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你了解音箱中的物理知识吗?

楼主:物理大师 时间:2020-04-30 04:37:42



一、音箱是什么东西?
同学们都见过音箱,简单地说就是个喇叭箱,可以发出声音。音箱有各式各样的,大的、小的、细长的、短宽的;有的就安在录音机两侧,有的像两个威严的大柱子立在电视机,播放器两边。有的从外表可以看到几个喇叭的圆圆的纸盆,有的外面还要蒙一层尼龙网或金属网。

但是,它们的作用都一样,就是把记录声音的电信号还原成声音重新放出来,用技术术语说这个过程就叫声重放。

二、有喇叭就能响了,还要音箱干什么?就是为了安放喇叭?为了好看?
1.为了使音质更加优美,丰富,动听。

2.声音通过音箱放大后不能失真,也就是说有高度保真的性能。比如说,一首优美的乐曲是有许多乐器共同演奏的,小提琴、双簧管、黑管、长笛小号、巴松、贝司和打击乐彼此配合抑扬顿挫,如果低音被放大了一千倍,高音只放大了 20 倍,只听到咚咚的鼓响,却听不到小提琴的声音,乐曲跟原来不是一个味儿,这就是失真。

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三、音箱的发声原理。
1.喇叭怎么会发出声音?

由收录机转过来的音频电信号通过喇叭的音圈使纸盆随之振动产生与电信号相同频率的声音(声重放)。

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2.为什么声音听起来有高有低?

声音的高低由声波的振动次数来决定的,每秒钟振动的次数用赫兹来表示,每秒振动几次就是几赫兹。声音越粗、越低,赫兹数越少。声音越高、越尖,赫兹数越大。男低音大约 80、90 赫兹,女高音,小娃娃可以达到 1100 赫兹。而人耳可以听到的频率范围是 20~20000 赫兹。

3.音箱主要有三个作用:

(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。这就像小提琴,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,大鼓粗壮低沉的声音是和它粗壮的共鸣箱有很大关系的。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。

(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。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,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。

(3)对声音进行适当处理减少失真,改善音质。

四、音箱的结构。
1.外壳,箱体

有封闭式和倒相式两种。封闭式结构简单,低音性能好,但箱体较大,倒相式技术难度大,搞不好保真性能要受影响。但在相同性能条件下,体积较小,只有封闭式的 3/5。

2.喇叭

至少要有一个高音喇叭、一个低音喇叭。

3.分频器:

分频器是一个电子线路元件。它的作用是把音频电流按高频和低频分开。高频电流送给高频喇叭,低频电流送给低频喇叭。使它们都能得到均匀放大。同时,防止较大功率的低频电流通过高音喇叭而造成损坏。

频率分界线一般在 2500~3500 赫兹。

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4.吸音材料

不同的填充方法可以达到不同的效果。

五、制作音箱的材料
1.木板、石板、水泥、玻璃钢、金属板都可以

但木板的效果最好。松木和各种硬杂木都可以,但是,木材和创花板容易变形,高密度板不容易加工,所以中密度板是首选材料。

2.板的厚度

越厚越好,但太厚了也不必要,浪费材料。最好依功率而定。

3.喇叭的大小

按照功率大小和频率高低的需要来选定。

4.吸音材料

可以用玻璃棉、岩棉、海绵、晴纶棉、膨松棉、泡沫塑料等。

作用:为了改变音色。

厚度要求:10~30 毫米。

六、音箱的组装
1.根据频响要求和喇叭大小计算出箱体的容积,设定长、宽、高。

2.切割材料,切割和打孔都要力求精密准确。

3.用胶粘接或用榫接合,制成箱体。要求端正,结合严密,哪怕有 0.01 毫米的缝隙都会损害音质。

4.安装喇叭,分频器,接线盒。

5.盖上网罩。

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