音箱振动及其对音箱音质的影响

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所属分类:音箱设计
摘要

“在几只扬声器共用一块障板(音箱面板)时,振动必然从一个扬声器耦合到另一个扬声器。这种持续就是一个频率范围对另一个频率范围潜在的调制。从主观听音来看,这种振动会影响放音的清晰度,使瞬态响应模糊,重放的动态范围也受到影响。当高音单元受到中、低音单元影响时,高音听起来会非常粗糙。”

音箱是整个音响系统流程中最后一个、也是最重要的一个组成。一个好的音箱,除了要有一个好的扬声器单元和匹配良好的分频器外,音箱箱体的结构和工艺有着极其重要的影响和作用。扬声器单元的特性对音箱的放音效果具有决定性作用,不少文章都说过,单元对音质的影响占70%,箱体占30%。这是一个大家普遍接受的理念,而且是按照这个理念去“抓大放小”,对扬声器单元和分频器做了大量富有成效的工作。而在音箱箱体方面的研究相对少些。

音箱振动及其对音箱音质的影响

现在音箱的一些技术指标(如失真度等)测试方法,是在小功率条件下测试的。而在实际的使用条件下,音箱是在中等功率或更大的功率下工作的。在这个工作条件下,扬声器单元的振动和音箱箱体的振动比标准测试条件下的振动要大得多。在小功率工作时不是很严重的问题,就会变得非常严重了。所以,一些音箱虽然标注的指标很好,那也只是在特定测试条件下的结果,并没有考虑到单元在大功率条件下的严重影响,也根本没有考虑箱体的振动(特别是箱体的共振)对这些指标的影响。这就出现一些音箱的技术指标很好,但是实际的听音感觉并不好的现象。

所以,要提高音箱的质量,就有必要很好地研究音箱在正常工作条件下可能出现的振动(或共振)对音箱技术指标和主观听感的影响。音箱振动,主要是指共振。实际的测试表明,一般非共振条件下发生的振动都是很小的,不会对系统造成明显的影响。造成音箱发生共振最重要的激励力有两个,一个是扬声器单元工作的时候发生的电磁力和单元重力的合力,它通过盆架激发前障板发生振动;另一个是音箱内积聚的声波压力,它直接激励音箱的所有障板发生振动。

箱体内积聚的声波,较容易被人们忽略,而实际却是一个严重的问题。计算和实际测试表明,一个吸声性能不好的箱体内,声波积聚后的声压会高出扬声器单元的声压很多,例如高出25 dB。这样强大的声压,音箱的箱体板的面积又较大,产生的激励力就很大,足以激发箱体板发生严重共振。而且这个振动还会通过和它相邻的障板,把振动传递到其他障板。特别要提出的是,箱体内积聚的声波,不但会影响扬声器单元振膜的前后压力平衡,改变振膜的共振状态,而且还会直接辐射到扬声器单元的振膜,干扰扬声器单元振膜的运动。所以,尽可能减少声波在箱体内的积聚也是一个重要的工作。

俞锦元先生在他的《扬声器设计与制作》一书中指出:“在几只扬声器共用一块障板(音箱面板)时,振动必然从一个扬声器耦合到另一个扬声器。这种持续就是一个频率范围对另一个频率范围潜在的调制。从主观听音来看,这种振动会影响放音的清晰度,使瞬态响应模糊,重放的动态范围也受到影响。当高音单元受到中、低音单元影响时,高音听起来会非常粗糙。”这是振动对音箱影响的一个较全面的论述,也指出了解决问题的一条技术途径。

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