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音箱原理并兼谈封闭式与开放式耳机
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N" Y9 a9 r3 C W L9 S! W: {音箱主要有三个作用( s( [) z5 V$ I0 |0 q/ e* L$ Z
9 E8 [9 a* _# ^9 L（1）共鸣箱的作用 这里喇叭是声源，它发出的声波由于音箱的谐振引起共鸣，声音就加强了。这就象小提琴，如果只有那么四根弦，没有那个葫芦形的琴箱，就不可能产生共鸣，不可能发出那样响亮、悠扬、悦耳的声音。胡琴也是如此，有一个圆筒形的蒙着蛇皮的共鸣箱。同样，大鼓的上下都是牛皮，中间的木桶就是共鸣箱。不知你是否已经联想到了，大鼓的声音粗壮低沉是和它粗壮的共鸣箱有很大的关系。你可以试试，把录音机的喇叭从它的音箱里拿到外面来，声音会有什么变化。共鸣箱也称为谐振腔。
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（2）解决声短路问题 单独一个喇叭发声效果不理想。因为在某瞬间，纸盆向前运动，前方的空气被压缩而密度增大，同时纸盆后面的空气密度一定变小，变稀疏。所以前后声波正好反向，当后方的声波绕到前方去就会起到抵消作用，这叫声短路。（也就是相位相差180度）特别是对低频声波更是如此。因此一般的喇叭低音效果特别差。如果把喇叭放在音箱里，音箱板把前后的声波隔开，或者对这两个反向的声波进行适当的处理，给低音扬声器发出的声音提供一个正常的路径，使低频声波更有效地辐射出去，充分发挥低音扬声器的性能。比如，用吸音材料把纸盆后面的声波吸收掉，防止它来干扰（这是封闭式音箱的原理）。或者把纸盆后面的声波的相位倒过来，使它和前面的相位一致，（相位相差[wmv]60度）再送到前面，和前面的声音迭加起来（这是倒相式音箱的原理），这样不仅不会减弱反而会使声音得到增强。4 } S, p+ ~% ^+ A/ o2 ^- D& c
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（[wmv]）对音箱的体积和形状进行科学的设计，可减少或防止驻波的产生，减少声音失真，改善音质。3 _$ I: P- Y- q6 b( t9 b) j4 ?
+ \( T# U8 S9 W7 j2 r音箱的结构：
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1、音箱的体积得根据喇叭的类型、尺寸、体积、谐振的频率等综合考虑，通过计算机辅助设计和试验得出的。它的大小直接影响音质的好坏。* h2 h, {! H, ]3 }
3 j: z3 h o* ?, j5 \) O/ P2、箱体内必须安装消声材料，否则造成以下害处：! O. ^7 o5 U; U7 @% O
①未加入吸声材料时，声波能量被吸收的较少，能量被转移消化掉的较少，因此谐振能量较大，低音单元在谐振频率处的谐振未受到太多的抑制，振辐依然很大，造成很强的自感电势，自感电势与信号电势共同参与电声双向反应，对谐振频率处的声波造成很大的波形失真。6 g% B: _- u. S) z7 c/ o
②当电信号停止时，惯性导致大振幅具有较强的余振，造成声波拖尾变长，使低频变得拖泥带水，产生隆隆声。这个隆隆声就是余振拖尾造成的，是电信号中没有的新声波。! \0 r$ J3 K4 I
③强烈的振幅产生较高的电压，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。
, s5 j1 [6 c% B3 E' z7 V但吸声材料的加入量并非越多越好，过多的吸声材料，虽然减少了前两个危害，但又造成低音力度不足。这就需要折衷处理。
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& g5 M( s }* g- C, X- x- a[wmv]、封闭式音箱特点：
8 T1 C }$ V" \& _' h) M9 E5 n4 W+ M当播放低音引起喇叭振膜大幅振动，因音箱封闭，压缩腔体内的空气，产生了对振膜的阻尼作用。因此，振膜振动的幅度比开放式小，又因为喇叭后面的声波没有被利用，被吸音材料吸收转化为热能。所以封闭式音箱低音产生的声压比开放式小（在同等音频电流情况下，低音较弱）。但腔体空气起到弹簧的作用，使喇叭的振膜回收快，产生的低音很有弹性，低音音质较好。% H* h# M. ?$ _, H& o5 N+ g+ X$ {4 ?
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4、开放式音箱的特点：
) f0 c- u% A+ L9 G将音箱的前部或后面开个孔，使腔体内的空气与外界流通，就成了开放式音箱。但并不是简单地在音箱上挖洞，而是在孔中加入管子或隔板，主要是让腔体内的声波经过一段路程传播后，从孔中发出的腔体内的声波的相位与前端直接发出的声波一致，这样即能避免声短路，又能充分利用背辐射声波在谐振频段的能量。通过箱腔空气谐振与扬声器谐振的互相耦合，最大限度地将扬声器谐振能量辐射出去，从而提高低频声压并拓宽了低频响应。由于扬声器谐振能量通过谐波这根看不见的空气弹簧从开口大量辐射出去，加大了振膜的负载，有效抑制了振膜在谐振频段的大幅振动，从而减少了扬声器感应电势的产生，使失真显著减少，并能大幅提高低音扬声器的功率承受额。
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3 f9 _, a3 U0 Q开放式的音箱种类有：倒相式、两级倒相式、空纸盆式、迷宫式、带通式（低音炮）、管道式、后号筒式、1/4波长加载式、传输线式、科尔顿式等等。* x- m0 ]" ~ i8 A, _4 J
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开放式的音箱低音虽强，但听起来较为发散，不如封闭式那么有弹性。因此厂家在扬声器的结构上下功夫，使低音的音质与封闭式相差无几。正因为开放式音箱有上述的优点，现在大部分音箱都是开放式的。: L) r7 `7 {/ z; q0 g
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音箱又可分为家庭音箱（近距离音箱）、会场音箱和广场音箱（远距离音箱）。因中、高音具有方向性，一般将高音喇叭作成号角型或将中、高音的喇叭作成音柱型音箱。它的原理是：波通过窄缝是会产生衍射，从而使声波扩散到各处．3 b+ m" T/ V \; O8 t- Z! f
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封闭式与开放式耳机：
- Q- q' x0 p, z; \耳机的原理与音箱类似。耳机又可分为耳塞和大耳机两类。分别讨论：
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耳塞因体积小，所以有的耳塞有谐振腔，有的没有。有谐振腔的耳机低音听起来比较丰满。它的结构是在耳塞柄中加入U形管，产生谐振。（类似于管风琴）。它的外型是耳塞柄又粗又长。例如：森海塞尔耳塞、爱华耳塞等。索尼的耳塞一般没有谐振腔，所以耳塞柄又细又短，因此索尼耳塞低音不够丰满。耳塞机基本上都是开放型的。
* v- Z7 f) [* V大耳机因体积较大，所以基本上都有谐振腔。也是分为封闭型和开放型的。它的原理与音箱类似，这里勿须再述。 |
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发表于 2011-8-25 13:13:05
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