倒相式音箱的特性（下）

倒相式音箱的特性 (下) 三 倒相式助音箱的 原理与特性 显然，密闭箱的优点是以牺 牲灵敏度为代价的。实际上声音 是从扬声器的正面与背面同时辐 射出去的，当把扬声器装在房子 之间隔墙的开孔上，两个房子就 有同样响度的声音，可见纸盆前 后的声压或声辐射能量是相等的， 因为纸盆四周都有空气。 1．倒相式助音箱的提出 如果用一种方法将密闭箱内 纸盆背面完全不用的反相辐射声 波充分利用，音量岂不是会成倍 增大?倒相式音箱正是源于这种 思想 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的。 这种音箱与密闭箱没有两样， 差别仅仅是在箱子上另外又开挖 了一个出声口，如图l3N示。其作 用是对纸盆背面的反相声波进行 图 13 倒相箱的结构示意图 2007年 第 7期 宁占西 倒相处理，并由声 口辐射出去。因 此 ，一般也将声 口称为倒相孔、释 放孔、反相孔或声孔、开 口、开孔， 有时也称调谐器、声辐射器等。 倒相箱是通过箱子与扬声器 匹配提高低频输出的。因为在这 种箱子里，纸盆同箱内空气的劲 度与声 口内空气质量相耦合时 ， 纸盆背后的空气振动便产生了相 移。设计准确的箱子使声 口空气 振动与纸盆前面的空气振动达到 同相位或接近同相位 (也即把纸 盆背面辐射的反相声波相位翻转 了180。)。这时 ，声口释放的声波 与纸盆正面的声波一齐叠加起来 同相位地辐射出去 ，从而加强了 整个系统的输出声压或声功率。 由于声 口辐射的声功率在低 频段，故倒相箱只对增强200Hz 以下的一段频带的声压有效 (障 板、开箱与密闭箱也都如此)，频 率再高时倒相箱的作用则停止。 因此 ，也将倒相式助音箱称为低 音反相箱、反相箱，国外也称低频 反射箱或相位反转箱等 (空纸盆 等无源辐射箱也属于此)。 起初，人们借助倒相箱只是 提高电声转换效率，后来逐渐认 识到扬声器装在这种箱子里还不 单单是增加效率的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，更主要 的是通过箱子的声学装置，对扬 声器f 处纸盆的自由振荡给予有 效的抑制才能获得好的音质。其 原因是在扬声器的机械共振 (f ) 处 ，振动系统的质量阻抗和力阻 相互抵消，纸盆振动受到的机械 F 特 稿 一 I二! 垄 力阻很小。因此 ，音圈振幅则变得 特别大，在扬声器的频率阻抗f～ R 测试图上则是一个非常高的升 峰 (也称共振峰、谐振峰、f 峰 等)。箱子的低频响应不仅变得崎 岖不平，还会造成很大的非线性 失真。 要达到这个目的，必须让箱 子与扬声器相谐振，也就是说一 定要把箱子的共振频率f 设计在 扬声器的谐振频率f 处，才能把 扬声器的fn峰降下来。 我们多次说到共振这个名词， 那什么是共振呢?通俗地讲就是 各种物体 (如空气、建筑物 、车辆、 桥梁等)在外力作用下都会振动， 当在周期性变化的外力作用下， 这些物体固有的振动频率与外力 振动频率相等或接近相等时，物体 的振动幅度会急剧增大起来，便形 成了所谓的共振现象，发生共振的 频率称为共振 (谐振)频率f 。 物体共振时产生的作用力也 相当厉害，有些作用力大到难以 想象的地步。例如卡车以一定的 匀速行驶在沙石路上 ，车辆的共 振会使路面形成搓板路，而在搓 板路上车的共振又往往发生车辆 解体的交通事故。又如一座承载 数千吨的跨江大桥 ，经常车水马 龙、川流不息却相安无事。但有时 一 支列队整齐的队伍在桥上通过 引发的桥体共振，导致桥毁人亡 的事例在历史上屡见不鲜。由此， 就不难理解音箱空气共振时对纸 盆的作用力。 倒相箱的理论或是扬声器与 箱子的电声关系，可以用它的模 拟耦合电路来解释。大家知道，f 峰是扬声器振动系统相关构件以 串联形成的机械共振峰，在倒相 箱中它又与箱子形成并联谐振回 37 维普资讯 http://www.cqvip.com - I H⋯I--F1．特 稿 ——————————。’●■I I．‘侍 俩 一 ～ 瘟-F- 扬声器 ；l 【 倒相箱 cm l 图 14 倒相箱的等效模拟电路图 如果扬声器的 f 与箱子的 f 相等或两者的频率相差不多时， 箱子与扬声器便会发生谐振。由 于并联 电路谐振时为最大阻抗 ， 箱子共振时产生的作用力会给纸 盆加上一个很大的反作用力，也 即给纸盆加上一个很重的声负载， 这种反作用力将阻止纸盆的振动， 就会把纸盆的振幅减至最小。 虽然在 f 处纸盆的振幅为最 高，但箱子共振时产生的反作用 力又使纸盆振动受到的力阻或阻 抗为最大，不仅将扬声器f 峰压 到最低，还会把扬声器单一的基 本谐振峰fn阻尼成一个很深的谷， 从而使f 峰形成两个共振峰 (也 称驼峰)，如图 15 (a)所示。 声口也发挥着重要的作用， 它除了有将箱内反相声波向前辐 射的功能外 ，空气流过声口时的 摩擦也会产生一定的阻力。当箱 子谐振时声口内形成的阻抗达到 最大值，这时扬声器f 处的振幅受 到极大削弱，并且声口释放的声波 相位与纸盆前面的声波也恰好为 同相，箱子便达到了倒相的作用。 图15(b)描述了箱子谐振时 声辐射特性所发生的奇妙变化， 38 当箱子的f 等于扬声器的f 时， 在扬声器的频率一阻抗(f—R )图 上fn峰变成了一个谷，f峰左右也。 出现了两个相同的最大阻抗R 值，彼此被一个 R 最低值所分 开。两个R 最大值则是新出现的 谐振峰f，与f，，f f，对称地分布 在 f 峰左右两侧 ，并且f，与 f，的 峰值也总是大大低于扬声器基本 谐振峰 f 。 I ， ，；、 ， 、 (a) fl fo f (b) 图 15 箱子谐振时的声辐射特性 2．箱子体积 声口面积同效 率及频响之间的关系 与开箱一样，倒相箱的共振 频率f 取决于箱子体积V 与声口 面积S 的大小，因为倒相箱由箱 子和声口构成一个谐振系统，故 箱子的谐振频率 fH 172S o i／4／VB 上式说明了两个问题 ，一是 V 、S 同f 的关系，二是改变V 或S 其中之一，都会使箱子的f 发生变化。由于箱子的f 效率 T1和下限频率f 与V 大小成比例 关系。一般是V 大的箱子其f 及 f 低，效率T1也较高，V 小的情 况则相反。主要是V 同S 大的箱 子空气体积的顺性C。很大，纸盆 振动受到的阻尼小、振幅大，故箱 子的f 低，输出声压高，低频响 应也好。 虽然改变声 口S 也能调谐 (改变)箱子的f ，只是声口的空 气质量m 比箱内的空气质量m 要小得多，所以变化S 对箱子f 的影响总不如f 与V 的关系密 切。例如声口S 变化l6倍f 仅改 变2倍，而V 只要稍为变化一些 则会引起f 显著变化。但是改变 声口S 却能确定箱子的特性和输 出功率 (效率T1)，通常S 大致与 纸盆有效面积S 相当时 (S 约为 Sn的60％～100％)，声口辐射的声 功率才与纸盆辐射的声功率大体 相等。另外，在同样f 下声I：1 So 大小与箱子的V 也有关系。因 此，一定要依据扬声器 尺寸 手机海报尺寸公章尺寸朋友圈海报尺寸停车场尺寸印章尺寸 来制 定箱子的V。。 图l6验证了以上情况 ，它是 一 只 250mm的扬声器，分别装 在同一谐振频率f (为55Hz)，但 V 与S 不同的两个箱子中的测试 结果。其中，大箱子A的V 与S 分别为230L~400cm ，小箱子 B 的V 及S 是 55L与 30cm 。 由图 16(a)看出，小箱子的 空气体积小，减小了箱内空气顺 性C。，引起纸盆辐射力阻增大而 使纸盆振幅变小 ，故箱子输出声 压降低，扬声器的下限截止频率 f 也向高端转移 (见曲线 1)。而 大箱子的C。大、声口S又接近纸。 盆的有效面积S ，因此，低频声 压比小箱子差不多高出 lOdB左 右，并且f 也扩展了许多 (见曲 线 2)。 声 I：1 S 也能改变倒相箱的 f 效率T1以及低频特性，其原因 是声口的空气质量1"I1 起着类似于 空纸盆的作用。当箱子 V 一定 时，变化声 口S 则改变了箱子的 2007年 第 7期 维普资讯 http://www.cqvip.com 空气质量m 和空气顺性C 。所以 箱子的f 声辐射效率与特性都 会发生变化。 图 l 6(b)说明了这种变化关 系，它把一只f^为30Hz的扬声器装 在V 相同的箱子里，改变声口S 时测得箱子效率 n及声辐射情况。 ， 2／ 一 ’ ／ ， ， ， ／ 。 (8) 100 予 7‘ 、 ／／ 、 ／ ，＼ t | 3．倒相箱的驼峰特性 不难看出，箱子共振时对扬声 器所产生的耦合力(Ip对纸盆的力 阻)不同，故在f—R 上呈现的驼峰 特性也有很大差异。在倒相箱中， 箱子与扬声器的耦合强弱和箱子 的V 成反比关系。一般是V 小的 箱子产生的耦合较强，双峰距离也 大，而V 大的情况贝0相反。 图 l7证实了这种关系。它将 一 只f^为45Hz的扬声器，分别装 在V 为24L与130L两个体积不 同的箱子里，并让箱子与扬声器 达到谐振时的情况。 5H 94Hz 21Hz 、 《 l J 、 ， 沙、謇 ＼ ／，—一一 、、、、、 、 、 一 (b) 图 16 箱子的V。、So与效率的关系 由图可见，加大 S 提高了声 口m ，在扬声器看来等于增大了 纸盆的顺性，故箱子的共振峰值 升高，低频输出也有所增加，但扬 声器的f 也跟着升高了 (见曲线 3)。而减小S 的结果又恰恰与前 者相反，随着S 的缩小，空气在 声口中的阻力增大又降低了箱子 空气的顺性 C ，扬声器的谐振峰 受到抑制。因此箱子的f 和声辐 射效率也随之降低了(见曲线4)。 只有声 口S 合适 (也即S 不 大不小 )时才与箱子 V 达到匹 配，箱子的效率和频响才能兼顾。 一 般S 约为纸盆有效 S 的50％～ 70％，这时箱子谐振峰虽稍稍上 翘，但峰谷变浅、低频展宽且响应 均匀，并且输出降低不多，箱子的 效率和保真度也较佳(见曲线5)。 2007年 第 7期 图 l7 倒相箱的驼峰特性 从图中所见，小箱子耦合强， 箱子对纸盆的作用力大，扬声器 的f 峰被阻尼得很深。因此 ，驼峰 距离被压得很开，f．也拉到低端。 在f—R 图上两个R 最大值变得很 高 ，f．与 f，之间的频率也移开了 (见曲线A)，图中的f 峰是声口 遮住时测得的。而大箱子对纸盆 的阻尼较小、耦合变弱，故f．与f， 之间的频率靠得近、驼峰峰值低， 并且峰谷下跌也不是太深 (见曲 线 B)。 这种情形就像收音机的中频 电路一样，普通的中频变压器调 谐到465kHz时只能调出一个单 谐振峰，中频带通仅为3～4kHz。 而特殊的强耦合中周可调出对称 的驼峰特性，例如20世纪60年代 名噪一时的上海牌 l32-TH型四 喇叭 3D特级收音机就使用了驼 F 特 稿 — _二 查垄 峰特性的312-3型中频变压器， 其中频特性曲线如图18所示。该 机的中频带通宽达 6～7kHz，既 有非常高的灵敏度与选择性，又 拉宽了带通范围，保真度要比普 及机高得多。 图 18 具有双谐振峰的中周特性 驼峰特性对箱子的频响及音 质有何影响呢?这也是设计、调 试音箱要明白的。由上得知，驼峰 特性完全受箱子V 所左右。可见 箱子V 变了，其效率n与频响特 性也截然不同。 通常，双峰点频率(也即频点、 点频)的比值约在2～4．5，V 大 的箱子两个R 最大值之间的频率 比值大约等于2，体积小贝0上升到 4．5左右。例如图l7中130L大箱 子f．与f，之间的频率约从 32～ 65Hz，24L小箱子的两个点频约 在2l～94Hz，大、小箱子的两个 点频最大R 的比值则分另0为2和 4．5左右。 粗看起来，小箱子的驼峰距 离被拉得很远 ，f．移到更低端，箱 子的低频响应展宽了。其实不然， 小箱子的峰顶尖锐、峰谷下跌得 很深，并且下限截止频率f．变得 很陡，有效带宽反而变窄了(如图 l7的情况)。当f，上移到 100Hz以 上时，这个凸起的升峰常常使放 音产生一种很响的箱声。 V 大的箱子f．与f1距离虽靠 得较近，看似f．向低湍延伸不大， 但峰谷下陷浅、峰值低，驼峰也比 维普资讯 http://www.cqvip.com _二! 查垄一 ⋯till--F 特 稿 —————————————1●■■■■ 1忖 懒 较平缓。因此，大箱子不仅低频有 效频率较宽，响应变得平坦，也减 小了大振幅时的非线性失真等， 并且不会产生箱声，这也是为什 么大箱子音质好的原因。 4．箱子效率及频响特性同箱 子 V 之间的矛盾 倒相式音箱科学地利用了扬 声器的反相声辐射能量，提高了 箱子的输出功率。但鉴于以上情 况，箱子V 同效率r1及保真度的 关系还很难权衡。另外，先前的倒 相箱都是由箱子上的开口直接释 放反相声波的，为了使箱子与扬声 器很好的耦合，有较高的效率 r1和 均匀的低频响应特性。因此，长期 以来箱子的尺寸一直降不下来，并 且也不得不将声口S 开得很大， 导致这些结果来 自以下方面。 (1)扬声器与箱子的耦合程 度，它对箱子效率r1及下限频率 f 的影响，还取决于扬声器振动 系统的顺性C．．同箱内空气体积的 顺性C 的比值。这一比值的最佳 值为C、，／C =1．41时，在其f—R 图上的两个驼峰 (f．与f，)频率的 比值为3．14：1。这时，箱子的效 率 r1和低频响应好，而且箱子的 V 也较小。如果偏离此比值，驼 峰特性则变坏。 显然，要遵循最佳顺性比值， 除非V。很大时才能满足要求。其 实采用悬边顺性大的扬声器在 C ，／C 较大时，箱子照样满意地 工作。也就是说选用 f 低的扬声 器即便V 很小，仍能给出足够宽 的频响。但悬边顺性 C、，大、灵敏 度高的都是一些 口径在 3 0 0～ 380mm 的扬声器，如若维持以 上原则，箱子的V 往往增大到 200～300L，如此庞大的尺寸对 于家庭放音无疑是不能容忍的， 同时也限制了倒相箱的应用与普 及 。 (2)扬声器也扮演着左右箱 子f 的重要角色，不言而喻，各 类助音箱始终都是围绕着扬声器 的谐振频率 f 、顺性 C 及Q值设 计的。因为在音箱中，当V 或箱 子空气体积的顺性C。一定时，扬 声器f 低的则箱子f 也越低，这 一 情况在下面的 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 及相关公式 中看得很清楚。 根据以上要求，使用f 低的 小口径扬声器也能增加箱子的C。 和 质量 ，依然 可以减小 箱子的 V 。因为低f 的都是一些悬边顺 性大、振动力阻较小的扬声器。并 且这类小 口径扬 声器个头不大、 所占箱子空间小，在V 不大的箱 子里也不会使空气弹性下降。例 如采用 f 在 30～40Hz、口径为 130～165mm的扬声器，箱子的 体积就可降低到 25～40L。但这 又会引起箱子效率r1下降、f 上 移 ，箱子的情况又变得类似于密 闭箱的特性。另外，V 过小时驼 峰距离拉开，f 往往落在箱声听 觉的敏感频段 (f，接近 1 0 0～ 120Hz)，放音中伴有强烈的隆隆 声，要消除这些声染色缺陷也不 容易。 当然，也完全可以加大箱子 的空气体积的顺性C。来降低箱子 的f ，例如增大箱子及声口空气 质量in ，或在箱内施加声阻材料 等办法都可提高箱子C。。因为倒 相箱由箱子空气体积的顺性C。与 声口内空气质量m 构成一个共振 系统，所以当箱内空气体积的顺性 C (含扬声器的C、 )，同声口空气 质量与附着空气介质的质量m 的 阻抗相等时，即1／(2丌f C )= 2丌f 时箱子便会出现谐振。由om 此还可以导出箱子的f ，即 fH= 1／[2丌(2m C ) ]。 上式指出，改变箱子空气体 积的顺性 C。或声口内空气质量 in 都会调谐箱子固有的f 这句 话的意思是增加箱子 V 或声口 s ，箱子的f 就会降低。在音箱 中，箱子的空气质量in 实际上是 指箱子体积V 的大小，因为空气 质量in (也即空气重量)与箱子 体积成正比例关系，即V 大in 也 大。箱子空气体积的顺性C。也是 如此，C 大意味着箱子的V 也 大，当然 C 及 in 与空气的密度 也有些关系，但主要与箱子V 有 关。 增大箱子的V 虽然可以提高 C ，问题是倒相箱强调箱子的C 与声 口空气质量in 的匹配，它要 求箱子的V 与声口S两者有合适。 的比例关系 (一般是V 大的箱子 其声口的空气质量in 也大)。因 此，加大箱子C。必然要同时增加 声口的in ，可这又与确定箱子f 的公式相矛盾，也会发生前面所 及的一些问题。因为在一定V 下 加大声口s ，箱子的f 则会升高， 而减小s 又会引起箱子效率r1和 f 降低等。造成这种后果是加大 声 口S后，声 口的空气质量m 虽。 然按比例增加，却随之减小了箱 内空气的顺性C。，而且箱子的空 气顺性 C。并非按比例增大。此 外，增大声口s 也得相应加大箱 子V ，这时箱子的体积则变得极 为客观，也有悖于倒相箱的设计 初衷。 5．声管的意义 既然增大声口S 或采用低f 小尺寸扬声器都会招来种种矛盾 与问题，很难在不影响箱子效率 r1及下限频率f 的情况下降低箱 维普资讯 http://www.cqvip.com 子的 V ，。对此，人们只得另辟蹊 径，寻找降低箱子体积的新出路。 已经明白改变V 或S 都可以 调谐箱子的共振频率f 后来发 现，声口空气的质量m 与f 的关 系更为紧密，因为f =1／[2丌 (2m C ) 】，故加大声口m 比起 改变声口面积S 对f 的影响要大 得多。另外，声口的m，、起着无源 空纸盆的作用，增加声口m．．等于 加大了空纸盆的有效面积 S． ，所 以箱子的f 就会降低。在设定的 V． 下f 降低了，说明箱子的体积 可缩小。 由于声口内空气质量m 同声 口S有关，更重要的是 取决于o m 声 口体积的大小 (声口体积即声 口s 和声口边沿的厚度或深度)。 很明显，如果不改变箱子V 与声 口S ，而是增加声口边沿的厚度， 就可达到提高声口空气质量m 的 目的。因此，进一步研究用声管代 替声口，箱子的f 也跟着降下来。 图19表明了声管长度L与箱 子V。 之间的关系。它是箱子f 和 声管s 为定值 (即声管直径一 定)，改变声管长度L时箱子V 的 变化情况。图中纵坐标是把声管 的边比 (长方形孔或圆形孔的s，、) 设定为1，从曲线所见，当声管插 入箱内深度 L增加到 L=S，、 时， 箱子的体积V 就可减小一半。 ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ 0 0 5 1 0 1 5 US0’ 图 l9 声管的S。、L与V 的关系 2007年 第 7期 这一举措随之给倒相箱开创 了美好前景，不仅大幅度降低了 箱子的V ，还显著减小了声口s 。 真可谓山重水复疑无路，柳暗花 明又一村。 6．改进的倒相箱 改进的箱子结构如图20所 示。它是将一个直径合适的管子 (也称声管、倒相管、释放管或管 子、套筒等)，从箱子上的开孔插 入箱子内部的。声管是倒相箱的 一 个重要声学构件，用它取代声 口，箱子的情况就不同了。 图 20 采用声管的倒相箱结构 比起声孔 (声口)来，声管内 的空气质量m 要大得多，一个面 积s 不到声口s 一半的声管，其 m 几乎增大 了l0～20倍。原因是 声管的体积、与空气接触面积以 及空气流过声管时产生的摩擦系 数都比声口大得多。而空气在声 孔的接触面积不大 (仅在声孔的 口沿部位)，并且空气在声孔里面 是被突然释放出去的。因此，声 口 的空气质量m 和产生的摩擦力、 声辐射阻抗也就变得很小。 随着声管向箱内伸入，声管 的体积增大，空气在管子内的通 道变长 ，其空气体积、质量m 以 一 F 特 稿 — _二! 垄 及摩擦系数都在增加。其作用相 当于增大了箱子V ，箱子的f 自 然就降下来。此外，采用声管还带 来以下好处。 (1)倒相箱的效率 T1虽然受 声口s 所左右，但使用声管后提 高了声口空气质量m ，故增加其 长度l后声管的s．．或管子直径可 缩小不少。经实践，当声管s 比 纸盆有效面积S 减小到 1／4后仍 符合C、，／C 的比值，这时箱子的 品质因素和效率仍保持不变。当 声管处于最佳深度时纸盆在f 处 的声负载为最大阻抗，箱子的效 率 T1甚至还有所增加，而又不至 于使箱子的f 上升。 (2)声管降低了箱子的f ，但 并没有增大声口S (即管子直 径)，故 C、，／C 仍维持最佳比值。 而在声口箱子中加大声口s ，也 得同时增加箱子体积V ，这时 C 、，／C 比值也就破坏了。 (3)由于在相同s 下声管的 m 值比声口大，因此改变声管长 度l或直径对箱子f 的影响也比 改变声口S 灵敏，就容易修正箱 子的误差使之与扬声器谐振。 通常，声管面积s 约为纸盆 有效面积 S 的 20％～40％，圆形 声管的孔径可在纸盆 口径的 35％～50％倍之间选择。但其长度 l不得大于f 的0．1个波长，并且 声管末端与箱内壁距离也不小于 40～60ram。如受箱子结构、声管 布局及所需in 等要求，声管可以 是方形或矩形，也可以是弯曲的 L形及S形，或是迷宫箱以至用无 源空纸盆代替声管。这时箱子的 特性及 T1还会提高。一只声管不 能满足 S 的可用多只小 口径声 管，可装在箱子任一壁板上(因低 音传播无方向性)。 41 维普资讯 http://www.cqvip.com _二 查垄一 H⋯i--F1．特 稿 —————————————1●■—■I |．吁守 椭 目前 ，对于倒相箱有两种设 计方法 ，一种是适量保留部分 f 峰。由于不完全补偿扬声器的f 峰，箱子的低音虽丰满，但低频响 应变得不太平滑，瞬态响应相对 差些，故大多用于普通放音中，低 频响应如图21(a)所示。因此，至 今多数商品音箱大多奉行此设计 理念，不少厂家都是宁愿将箱子 的f 设计得高一些。这样做低频 分量富余，箱子V。可缩小不少， 但总是没有两者处于谐振时所达 到的声质好。有时单元品质选择 欠准或调试不良时 ，f 凸起仍会 产生很大的声染色失真。另一种 是不保留f 峰。一般是让箱子与 扬声器严格谐振。有些 Hi-Fi放 音或用于节目监听的高档音箱， 还特意将箱子f 设计得比扬声器 的f^稍低些，并在箱内及声管施加 声阻材料抑制驼峰。此 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 箱子 的V 虽大些 ，效率有所降低 ，低 音不过分突出，但频响却很宽阔、 平滑，保真度也很高，如图21(b) 所示。 dB (a) (b) 图 21 两种倒相箱的频响特性 倒相箱都是以最小的V 赢得 高保真与高效率 n的，声管取代 声口使困扰倒相箱的许多问题迎 刃而解，但从高保真与高效率方 面着眼，如果箱子的驼峰峰值过 高，还算不上真正Hi—Fi音箱。因 此，尽量使双谐振峰平坦，也是成 为高传真音箱的一个主要标志。 如果对箱子及声管做到正确的阻 尼，f 与f 两个共振频率则互相 补偿，增加作用在纸盆上的有效 42 空气负荷，便可将双驼峰峰值压 低。 与密闭箱相仿，欲使倒相箱 的低频响应尽量向更低频延伸、 响应平坦，必须适当控制箱子与 扬声器两个声学元件的品质因素。 由于f 与fn是并联谐振，同时阻 尼两个谐振峰的Q值也一定要恰 到好处，并且还必须在不降低箱 子效率和改变箱子音色的基础上。 这里涉及的问题很多，限于篇幅 就不再细说了。 7．倒相式助音箱特点 归纳起来倒相式助音箱大致 有以下一些优点。 (1)箱子的V 小，同样f 的 扬声器，箱子 V 仅为密闭箱的 60％左右，这样倒相箱的V 可比 密闭箱减小 1／3～1／2，这正是倒 相箱最重要的特长。 (2)充分利用 了纸盆的反相 声功率 ，不仅有效地克服了声短 路问题，而且箱子电声效率非常 高 ，设计优良的低频段的灵敏度 (声压)可提高5～6dB，相当于扬 声器的灵敏度或功放的输出功率 增加了2～3倍。也意味着输入较 小的电功率便可以给出很大的声 压，功放就比较经济，这都是小功 率放大器和扬声器所梦寐以求的。 (3)箱子压低了扬声器的f 峰，使放音频带向更低端扩展，其 效率相当于扬声器的低频从f 延 伸到f 处。同样f 的扬声器在倒 相箱中其下限频率 fT要比在无限 大障板上和密闭箱里分别降低至 1／2 与1／3 ，也即fT扩展了30 ％～40％左右。几种音箱的低频 响应如图22(a)所示。 (4)频率响应特性好。箱子 谐振时在f 附近给予纸盆的声负 荷为最大阻抗，故扬声器的 f 峰 要比其他类型音箱里低得多，而 低频段的辐射阻抗却增加了，音 量并没有减小。一般设计和调试 好的音箱可使低频段的平滑度达 到80％以上，这也是倒相箱最了 不起的成就。倒相箱与密闭箱的 低频响应平滑度如图22(b)所示。 dB dB (a) t (b) 图 22 倒相箱与密闭箱的频响特性 (5)另一个闪光点是保真度 高。倒相箱谐振后使扬声器f 附 近的振幅降到最低，纸盆及音圈 的位移最小，这时纸盆折边、支片 等经常工作在支撑系统的线性范 围内，音圈也切割在均匀的线性 磁场区域中，不但避免了扬声器 大振幅所引起的振幅失真，也使 f 附近所产生的谐波与非线性失 真降至最小。因此，大音量时倒相 箱的音质要比密闭箱好得多。 (6)倒相箱极大地遏制了扬 声器的谐振峰并拉宽了低端频率， 就可以采用 f^与灵敏度较高的传 统扬声器作为低频单元来进一步 提高箱子的n。例如将一个f 为 65Hz的普通扬声器装在倒相箱里 其低端有效频率可以做到40Hz。 而其他类型助音箱的低频带宽和 效率则完全由扬声器特性品质与 灵敏度高低所决定，这也是倒相 2007年 第 7期 维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com