1、HiFi音 箱 設 計,馬 軍 2006/6/28,音箱的分類：,結 構： 敞開式揚聲器箱 密閉式揚聲器箱 倒相式揚聲器箱,音箱的分類：,用 途： 三機配套 電視機、收音機、錄音機、汽車等 家庭用音箱 專業(yè)錄音監(jiān)聽音箱 公共場所使用的音箱,三機配套,電視機： 80年代前 以敞開式為主 90年代后在高檔產品中 低音部分采用倒相式,收音機、錄音機主要為便攜式 以敞開式為主,汽車音箱：,充分利用車廂內優(yōu)先的空間，以密閉式為主,家庭用音箱,主要用于 聽: CD、錄音機、廣播、電腦等 播放音樂及立體聲 視聽：DVD、錄箱機、電腦下載等 播放立體聲及5.1聲道環(huán)繞立體聲,專業(yè)錄音監(jiān)聽音箱,主要用于： 節(jié)目

2、制作中和后期 監(jiān)聽現(xiàn)場與錄制節(jié)目帶聲音監(jiān)控 用于對聽感較為苛刻聽音者,公共場所音箱,廳堂擴聲音箱 側重于較大功率、高靈敏度、較寬頻帶 場館擴聲音箱 側重于大功率、高靈敏度、較寬頻帶 公共場所使用的音箱 側重于實用性：如街道、廣場、賓館、公共走廊等等,主要分類用途：,音箱設計中 使用揚聲器的基本參數(shù)1,有效頻率范圍： 靈敏度 SPL：在額定1W的電功率時,參考軸上相距1m的點上 產生的聲壓.單位:分貝(dB),諧振頻率 Fo最低共振頻率 品質因數(shù) 總Qts 機械Qms 電Qes,音箱設計中 使用揚聲器的基本參數(shù)2,額定阻抗 Z：,通常阻抗設計為：4、8 、16 ,額定功率 W 100小時 長期最

3、大功率 ： 加一分鐘，間隔2分鐘。重復十次 短期最大功率： 加一秒，間隔60秒。重復六十次,音箱設計中 使用揚聲器的基本參數(shù)3,音箱設計中 使用揚聲器的基本參數(shù)4,指向性： 輻射角 指向性指數(shù),諧波失真： 總諧波失真 二次諧波 三次諧波,紙振膜質輕且具有適當?shù)淖枘崽匦?，表面硬度低，不能產生高輻射聲波速度，但用于低音喇叭聲音豐滿深沉，因此現(xiàn)在的紙振膜多用于低音及中音喇叭。,音箱設計中 使用揚聲器的基本參數(shù)5,電動式揚聲器的振膜材料有幾種,音箱設計中 的基本參數(shù)1,額定功率 （連續(xù)噪聲功率） 2小時、8小時、24小時、48小時、100小時 長期最大功率 ： 加一分鐘，間隔2分鐘。重復十次,音箱設計

4、中 的基本參數(shù)2,有效頻率范圍： 靈敏度 SPL：在額定1W的電功率時,參考軸上相距1m的點上 產生的聲壓.單位:分貝(dB),額定阻抗 Z：,指向性： 輻射角 （水平方向；垂直方向） 指向性指數(shù),諧波失真： 總諧波失真 二次諧波 三次諧波,音箱設計中 的基本參數(shù)3,監(jiān)聽音箱 的基本參數(shù)1,有源監(jiān)聽音箱,音箱 的基本參數(shù)1,二分頻音箱主要包括：,高音揚聲器：球頂式、號角式,基本性能應與音箱箱體本身無關,低音揚聲器：較大口徑的錐形揚聲器,分頻器：有功率放大源采用電子分頻,無功率放大源采用末級LC分頻,音頻信號的頻譜范圍很寬 20Hz-20kHz 要用一種揚聲器單元是無法滿足整段頻響的；一般的大口

5、徑揚聲器單元，低音特性很好， 失真不大。 當信號 1.5kHz的信號，表現(xiàn)就很差； 1-2寸的高音揚聲器單元（高音壓縮驅動器）重放3kHz以上的信號性能很好，但無法重放中音和低音信號。 由各種頻響特性單元組成的揚聲器系統(tǒng)，,音箱 的基本參數(shù)2,音箱 的基本參數(shù)3,結構簡單，為了解決缺少這段中音頻率， 于是了一種折衰的方法， 在分頻網絡上把低音單元的頻響特性向上移動， 高音單元分頻頻率特性向下移動。 分頻交叉點頻率只能設定在500Hz-3kHz之間，而此區(qū)域正是人聲和樂聲頻譜的重要部分。 因此在聽覺上人留下“空洞”感和聽到的失真。 分頻器相位失真較小。分頻器設計較簡單。,二路揚聲器系統(tǒng)：,系統(tǒng)各

6、單元的特性可不作折衷，充分發(fā)揮它們各自的長處，兩個分頻交叉點可選在中音人聲和樂聲頻譜重要部份上、下邊緣處，對音質沒有任何影響， 系統(tǒng)減小了可聽閾聲音的失真，提高了聲音的清晰度，改善了低高和高音間交叉頻段的性能，增加了揚聲器系統(tǒng)的功率處理能力。,音箱 的基本參數(shù)4,三路揚聲器系統(tǒng),不同場合揚聲器系統(tǒng)要求： 靈敏度和最大聲壓級是不同的 靈敏度實質上是一種轉換效率的體現(xiàn)，各類揚揚聲器系統(tǒng)由于采用的設計技術，選用的材料和生產工藝等多方面的差異，靈敏度的差異也很大。 最大聲壓級實質上是一種轉換效率與功率負荷 相結合的產物，直接反映了產品的適用范圍。,音箱 的基本參數(shù)5,靈敏度和最大聲壓級,揚聲器系統(tǒng)的輸

7、入功率能力一般都遠遠大于1瓦 （一般都在100瓦-2000瓦之間） 實際使用時都可輸入這個最大允許的電功率。 以額定最大功率，輸入揚聲器，在揚聲器軸向1米處產生的聲壓級稱為最大聲壓級SPL max。 例：靈敏度=100dB，1w/1m揚聲器，若具最大功率承受能力為1000W， SPL max=100dB+30dB=130dB，1m。,音箱 的基本參數(shù)6,失真和音質 音箱工廠都沒有標稱他們產品的失真率， 音質是一個比較抽象的評價，亦沒有可能在文件上標稱，只能采取主觀的聽音比試。 通常靈敏度與音質是有矛盾的。 一般，中低價的產品，均以靈敏度作主導 高價位產品偏重音質， 失真也是非常重要的一項指標,

8、音箱 的基本參數(shù)7,關于“個性”與“共性” 擴聲用的音箱，有別于家中的Hi-Fi音箱， 制作時必須有較高兼容性，因為每個場地都可能演出不同類型的節(jié)目，從歌劇到搖滾音樂會、以語言信號為主的報告會，故其音響系統(tǒng)必須要兼容不同的節(jié)目源，做到兼顧的優(yōu)異。 而家里的Hi-Fi音箱，只需要照顧個人的口味，其產品的”個性”是容許存在。 專業(yè)擴聲音箱為公眾服務，節(jié)目內容經常變換，”共性“是基本要求，兼容性要強。不同節(jié)目都要有平均表現(xiàn)，除此之外，專業(yè)擴聲器材必須是“無渲染”，“不夸張”，“忠實”地將音源還原。,音箱 的基本參數(shù)8,通常在低頻段是無方向性的，在各方向均勻傳播。 在高頻段時，聲音的傳播呈現(xiàn)較強的方向

9、性， （各類音箱均不相同）正是我們在系統(tǒng)設計中要加以應用, 優(yōu)良的恒定指向特性可在現(xiàn)場布置時把聲波的能量集中. 指向特性使偏離軸向的聲壓級隨偏角的增大而聲壓級逐漸減小 聲壓級又隨聲波傳播距離的增加按距離的平方成反比而衰減，在距揚聲器遠近和方位不同的聽眾區(qū)，若將這兩種衰減選擇得當，就可使兩種衰減互相補償，從而使聲場更為均勻，,音箱 的基本參數(shù)9,揚聲器系統(tǒng)的指向特性,音箱 的基本參數(shù)11,普通紙盆揚聲器,音箱 的基本參數(shù)12,有恒定號角的高音,音箱 的基本參數(shù)13,利用揚聲器的指向性設計音箱,它代表承受長期連續(xù)安全工作的功率輸入能力， 首先揚聲器的損壞模式有兩種： 一種是音圈過熱損壞（音圈燒毀，

10、過熱變形，圈間擊穿等）， 另一種是振膜的位移量超過極限值，使揚聲器的錐形振膜/或其周圍的彈性部件損壞，通常發(fā)生在含有很多大振幅的低頻信號。,音箱 的基本參數(shù)14,功率處理能力,額定功率是一項重要技術參數(shù),峰值（Peak）是信號達到的最大電平，峰值電平大于有效值電平3dB，對于音樂信號來說，峰值電平超過有效值可達10-15dB在評定產品的位移能力時，用來說明峰值電平與有效值電平的比率， 按AES2-1984的粉紅噪聲源要求，峰值因子為6dB，即峰值電壓是有效值電壓的4倍。,音箱 的基本參數(shù)14,短期最大功率,音箱的功率處理能力是按（AES2-1984）處理后的粉紅噪聲信號連續(xù)加2小時工作后，其電

11、性能和機械性能的永久性變化不大于10%。,標稱功率是各廠家設定的， 是自定的測試信號和條件下的最佳值，當音箱進入滿功率狀態(tài)一段時間后，音圈和磁體受熱升溫、聲性能雖溫度變化而下降。 如音圈溫升60度-80度，常見額定聲壓級下降3dB為容限，如音圈散熱優(yōu)異，耐溫達100度以上，實際的聲壓下降可達6至8dB， 增加一倍的音箱只提升聲壓級3dB若音箱聲壓級下降達6dB， 必須注重改善揚聲器單元的散熱設計。,音箱 的基本參數(shù)15,加載（受熱）后的聲壓級下降,要求具有良好的阻尼特性，堅固無諧振，為達到此目標，設計家們曾選用過纖維板、塑料、碎木板甚至用到人造云石及金屬等。一般聲箱多用易切割制造的木夾板或碎木

12、粒壓合板，而現(xiàn)在不少較高級的揚聲器采用具有更佳特性的中密度纖維板。,音箱 的基本參數(shù)16,揚聲器的聲箱材料,由于低音揚聲器音圈除了具有電阻外，還具有感抗，且電感的感抗隨著音頻頻率的升高而增大， 由于C、對于高頻信號的通路有很大的影響，故需要選擇高品質的無極性電容，,音箱 的基本參數(shù)17,分頻器,電路圖，根據(jù)所用揚聲器的特點，設置合適的分頻點，該二階LC電路分頻點（-12dB/oct） ，一階LC電路分頻點（-6dB/oct） 。,C,L,音箱 的基本參數(shù)18,揚聲器的阻抗與相位,箱體外部與內部連接一個聲學導管。其目的是使揚聲器背面的聲波通過聲學導管反相輸出，當聲管的長度等于某一頻率的1/2波長時，從導管開口輻射,音箱 的基本參數(shù)19,倒相音箱,出來的聲