音箱設計的奇思妙想

翻開任何一本音箱設計手冊，毫無例外的都會從箱體的內部結構開始介紹:

●密閉式音箱將揚聲器安裝在一個完全封閉的箱體中，它是用箱體將揚聲器前後的聲輻射隔開，以防止聲短路。密閉式音箱內的空氣對於揚聲器來說好比是一個彈簧，從而改善了揚聲器的低頻響應。

●倒相式音箱又稱低頻反射式音箱，A.L.Thuras早在1932年提出理論，1952年B.N.Locanthi提出了振膜與倒相孔的氣體互相作用計算方式，但真正讓倒相式音箱得到成熟的實用設計，是1961年A.N.Tniele運用Novak確定的簡化模型，較細緻的發表了許多實際性的設計方法。它和密閉式音箱的區別在於在音箱的面板上安裝了一個倒相管，當揚聲器工作時，背後輻射出的聲波經過倒相管後輻射到前方，與揚聲器前面的聲波相疊加，然後共同向前輻射，使低頻效果增強。

●無源輻射音箱在倒相式音箱的基礎上發展起來的系統，由一個無音圈單元代替倒相孔，較不易產生共振而出現駐波。

●推輓式音箱密閉式音箱由於各種原因而不能做到小型化時而採用的一種加強音箱對空氣的振動力度的音箱，將兩隻揚聲器重疊安裝在一起，同相振動，因此重放時對空氣的振動力度增強。

●迷宮式音箱也叫傳輸線式音箱，在喇叭單元后面製作一條摺疊反射管道，而同周圍的介質相耦合，放聲管道的截面積一般等於喇叭單元振膜的有效面積，能提升低頻下限頻率與能量。

●克爾頓音箱將一隻低音揚聲器安裝於箱體內，低頻聲音的傳輸經過了若干個小孔，相當於給低頻部分加裝了一個帶通濾器。

●啞鈴式音箱Joseph D'Appolito提出的設計，將高音單元以等距離的方式置於兩個低音單元之間，而三個單元的圓心都處於同一條直線上。這種排列方式，具有廣闊的水平擴散度及狹窄的垂直擴散度，有效地減少了天花板與地板的反射波，令喇叭的結像更爲準確穩定。

●DSP/數字音箱由解碼和數字控制部分組成，能通過CPU對聽音環境檢測，對音頻進行自動進行修正，或者以數字方式做分頻，讓每個單元可發揮最好效果。

●號角式音箱典型的高效率大動態音箱系統，能提高喇叭的還原效率，而且失真非常低，但產品的設計十分複雜，不管是圓錐狀號角，還是指數型或雙曲張號角，其變化的展開尺寸要求都比較精確，如有誤差就會出現很大的峰谷，使頻率響應變差。揹負載號角箱體也要嚴格設計製作，如背腔體積的容量、濾波器設計不當就會使性能變差。

●障板式音箱最早使用的發生型式，喇叭振膜的前後會產生反相位聲波，如果兩個聲波直接疊加就會發生相消性干涉，音量大幅減小，尤其低音波長較長容易繞射。使用障板可以讓喇叭的背波行經較長的距離纔到達聽者的耳朵，找回低音，因爲沒有箱體的限制，聲音更自然流暢。

有了基本認識後，設計者就可以根據挑選的喇叭單元特性，比如單元口徑、振膜材質(高音單元的振膜材質有塑料膜、絲膜、金屬膜、陶瓷膜等；低音單元的振膜材質有紙盆、聚乙烯盆、羊毛盆、鋁鎂合金盆、防彈布盆、碳纖維盆等)、靈敏度、阻抗、F0頻率等，開始設計音箱了。在所有音響器材中，音箱是最容易設計的，幾個單元加木箱，甚至只需在高音並聯一隻保護電容，就可以開聲了。但音箱卻也是所有音響器材中，最難把聲音弄好的，變素太多太難掌握，光是箱體內的吸音材料就有毛氈、聚酯波浪棉、玻纖棉、天然棉、礦棉、羊毛等，每一種都會造成聲音變化，何況還有吸音材料的密度、多寡、重量等其他變素。又以倒相孔爲例，開孔的位置，倒相管的形狀、開口大小、安裝方式…，通通會影響聲音，學問挺大的。決定大致方案後，下一步可以考慮分頻器製作，分頻器在音箱系統中佔關鍵地位，要保證高、低音信號準確無誤地傳輸到各自單元而不產生干擾、失真、交調，頻響曲線上不致產生較大的峰和谷，無大的相位畸變，目前多采用LC功率分頻。分頻器上常見的元件包括電感、電容、電阻與接線，任何一種材料都會造成聲音改變。

對箱體的設計也有很多理論。一般箱體材質常規有以下幾種。

①合成類。合成類材質原料主要是木材，需要將木材進行化學處理，使木製品有防水和防蛀的功能，然後再壓制而成。例如中密度纖維板(MDF)、高密度纖維板(HDF)、三合板、防水板等等。中纖板是以樹木中的根、枝、莖等爲材料經加工成細纖維，再用填充料粘合劑，由機械熱壓成型，結構均勻細密，具有韌性好、強度適中、抗潮溼、不易變形、表面光滑、阻尼特性較強，是製作音箱的最佳材料。

② 原木類。是指未經處理的原生木材，由於密度不均勻，製作箱體品質往往無法得到很好的控制，優質木材如紅木、花梨木、桃木、檀木等名貴硬木的無接縫整板是音箱製作的頂級材料，但材料難覓，價格昂貴，加工不易。次之爲水曲柳、江木、花梨木、樺木、核桃木、楓木等，以比重大木質均勻者爲佳，新材潮溼易變形需乾燥處理。目前多半隻用原木的木紋作爲裝飾而已。

③ 塑料類。容易加工，外形可以設計得比較漂亮，擺脫了木質音箱呆板的方磚型外觀，ABS工程塑料等多半用在低端產品中，國外的部分高檔音箱也採用塑料材質。國外廠家利用聚丙烯、增強改性環氧樹脂、厚有機玻璃板等高分子聚合物，加上先進的技術也能創造出非常優異的產品。

④ 金屬類。過去多用於專業音箱和特殊場合的動式音箱，由於金屬箱體諧振頻較高，聲染色不易處理而在家用音響較少採用。近年來由於加工技術進步，厚實的鋁金屬開始在一些高端產品上被使用。

⑤ 無機物類。如以混凝土澆鑄成形，用石質板料(大理石、混凝土板、花崗岩石板、石膏板等)、玻璃，或乾脆用厚重的大陶罐作箱體，具有音染小，聲場穩定等優點。只是太重，移動調音都不方便，而且箱壁須作特殊處理。

不管選擇哪種材料，總之，“加固消振，避免音染”爲製作箱體的八字方針。除此之外，還要合理使用加強筋用於音箱中的薄弱環節；在箱內添加適量吸聲材料，控制音箱Q值並減輕箱振；增加箱壁聲阻尼性能，方法是箱體裡面澆一層瀝青，或貼敷多層高聲阻尼材料(油毛氈、橡膠等)。至於特殊的箱體內形和外形，主要目的是針對駐波進行有效的預防，駐波的產生會嚴重影響聲學系統的性能。採用的對策通常是讓箱體內沒有平行面，許多專業音箱採用扇形設計，或者家用音箱的水滴造型都是很好例子。箱體外形對輻射特性有較大影響，過多過銳的棱角會產生衍射和干涉，對策是採用較鈍的過渡角，包括曲面設計、階梯狀設計及其它特殊的形狀。

總的來說，音箱製作是一門非常複雜的系統工程，是介於機械工程學、聲學、心理學、人機工程學之間的邊緣科學技術，既是技術，也是藝術。完成的音箱可以用科學手段量測出技術指標，包括頻率響應、信噪比、動態範圍、失真度、瞬態響應、立體聲分離度、立體聲平衡度。但是藝術價值，就無法客觀具體的衡量了，對發燒友來說，獨特的音箱設計與鮮豔吸睛的顏色，絕對有加分的作用。雖然“揚聲器設計手冊”無法教導藝術，然而不同品牌的造型DNA，最後都會體現在實際的價格上。筆者找了些第一眼就能吸引眼球的音箱產品與大家分享，它們的設計充滿奇思妙想，有部分已經被髮燒友接受與喜愛，有些還在爭取認同。音箱畢竟是需要發出聲音，而發燒友更希望能發出好聲音的產品，所以無法太過天馬行空，在時尚的藍牙音箱上有不少創意，但筆者覺得一部分是譁衆取寵而已。總體而言，在Hi-Fi音響圈，比較有新意並且願意大膽嘗試的是意大利人與德國人，從下面的圖片中大家可以試着找尋自己心儀的目標。全世界音響品牌衆多，或有遺珠之憾敬請見諒。

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