汽车音响能通用的原理
汽车音响能通用的原理：
1、 导言
现在音箱是按其构造分类的，例如闭箱、倒相箱、空纸盆箱（无源辐射箱）、迷宫箱、二级倒相箱、前号筒箱、后号筒箱、箱式低声炮、管式低声炮、加载式、传输线式、管道式等等约有10余种办法，而每一种音箱都不得有各自的原理解说，绝大多数解说的不完全不悉数。我们知道，设置音箱的意图有两个，一是因为频率在1~200Hz以下的低声无方向性，振膜前后方的声波呈反相情况，会引起低声声短路，致使低频声压大跌，因而需用音箱阻隔前后声波；二是单个扬声器的频响规模有限，为拓展频响，需用2只以上扬声器别离作业在纷歧样的频段，以达到对高低声向两头延伸的请求。避免声短路疑问，但背辐射声波的能量没有使用起来。为改进这一缺点，我们又发明晰10余种办法的音箱，在避免低声声短路的前提下，充沛使用背辐射声波的能量，进步电声轮换功率，拓展低频呼应。这10余种音箱都有各自的作业原理解说，有些解说较明白，有些解说较抽象，乃至还有一些片面的误解。这种规划制造各种音箱带来了难度，为此，笔者提出一种全新的通用的音箱原理——消音与半消音原理。在充沛理解的基础上，就能触类旁通，规划制造好恣意构造的音箱。
2、 音箱的分类
传统的分类是按箱体的构造分类，而根据消音与半消音原理分类，是按背辐射声波的处理办法分类，这就将一切的动圈式扬声器概括为一个一起的原理——消音与半消音原理。并分为两大类箱形，即消音箱和半消音箱。
2．1 消音式音箱
消音式音箱即是对箱内声波作消音处理，闭箱即是典型的消音箱，此外，大障板箱、背开口箱、对称驱动箱、前号筒箱等均为消音式音箱。经过消音二字，对其作业原理就能大体略知，消音的好坏，直接关系到放音质量的好坏。这儿可把背辐射声波分为两个频段，别离对待。一段是低声扬声器装箱后听谐振频段，另一段是低声单元除掉谐振频段后的悉数频段即非谐振频段。
对谐振频段来说，未参加吸声资料时，声波能量被吸收的较少，能量被转移消化的较少，因而谐振能量较大，低声单元在谐振频率处的谐振未受到太多的抑制，振幅依然很大，构成很强的自感电势，自感电势与信号电势一起参与电声双向反响（笔者在另一文章提出了电声双向反响论），对谐振频率处的声波构成最大的波形失真，这是损害之一。损害之二是当电信号中止时，惯性致使大振幅具有较强的余振，构成声波拖尾变长，使低频变得牵丝攀藤，发生隆隆声。这个隆隆声即是余振拖尾构成的，是电信号中没有的新声波。损害之三是激烈的振幅发生较高的声压，该声波失真又大，又会使频响曲线的低端凸起，破坏了声压的平衡。对音箱来说，削减这3点损害的有用办法即是添加吸声资料。但吸声资料的参加量并非越多越好，过多的吸声资料，虽然削减了前两个损害，但又构成低声力度缺乏。这就需求折衷处理，怎么把握吸声资料的参加量，以啥为规范呢？应以反映谐振峰阻尼特性的Q值为规范，将音箱Q值调整在0.6~0.7之间为好。当Q值<0.6较多时，阻尼过量，低频明晰无隆隆声。假如Q值>0.7较多时，阻尼缺乏，低频声压虽上升，可是瞬态特性变差，低频伴有隆隆声，声波不明晰。
影响音箱Q值的要素有两点，一是单元装箱前的Q值，由扬声器厂家规划断定，用户通常只能挑选不能调整。二是箱内吸声资料的品种和数量可选。这两个要素是相互影响的，一个方面的缺乏，可用另一个方面给予抵偿。但这种抵偿是有极限的，例如一个本身阻尼缺乏的低声单元，品质因数Q值过大时，是无法经过添加吸声资料来使其作业在最好情况的，只能使其转好一点而已。
扬声器的谐振频率装箱后会向上漂移，漂移量的大小，受箱容积和吸声资料的影响。箱容积越大，吸声资料越多，向上漂移量越小，反之相反。所以消音箱谐振峰的频率，由单元、箱容积及吸声资料一起决议。单元谐振频率低，箱容积大，吸声资料多，谐振频率就低。值得注意的是单元的谐振频率，这是起主导作用的。假如单元谐振频率偏高，就不能指望经过加大消音箱容积来延伸低频呼应，因为单靠增大消音箱容积只能取得削减向上的漂移量，并不能使音箱的谐振跳过扬声器本身谐振点向下延伸（半消音能够）。一对音箱的低频体现，应该是频率低、声压足、无隆隆声。而频率和声压两者很难一起照顾到最好值，只能折衷思考。寻求低频的最好计划是，单元口径大（口径略小但线性冲程长），谐振点低，恰当的大容积，适当的吸声资料。低频呼应的下限值，主要由单元谐振点所决议。恣意一只低声单元，能够配用纷歧样容积的箱体，箱容积偏大时，谐振峰向顶峰漂移小，频响箱容积偏小，谐振峰向上漂移大，频宽变小，能量较为会集，使低端声压有所上升，箱容积小到必定程度时，会在低频段的频响曲线上呈现一个上凸区。我们期望在坚持声压频响曲线尽量平整的前提下尽量拓展低频下限。
对谐振峰以上频段的背辐射声波，即非谐振频段声波，则要做最大程度的消音处理，消音越完全，背辐射声波对振荡体的调制搅扰越小，声染色就越小，下面声波就越明晰。为了使消音更完全，添加吸声资料的数量是必要的，但不是仅有的，消音需注意以下几点。
（1） 品种的挑选
纷歧样资料具有纷歧样的吸声资料，同一种资料在纷歧样的频率下吸声系数也纷歧样，吸声系数大的作为首选。应该挑选谐振频段吸声系数小、其它频段吸声系数大的。这么可在确保最好Q值的一起，尽可能地参加更多的吸声资料，对背辐射有害声波给予更多的吸收，削减有害声波的影响，进步正面声波的明晰度。
（2） 吸声资料的放置办法
这个疑问简略被除数我们疏忽，例如有的品牌音箱将吸声资料扎成一个小布袋，随意丢在箱内，还有不少文章推荐在中心。笔者以为，放在中心有两种情况，一是填满空腔，二是不填满，同为中心作用纷歧样。将吸声资料涣散布满各个反射面是最好计划，优点有两条：一是涣散安置可下降厚度，使低频吸收系数下降的起伏大于中频吸收系数下降的起伏，在确保一样Q值的前提下，可放入更多的吸声资料，进一步加大中频波的吸收，然后取得更明晰的下面声波；二是涣散放置时，反射到箱内遍地的声波都能得到有用吸收。假如将吸声资料做布袋状，随意置于箱内，就会有有些声波被箱壁反射回到振膜（除非吸声布袋充溢箱内空间，但这种时机不多），使搅扰变大。
（3） 音箱构造规划
传统观念对比注重箱板厚度和正面两边锋芒及削减驻波的内尺度，但疏忽了一个非常重要的疑问，那即是要将削减背辐射反射回到振膜为首要目标.笔者见过发烧友将面板做到一寸厚，箱体扎实结实，但声染色依然存在。选用特厚的面板，外表看是功德，本来搞不好会画蛇添足，音染更大了。因素在于扬声器的背辐射声波刚出窗口就撞上厚厚的面板孔边，近距离的许多反射波重返振膜必然构成更大的音染。对现有过厚的面板，低声单元的面板开孔要由90°笔直边改造为45°摆布斜边，削减空气振荡阻力。
只需充沛理解了消音式音箱的意义，再融入传统的规划公式或计算机辅助规划，不难制造出满足的消音式音箱。
2．2 半消音箱
消音式音箱具有规划调试简略的特色，音质也极好，但背辐射声波未能使用起来，低频失真较大，且低频下潜不深。而随后发展起来的半消音式音箱，对这两条缺点有所改进，既能削减低频失真又能拓展低频呼应，但调试杂乱一些，假如没有对音箱原理的深入知道，没有简略的仪器协助，很难将低频和中频及中高频有些做好，尤其是中频和中高频。
倒相式、两级倒相式、空纸盆式、迷宫式、带通式（低声炮）、管道式、后号筒式、1/4波长加载式、传输线式、科尔顿式等等，均为半消音式音箱。它们都有一个一起特色，那即是充沛使用背辐射声波在谐振频段的能量。经过箱腔空气谐振与扬声器谐振的相互耦合，最大极限地将扬声器谐振能量较变为箱腔谐振能量，再经过开口或空纸盆将谐振能量辐射出去，然后进步低频声压并拓展了低频呼应。因为扬声器谐振能量经过谐振波这底子看不见的空气绷簧从开口许多辐射出去，加大了振膜的负载，有用抑制了振膜在谐振频段的大幅振荡，然后削减了扬声器感应电势的发生，使失真明显削减，并能大幅进步低声扬声器的功率接受额。
半消音式音箱的品种虽然许多，构造各纷歧样，但其作业原理迥然纷歧样，例如两级倒相式，即是在倒相式基础上，又添加了一个谐振腔，两个箱腔谐振与扬声器谐振相互耦合，使谐振频率处的交流阻抗曲线构成3个小峰，3个阻抗峰比2个阻抗峰更优一筹，能使谐振输出声波频带进一步展宽，拓展了低频。调试杰出的箱腔谐振，使振膜在此频段的辐射阻抗大为进步，负荷的大幅进步使振幅更小，自感电势更低，失真因而更小，振荡冲程的紧缩使其具有更大的功率接受额，比单级谐振（倒相）箱功能更佳，仅仅调试愈加杂乱算了。空纸盆箱与倒相箱原理完全一样，仅仅调试办法纷歧样算了。
带通式低声炮有两种构造，一种是闭箱加倒相箱的组成，另一种是两个倒相箱的组成，作业原理一样，都是使用2个谐振峰作业在纷歧样的频段，一高一低，高端通常规划在120Hz~180Hz，低端通常规划在20~60Hz，2峰又叠加后然后输出一个频率为带通状的声波。这两种箱型原理一样，但功率纷歧样，双倒相组成的功率略高一些。还能够将一个倒相箱和一个两级倒相箱组组成3腔式低声炮，让扬声器阻抗峰呈3峰的小群峰状，进一步拓展输出频响，使输出的频段更宽更平整，并得到更高的功率接受额，更高的电声转换功率，更低的失真，更低的低频。管式低声炮和箱式低声炮虽然外型纷歧，实际作业原理是一样的，但两者功率略有区别，管式功率更高些。纷歧样的管径也略有区别，圆管内截面与振膜振荡面积挨近时功率最高，相差越大功率越低。倒相管的尺度也关系到功率高低，大而长的比小而短的功率更高些。
科尔顿式是闭箱加带通箱的组成，而迷宫式、管道式、后号筒式、1/4波长加载式、传输线式，虽然形状纷歧，名称纷歧，内在却是一起的，具有与倒相箱一样的作业原理。都是使用箱腔谐振与扬声器谐振的相互耦合，将扬声器谐振能量耦合到箱腔谐振，再经过开口辐射出去，一起下降了扬声器在谐振频段的振幅，削减了感应电势，然后改进了失真，并进步了功率接受额。
半消音式音箱的背辐射声波，同消音式一样，也是分为两个频段，即有用的谐振频段和有害的非谐振频段。一样的是，对有害声波要尽一切手法，最大极限地做消音处理，削减有害声波对内对外的搅扰，然后进步下面声波的明晰度。纷歧样的是对谐振频段的处理，消音式仅仅作简略的有些消音，让反映谐振峰阻尼特性的Q值坚持在中等程度。半消音式除对谐振给予有些消音，让Q值坚持在中等程度外，一起还对谐振波作最大极限的使用，达到拓展低频呼应，削减失真，进步功率接受额的意图。
3、 总结
综上所述，消音式与半消音式，都遵从一个一起的原理，即消音与半消音原理，对谐振频段作有限消音，对非谐振频段全消音处理。遵从这个原理，就能做好恣意构造的音箱。
低声炮没有非谐振频段信号输入，故不存在消音和本身的声压平衡疑问，因而也不存在半消音疑问，所以低声炮不需参加任何吸声资料，只需将阻抗峰调整到等高状即可。放音时的声压平衡由音量控制。
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