常見音箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選用

1、常見音箱構(gòu)造設(shè)計(jì)及選用1音箱設(shè)計(jì)流程產(chǎn)品規(guī)劃與造型設(shè)計(jì)：確認(rèn)音箱用途、定位、使用場景與方式、外形大小等聲學(xué)設(shè)計(jì)：音箱總體方案設(shè)計(jì)、揚(yáng)聲器選型、音質(zhì)效果評估一一構(gòu)造設(shè)計(jì)： 音箱的箱體設(shè)計(jì)、揚(yáng)聲器構(gòu)造設(shè)計(jì)一一開模具一一樣機(jī)：音箱性能測試與評價、 音箱性能優(yōu)化與改良一一音箱系統(tǒng)音質(zhì)調(diào)試2、音箱的分類及簡要特性音箱又稱揚(yáng)聲器系統(tǒng)，是將揚(yáng)聲器裝到專門設(shè)計(jì)的箱體內(nèi)，并用分頻網(wǎng)絡(luò)把輸入信號分頻以后分別送給相應(yīng)的揚(yáng)聲器的一種系統(tǒng)。因此，音箱由揚(yáng)聲器、分頻網(wǎng)絡(luò)、揚(yáng)聲器箱共同組成。音箱按伴音模式分為：單聲道、立體聲2.（系統(tǒng)、2.1聲道系統(tǒng)、3.0/3.1聲 道系統(tǒng)、家庭影院5.1、7.1等環(huán)繞聲系統(tǒng);按產(chǎn)品形態(tài)

2、可以分為：有源音箱、無源音箱;按用途分為：書架式、落地式、監(jiān)聽式、電影立體聲、大功率擴(kuò)聲、有線播 送、防水、迷你型、返送式、帶角架型、對講型、拐角式、球型無指向式、高音 半固定式、調(diào)相式等音箱。按揚(yáng)聲器箱分為：封閉箱：固定式、書架式；倒相式：倒相管式、阻尼倒相式、分布倒相式、R-J式、卡魯遜式、曲徑式、 后加載號筒式、折疊號筒式、空紙盆式號筒障板式、前加載號筒式利用反射的揚(yáng)聲器箱：角隅式、L式指向性的揚(yáng)聲器箱：無指向性障板、球形箱、聲柱；最為普及的是圭寸閉式聲箱和倒相式聲箱。圭寸閉式聲箱是為了到達(dá)隔離揚(yáng)聲器 后面聲波的目的，而將揚(yáng)聲器的后面完全圭寸閉起來的聲箱； 倒相式聲箱是將揚(yáng)聲 器后面所發(fā)

3、聲波加以充分利用的一種聲箱。揚(yáng)聲器中使用最廣泛的是電動式紙盆揚(yáng)聲器， 由于其振膜面積可以做得比較 大，能夠得到比較大的振幅，所以具有低聲頻重放下限頻率低的特點(diǎn)，同時構(gòu)造簡單、本錢低，多年以來都是揚(yáng)聲器生產(chǎn)中的主流。3、音箱設(shè)計(jì)的總體技術(shù)要求倒相箱3.1音箱發(fā)聲的指向性聲波在傳播中會產(chǎn)生反射，繞射和干預(yù)等現(xiàn)象，并具有一定的傳播規(guī)律。揚(yáng) 聲器輻射聲波的波長隨頻率的增加而變短。當(dāng)聲波的波長與揚(yáng)聲器的幾何尺寸可 比較時，由于聲波的繞射特性及干預(yù)特性，揚(yáng)聲器輻射的聲波將出現(xiàn)明顯的指向 性。揚(yáng)聲器的指向性是表征揚(yáng)聲器在不同方向上輻射聲波的能力，且與頻率有關(guān)，高頻聲音具有較強(qiáng)的指向性，低頻聲指向性相對較弱。

4、超重低音、重低音音箱，揚(yáng)聲器的發(fā)聲方向無限制，音箱可以放置于聽音區(qū) 的任何位置。全頻、中高頻、高頻音箱，揚(yáng)聲器的發(fā)聲方向盡量正對聽音位置。假設(shè)因構(gòu)造、外觀形態(tài)等限制，無法正對聽音者位置，需要設(shè)計(jì)聲音反射裝置，以減小指 向性帶來的聲音衰減。揚(yáng)聲器發(fā)聲方向與聽音者方向不大于90°,可采用以下聲波反射裝置。盡量防止揚(yáng)聲器發(fā)聲與聽音者方向超過90°3.2揚(yáng)聲器的選用揚(yáng)聲器的選型及與音箱箱體的配合，直接決定了音箱系統(tǒng)的音質(zhì)狀況從揚(yáng)聲器的發(fā)聲口形狀上選擇：圓形口徑的揚(yáng)聲器性能最優(yōu)、其次是跑道型 和橢圓形口徑的揚(yáng)聲器，盡量防止使用長條形、超窄的揚(yáng)聲器。揚(yáng)聲器的大小，依據(jù)箱體的大小、箱體凈

5、容積進(jìn)展選擇，需要按音箱的設(shè)計(jì) 原那么，選擇適當(dāng)?shù)膿P(yáng)聲器T/S參數(shù)、電聲參數(shù)。揚(yáng)聲器磁體選擇：外磁鐵氧體磁體性價比高，但占用體積大，會減小音 箱箱體內(nèi)的有效容積；內(nèi)磁稀土磁體本錢較高，但占用體積小，箱體內(nèi)部可 用容積較大，磁體性能較高。紙盆的選擇：紙盆形狀常采用直線型紙盆和指數(shù)型紙盆。 直線型紙盆工藝簡 單、高頻性能相對較差；指數(shù)型紙盆高頻性能較好。特殊情況下可采用雙紙盆設(shè) 計(jì)。紙盆的材料主要有天然纖維植物纖維、動物纖維、人造纖維化學(xué)纖維、 合成纖維和無機(jī)纖維、塑料如 PP盆、金屬如鋁等，可根據(jù)對音色、本 錢的要求選擇。3.3音箱箱體的設(shè)計(jì)箱體大小需要將揚(yáng)聲器的參數(shù)、箱體內(nèi)的凈容積相結(jié)合，兩者

6、到達(dá)最正確匹 配才能將低頻聲音做到最好。箱體材質(zhì)一般以木質(zhì)、塑料為主，材質(zhì)厚度依據(jù)箱體振動情況和內(nèi)部產(chǎn)生諧 振的情況來確定。在條件允許情況下，盡量使用加厚箱體壁厚，并在箱體內(nèi)壁適 當(dāng)增加加強(qiáng)筋，以減小箱體振動，抑制箱體內(nèi)部的聲波諧振。箱體的密封箱要好，不得出現(xiàn)漏氣等現(xiàn)象，以免產(chǎn)生風(fēng)燥和對低頻性能的影響。倒相箱中的倒相管設(shè)計(jì)對音箱的低頻截止頻率起著決定性作用。倒相管設(shè)計(jì)位置、形狀需要保證箱體內(nèi)部氣流的順暢性， 以減小低頻失真及產(chǎn)生風(fēng)噪聲。倒 相管的長度和截面積大小依據(jù)箱體容積大小、揚(yáng)聲器的相關(guān)參數(shù)進(jìn)展設(shè)計(jì)和調(diào) 賬，并保證音箱阻抗曲線盡量接近雙峰特性，如下列圖所示。倒相式音箱阻抗曲線空紙盆音箱是倒

7、相音箱的變形，又稱無輻射源式音箱。它是利用空紙盆代替 倒相管所構(gòu)成的。適當(dāng)加以控制可使空紙盆振動所產(chǎn)生的輻射聲與揚(yáng)聲器前向輻 射聲同相，從而改善了音箱的低頻特性，提高了低頻頻響?？?紙盆倒相箱更適合用到容積相對較小的箱體中。下列圖為倒相箱的兩種方式。3.4箱體內(nèi)部氣流及防止諧振設(shè)計(jì)箱體內(nèi)部構(gòu)造設(shè)計(jì)需要保證箱體內(nèi)部氣流順暢。盡量防止內(nèi)部異形構(gòu)造設(shè) 計(jì)，阻擋氣流從揚(yáng)聲器背部往箱體內(nèi)部空間擴(kuò)散，以及向倒相孔流動的順暢性; 倒相孔兩端截面設(shè)計(jì)為漸變形狀，以防止開口處產(chǎn)生“噗噗氣流風(fēng)噪聲。為防止聲波在箱體內(nèi)部產(chǎn)生諧振，箱體殼需要足夠的強(qiáng)度，內(nèi)部適當(dāng)增加加 強(qiáng)筋，并加強(qiáng)前后蓋之間的連接。箱體內(nèi)適當(dāng)增加吸音

8、材料，并緊靠箱體內(nèi)壁安 裝。3.5出聲設(shè)計(jì)盡量防止外部構(gòu)造擋住出聲位置包括倒相孔的出聲位置，最好的方式是 揚(yáng)聲器直接外露。其次是米用出聲率較高的蒙布、 鋼網(wǎng)等材料；再次是大孔方式 塑料板；盡量防止采用小孔出聲板。揚(yáng)聲器出聲區(qū)域不得形成一個封閉的空腔，容易產(chǎn)生“前室效應(yīng)影響音質(zhì)封閉空腔，產(chǎn)生"前室效應(yīng)"3.6音箱的減振設(shè)計(jì)如：在音箱與其他構(gòu)造件固定于連接的位置采用橡膠減震墊橡膠減震墊音箱工作時，揚(yáng)聲器的振動會傳遞到音箱的每個部位， 容易在不同的位置產(chǎn) 品共振，出現(xiàn)雜音，因此需要適當(dāng)?shù)臏p震設(shè)計(jì)?？占埮枰粝錈o輻射源式音箱的空紙盆，采用雙空紙盆對稱設(shè)計(jì)，以抵消 其帶來的振動。、 空

9、紙盆3.7揚(yáng)聲器的散熱設(shè)計(jì)音箱中的揚(yáng)聲器是一個換能器件，是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能揚(yáng)聲器振動 再轉(zhuǎn)換為聲能聲波輻射的器件。揚(yáng)聲器將電能轉(zhuǎn)換為聲能的效率較低，其余 能量轉(zhuǎn)換為熱能。因此揚(yáng)聲器的散熱非常重要，尤其在空間較小的小型音箱內(nèi)部, 直接影響音箱的可靠性。揚(yáng)聲器主要發(fā)熱器件是音圈，他的熱量通過導(dǎo)磁板、T鐵/U鐵傳遞到磁路和3.8防漏磁設(shè)計(jì)音箱使用的電動式揚(yáng)聲器，其磁路采用永磁體，存在漏磁的情況。在對漏磁 敏感的使用環(huán)境下，需要對揚(yáng)聲器磁路采用防漏磁設(shè)計(jì)。14 / 14最初的雙厳體硯路雙厳體磁路1一導(dǎo)出板桂f 2-a上板是原來外譽(yù)式趙路3雜怵1占一導(dǎo)毬瑕4音箱構(gòu)造設(shè)計(jì)方案根據(jù)產(chǎn)品構(gòu)造形式和產(chǎn)品需求，

10、音箱設(shè)計(jì)為單聲道方式；根據(jù)出聲方向分為 三種構(gòu)造形式：上出聲構(gòu)造、前出聲構(gòu)造、下出聲構(gòu)造，三種方式的構(gòu)造設(shè)計(jì)要 求和建議參照下述方案說明。本產(chǎn)品帶麥克風(fēng)，空紙盆方式的設(shè)計(jì)相對振動較大，因此不建議使用空紙盆 倒相箱方式。4.1音箱上出聲方式該構(gòu)造方式采用圓形較大口徑的全頻揚(yáng)聲器朝上出聲、 圓形球頂高音往前出 聲，導(dǎo)向孔設(shè)計(jì)往后出聲。音箱內(nèi)部安裝示意圖：蒙布設(shè)計(jì)說明:圓形大口徑揚(yáng)聲器為全頻揚(yáng)聲器，其出聲方向向上，中低音指向性相對較弱， 能夠較好的到達(dá)前方聽者的耳朵里；高音指向性較強(qiáng)，前方衰減比較厲害；球頂高音成發(fā)散狀，能夠很好的擴(kuò)展其高頻到達(dá)區(qū)域， 往前方出聲，能夠很 好彌補(bǔ)全頻揚(yáng)聲器衰減的局部高

11、頻；倒相管往后出聲，其發(fā)出的低頻聲根本無指向性，可以較好的到達(dá)聽者的耳 朵里；上方出聲區(qū)域采用透聲率較高的蒙布或鋼網(wǎng)， 以減少對聲音的衰減；整改頂 面都作為出生區(qū)域，防止出現(xiàn)“前室效應(yīng)"；高音出聲區(qū)域采用蒙布或鋼網(wǎng)，以減少對高頻的衰減；整改箱體必須密閉；根據(jù)調(diào)音情況，內(nèi)部適當(dāng)增加吸音棉；4.2音箱前出聲方式該構(gòu)造方式采用全頻揚(yáng)聲器+球頂高音方式，所有出聲方向均正對聽音者導(dǎo)向孔設(shè)計(jì)往下出聲或往后出聲。音箱內(nèi)部安裝示意圖:S.、-.、-冋曰曰揚(yáng)聲器全頻揚(yáng)聲器蒙布/鋼網(wǎng)出聲區(qū)喇叭口出聲構(gòu)造倒相管設(shè)計(jì)說明:圓形大口徑揚(yáng)聲器為全頻揚(yáng)聲器，其出聲方向向前，前出聲方式對聲音各頻 段衰減均較小，能夠

12、較好的到達(dá)前方聽者的耳朵里；球頂高音成發(fā)散狀，能夠很好的擴(kuò)展其高頻到達(dá)區(qū)域， 往前方出聲，能夠很 好彌補(bǔ)全頻揚(yáng)聲器衰減的局部高頻；前出聲口呈喇叭狀構(gòu)造，能夠很好的擴(kuò)展各頻段的指向性；倒相管往后出聲，其發(fā)出的低頻聲根本無指向性，可以較好的到達(dá)聽者的耳 朵里；前出聲區(qū)域采用蒙布或鋼網(wǎng)，以減少對聲音的衰減;整改箱體必須密閉；根據(jù)調(diào)音情況，內(nèi)部適當(dāng)增加吸音棉；4.3音箱下出聲方式該構(gòu)造方式米用圓形較大口徑的全頻揚(yáng)聲器朝下出聲、圓形球頂高音往前出聲，導(dǎo)向孔設(shè)計(jì)往后出聲；下方揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音經(jīng)反射機(jī)構(gòu)將聲音往四周反射， 到達(dá)四周出聲的目的。音箱內(nèi)部安裝示意圖:冋曰曰揚(yáng)聲器全頻揚(yáng)聲器蒙布/鋼網(wǎng)出聲區(qū)倒相管聲

13、音反射 出聲構(gòu)造設(shè)計(jì)說明:圓形大口徑揚(yáng)聲器為全頻揚(yáng)聲器，其出聲方向向下，通過反射構(gòu)造將聲音向 四周反射，到達(dá)全指向性音箱的目的上方出聲區(qū)域采用透聲率較高的蒙布或鋼網(wǎng)， 以減少對聲音的衰減；整改頂 面都作為出生區(qū)域，防止出現(xiàn)“前室效應(yīng)"；倒相管往后出聲，其發(fā)出的低頻聲根本無指向性，可以較好的到達(dá)聽者的耳 朵里；音箱出聲區(qū)域采用蒙布或鋼網(wǎng)，以減少對高頻的衰減；整改箱體必須密閉；根據(jù)調(diào)音情況，內(nèi)部適當(dāng)增加吸音棉；三、散熱設(shè)計(jì)整個產(chǎn)品圓柱體設(shè)計(jì)，產(chǎn)品采用模塊化分散發(fā)熱單元如下列圖產(chǎn)品堆疊簡 圖，主要發(fā)熱單元增加散熱孔，提高熱對流；如果局部模塊發(fā)熱過高可以采用 增加芯片貼裝散熱片或者導(dǎo)熱硅膠、散熱板組合方式散熱。產(chǎn)品構(gòu)造堆疊簡易圖示:1拾音模塊、按鍵電路各種天呼吸燈2WIFI及其他子板模塊線，連接3音箱聲學(xué)組件線4主控板、功放電路注：序號1到序號4為自上往下，天線根據(jù)設(shè)計(jì)方案和匹配情況堆疊，呼吸燈