一块木板上开一个孔，把扬声器装在这个孔上。

如果木板足够大,就能把纸放前后的声波隔开(图１）,这块木板对声音的干涉起了隙碍作用，因此通常称为“障板”。

扬声器使用障板以后,能提高低频辐射的效率。

一般来说,高音质的放音系统要求其实地还原从几十赫到十几千赫的声音。

由于障板的大小同能辐射的最低频率成反比,因此要重放丰满的低音就必须使用相当大的障板。

例如，一块70cm x 7０ｃｍ的障板,能够适用于120赫以上的声音；而要较好地重放最低频率为60赫的声音,障板的尺寸就非耍用到I 40ｃｎx１40cm不可!这实在是太不方便了，哪能用象一扇大门那样大的板子来装扬声器呢?为了解决这个问题,实际上是应用场声器箱起到了障板的作用。

常见的扬声器箱有敞开式、封闭式和倒相式等几种。

音箱的一家敞开式音箱实际上是障板和共鸣器的结合，它象一个一端开口、另一端封闭的笛子[图2]。

它一般没有后盖板．或者使用开有许多孔的后盖板。

大部分收音机和电视机的机壳,都可以看作是敞开式箱。

由于后边开口，因此扬声器后面辐射的声波总有一部分罗绕到前面去,与前面的声波互相抵消。

声音的频率越低,绕射现象就越严重。

例如,一个高90厘米、宽60厘米、深45厘米的敞开式箱，共振频率大约在８0赫左右。

在这个频率附近的声音可以增强6—1０分贝，而在60赫以下就迅速下降。

象障板一样，敞开式辐辐射声波的低频截止频率和箱子的尺寸成反比。

目前在高保真度的放音系统中,敞开式箱已经很少采用了，而较多地使用封闭式和倒相式箱。

倒相式扬声器箱还有几种变形。

例如迷宫式、喇叭式和声阻式等。

迷宫式扬声器箱(图3)是在扬声器后面装一个开口的声管。

由于声管很长、往往需要把它折叠起来,形成一条曲折的通道，因此称为迷宫式。

适当选取声管的长度,使开口处辐射的声波和扬声器正面辐射的声波相位相同，就可以使扬声器系统的放音频率向低频展宽。

在声管中还装有吸声材料,它对高、中频声波行较强的吸收作用,从而相对地加强了低音。

喇叭式扬声器箱(图4),是靠扬声器前方插入的一个喇叭来展宽放音的低频范围的，同时使扬声器的电声转换效率得到提高。

喇叭的截面按一定的规律沿径向变化。

最常用的喇叭形状是指数曲面。

最近研究的结果表明，如果响叭的婉展形状是抛物线，效果会更好些，可以在相同的低频截止频率的情况下采用比较短的喇叭,放音的截止频率越低,喇叭的开口面积就要越大。

这种音箱常常用在电影院的放音系统中。

声阻式扬声器箱是在箱子的开口通道内装有声阻材料的倒相箱，它能降低扬声器箱的共振频率,改善低频特性。

它的特性介于封闭式和倒相式之间,低频特性平坦，而且体积比一般倒相式箱要小一些。

专业人员爱用的封闭式箱封闭式扬声器箱(图5)，顾名思义，的确是一个除扬声器孔外完全封闭的箱子。

箱里有吸声材料以减弱声波的反射。

因为箱子密封，所以纸盆背面辐射的声波不会传到箱外，因而也不会与前面的声波发生干涉。

由于箱内空气的弹性,而使振动系统的力顺降低,共振频率相应提高；因此，往往需要用共振频率很低的扬声器来装配封闭式箱,然后利用箱内的吸声材料来增阻尼、抑制共振峰、改善放音的非线性失真和瞬态响应。

近年来生产的橡胶折环扬声器(俗称橡皮边喇叭）很适合用于封闭式箱。

它的力顺很大、共振频率很低(图6）。

例如直径300毫米的橡皮边喇叭的共振频率可以低达１５—35赫。

装入不大的封闭箱后，就能使共振频率上开到所需的最低频率（一般为40-80赫)。

如果用这种3００毫米橡皮边喇叭来重放50赫的声音那么封闭箱的体积只要30×40×60厘米就够了。

由于封闭式汤声器箱不利用纸盆后面的辐射功率,箱内又有许多吸声材科,再加大橡皮边喇叭本身的电声转换效率比较低,因此整个扬声器箱的较率比其他形式的扬声器箱低3一８分贝，这是它的缺点。

但是它的低频响应平坦、控制容易、因而这种扬声器路得到专业工作者的欢迎。

另外橡皮边喇叭对高音和中音的响应不好，这可以和高频、中频扬声器组合起来加以补充。

业余爱好者常用的倒相式音箱倒相式扬声器箱是在安装扬声器的面板上开了一个倒相孔（图7）。

如果音箱大小和倒相孔的尺寸设计合理,使箱内空气和开孔的空气质量共振，并且声波相位倒转1８０度,那么扬声器线盆后面发出的声波就能从倒相孔辐射出来，并与前面辐射的声波叠加,从而使低频声音增强。

当扬声器箱的共振频率同扬声器振动系统的共振频率率相等或接近时，倒相孔辐射的声波就同扬声器前面的声波相位相同。

这种扬声器箱的音质较好，放音效率较高，体积也不太大，是业余爱好者常用的一种形式。

立体声扬声器箱立体声系统对音质的要求很高,常常使用将高、中、低频扬声器装在一起的组合式扬声器箱。

常用的立体声系统由两条通路组成，两个相同的扬声器福分开一定距离布置。

由于两条通路放音系统发出的声音在响度、相位、频率上都不尽相同，团此能使一定位置上的听众产生身临其境之感。

但是由于高频扬声器比低频扬声器的方间性强得多,团此偏离中线的观众会产生不真实的立体感。

为了克服这个缺点,一般把低频扬声器固定装在扬声器箱的下部，而把中、高频扬声器装在上部一块可转动的障板上（图8）。

这样，中、高频的声辐射方问可以对准房间里任何需要高保真放音的放置。

除了上述的扬声器箱外,近来还流行着一种小型台式封闭箱，整个体积仅仅0．006立方米左右,内部装置力顺较大的小口径(直径135-－1６0毫米)的橡胶折环扬声器。

这种汤声器的共振频率一般低于8０赫,靠大幅度的来辐射低R振动来辐射低音。

它的音圈设计得比磁隙的宽度长，以减少非线性失真。

因此，虽然扬声器箱的体积很小，但是重放额率很宽，很适合家庭中使用。

现代扬声器箱(２）什么是高音质目前国际上对高保真度放音系统的要求是:(1)在40—1６000赫范围内均匀放声:(2)在上述频率范围内,在水平面±60度的范围内放声比较均匀；(3)在上述频率范围内的非线性失真小于3％。

但是，音质的好坏不仅有客观标准,而且同人的主观感觉有关。

例如,有人要求真实地重放原音的音调、音色、音量和音源的方位等;有人却只要求听起来说耳；还有人愿意让高音或低音特别强一些以满足自己的爱好等等。

因此在设计相制作扬声器箱时就要采取不同的方案。

实际上,在一般情况下,如果能做到在5０一１０0０0赫的频率范围内均匀放声,听起来就相当满意了。

但是,一般的电动扬声器却无法做到这一点。

为了扩展频带，有一种方法是使用双纸盆扬声器．即在大口径扬声器的纸盆中央再加一个小而硬的纸盆来重发高音。

应用更广泛的方法是使用不同口径的扬声器组合在一起，从而作到音域宽广，音色优美。

扬声器箱的工艺要求由于扬声器箱本身不希望发生振动、因此要选用硬而重的木板或胶合板来制作。

校厚在1０一2０毫米，交接处一般用斜口接法、满涂乳胶并用木螺丝紧固在木龙骨上(图1)。

扬声器箱上除了扬声器安装孔和倒相孔外，其它部分应尽量密封,防止漏气，包括箱壁的接缝、扬声器同木箱的连接处和扬声器的引出线等。

一般说来,扬声器箱的面板和侧壁部不容易振动,只有后盖被面积很大，必须使用加强筋以增强刚性（图2)。

各种装饰条也要安装牢固,箱底可加装橡胶垫，以减少振动。

扬声器箱通常做成长万形,它的宽、高、厚的比例可以是1:1.２5：0.8或３:5：2，一般不用正力形。

长方形扬声器箱的正面切去两角,可以减弱边棱引起的声波衍射和反射，而使频率响应更加均匀(图3)。

倒相箱下部的倒相孔和倒相管的形状,对扬声器箱的质量影响不大。

只要倒相孔的面积和倒相管的长度符合要求，形状可任意选定。

安装扬声器的孔应注意开在偏离面板中心的位置上。

一般把低音扬声器装在下部,高音扬声器装在上部，并尽量接近听音时人耳的高度。

扬声器装入箱内有三种方法(图4)。

(ａ)是外面型。

由于扬声器比面板突出一些，因此扬声器边缘会产生反射，使中频段响应有些起伏。

它的优点是便于安装和拆卸;(ｂ）是凹陷型，在面板比较厚的情况下，会在扬声器纸盆的前方形成一个圆柱空腔。

而面板厚度形成的圆框，还会产生同扬声器纸盆辐射方向垂直的无用反射。

它们都会增加频响的不均匀度,并引起声能耗损：（c）是镶嵌型。

这种方法既减少了外露型扬声器边缘的反射,又消除了凹陷型的缺点，轻获得最佳的特性。

近年来国内外的高质量扬声器箱部倾向于用这种安装方法。

内于它要求面板厚度上要和扬声器框架形状—致，因此制作上比较复杂。

在组合扬声器箱内,应该使大口径扬声器和小口径扬声器的纸盆的等效中心尽量处在同一个垂直平面上。

这样对听众来说，各个扬声器单元的声音可以同时到达，而不会产生有害的相位差或延时。

这对立体声扬声器箱特别重要，团为相位差和延时会影响听音时感觉到的声象位置。

吸声材料和喇叭布扬声器箱内必须放置吸声材料。

通常是把１0一2０MＭ厚的多孔吸声材料，如棉絮、泡沫塑料、玻璃棉和矿棉毡等,贴在扬声器箱的内表面。

扬声器箱内放吸声材料的作用是：(1)消除或削弱箱内高频声波产生的驻波,以改善音质:（2)吸收扬声器背面辐射的中高频声,而在倒相孔处只辐射低音；(3)增加扬声器箱的声阻,使声音信号中突变的瞬态响应得到改善。

扬声器箱面板上的扬声器口一般要用喇叭布覆盖起来,兼起保护扬声器和装饰的作用。

但是，选用喇叭布时既要照顾到美观，更要考虑它对扬声器箱音质的影响。

实验证明，喇叭布对扬声器系统的频率响应是有影响的:在低频，由于声阻增加而使响应下降;在中频段，会在响应上产生起伏；在高频段,由于透过声音时有阻力而使响应衰减,因此，喇叭布应选用声音容易透过的树脂和人造丝的混纺织物以及尼龙织物等。