April 05, 2014
音箱的結構與材質
喇叭外箱的最基本作用，是將喇叭的前後聲場進行隔離，以防止所謂【聲短路】的現象。但音箱箱體決不是一個簡單的”盒子”，雖說它本身不發聲，但它的材質、尺寸和結構，對於聲音的還原，起到了舉足輕重的作用。早期的低檔音箱，常採用塑料箱體，這種箱體在工作時，因為塑料殼的剛性不夠，而極易產生箱體諧振，放音時有嚴重的音染，尤其是在大動態時更為明顯。箱體材料採用木質，則明顯優於塑料箱，而且，板材的密度和厚度越大越好。現在，一般的中低檔音箱，都採用 10mm 左右厚度的中密度纖維板，剛性較好且箱體穩重；一些高檔音箱甚至採用原木製作，更顯出對箱體材質的重視。箱體的尺寸也不是隨意的，它往往要受所用喇叭單體的尺寸和等效容積的制約，只有當箱體的尺寸（容積）與揚聲器性能參數相對應時，才能獲得更好的諧振頻率。相比之下，箱體的結構則更有主觀性，可根據個人喜好，製成密閉式或倒相式。以下就以這兩種箱體設計來做介紹。
密閉式音箱：即在封閉的箱體上裝上單體，也就是將箱體內部與外部的聲波，完全隔絕起來，相當於在一個無限大障板的一面聽音。（雖說是密閉的，但實際上一般在音箱的某個部位還是有一個很小的漏氣孔，它的作用是使音箱內、外的大氣壓均衡）。對於密閉箱而言，箱體內的聲波是不被利用的，但是為了減少箱體內無用的聲波（駐波）對揚聲器振動的干擾，一般要在箱內放一些具有較高效率的聲阻尼材料，如多孔棉等。這些阻尼材料不但可以吸收聲波，還可以降低空氣分子傳播聲音的速度，等效於加大了箱體的體積、降低了在諧振頻率處的阻抗峰，另外還可使箱內的空氣處於等溫壓縮狀態，從而使箱體的有效容積增大。但相對的，密閉箱的效率較低，比起倒相箱來，其靈敏度要小 5db 左右。密閉箱好在低頻有力度、瞬態好、反應迅速、低頻清晰，聽古典樂、室內樂效果極佳，但下潛深度有限，低頻量感不足。
倒相式音箱：倒相式音箱其箱體通過一隻倒相管（裝在前面板或者後面板）與外界相連，這只倒相管與箱內空腔構成所謂"亥姆霍茲共振腔"，在共振頻率上產生逆共振，使得低音揚聲器背向輻射聲的相位被倒轉過來，與前向輻射聲同相疊加。倒相箱的這一特點決定它有較高的靈敏度和低頻特性。倒相式音箱是按照”亥姆霍茲共振器”的原理工作的。它與密閉式音箱的不同之處，就是在音箱的前面裝上筒形的倒相孔，使箱體內外的空氣溝通。如果合理的設計倒相管的尺寸和位置，可以使原來喇叭盆體後面發出的聲波，再通過倒相孔在某一頻段倒相，使其和喇叭前面發出的聲波迭加起來，變成同相輻射，說的詳細些，就是倒相箱要借助音箱中的空氣，以及倒相孔中空氣柱的振動，並且依靠音箱後板的反射作用，將揚聲器後面的聲波反相 180 度，再由倒相孔將這部分聲波傳送出來，以使這部分聲波與揚聲器直接發出的聲波同相，這就增加了低頻的輻射能量。
倒相式音箱和封閉式音箱相比，具有以下優點：它進一步擴展了音箱的低頻下限，一般可達到 20Hz ，並減少了其下限處聲波的非線性失真。同時，由於倒相管的使用，還增加了箱內的體積，提高了效率。不但如此，同一隻單體裝在合適的倒相箱中，會比裝在同體積的密閉箱中，所得到的低頻聲壓要高出 3db，就是更有益於低頻部分的表現。但是，倒相箱對於聲學設計的要求，遠比密閉箱高得多，因為倒相箱存在一個固有的問題，就是在回放頻率接近箱體的固有頻率時，倒相聲波會與揚聲器正面聲波相抵消，從而導致聲壓急劇下降。以具體表現而言，倒相箱儘管低頻下限較低，但接近下限時聲壓下降極快，而且倒相箱的瞬態即反應速度，往往要比密閉箱差，這就導致倒相箱設計不好時，低音雖然比較低，但很容易混濁，音質很差。此外，還必須保證箱體不能有非常規的聲洩漏，比如螺絲不緊、揚聲器螺絲孔或板間的縫隙處有噗噗的漏氣聲等。倒箱孔的截面積必須與振動錐體的有效面積相等或略小一些，開口直徑太小，在倒相管中的空氣流速就會加大，增加了摩擦損失。
簡易的的揚聲器選擇方法，首先要看音箱材質，塑膠的最差，由喇叭發音原理中，了解單體是靠共振來發音的，而塑膠外殼的共振聲最差。木質音箱會比較好些，若是甘蔗板作的音箱也不好，密集板的音箱會有較好的表現；密集板又分為二、四及六分，越厚共振干擾越小，但相對的成本也越高。在選揚聲器時，可用手敲擊全部外殼，聲音越平均的音箱越佳，那代表音箱的構造密度較平均，故共振干擾較少。
