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不要只关注单元 箱体其实也大有学问

作者:ope体育-opebet官网-opebet网址    发布时间:2020-05-15 14:14:29    来源:ope体育-opebet官网-opebet网址    浏览:178

  初次接触有源音箱的朋友一般都对音箱所使用的单元比较感兴趣,使用了什么样的高音单元、什么样的中低音单元都特别在意。没错,单元对音箱声音的影响的确很大,但它不是决定音箱声音的全部因素。而通常被视为音箱颜值担当的箱体,实际上所起的作用并不是像你想象的那么简单——一个放置单元的壳子,好看与否对于箱体来说是属于第二位考虑因素,实现声学优化才是它的主要职责。下面我们就谈谈箱体设计的几个方面对有源音箱声音的影响。

  首先我们来看箱体的材料。很多入门用户估计都有被人安利木质箱体音箱的经历,但你要是问原因,他们倒未必能回答上来,很有可能会说市面上大多数音箱都是木质材料。这当然是个事实,但并没有说道问题的本质,而且对于“木质”的理解也可能会有一些偏差。所谓的木质音箱,绝大多数并不是你想象中的纯实木箱体,因为就实木来说,能够天然满足制造箱体所要求的密度均匀性等特性的木材极为罕见,实木箱体的音箱也有,但价格也是非常感人,因此作为箱体装饰的少量实木是可以用的,全实木基本现在已经很少采用了。

  现在的木质音箱箱体材料基本都是MDF板,也就是中密度纤维板,简称中纤板。中纤板是以木质纤维或其他植物纤维为原料,经打碎、纤维分离、干燥后施加脲醛树脂或其他适用的胶粘剂,再经热压后制成的一种人造板材。其密度一般在500-880公斤/立方米,厚度一般为5-30毫米。

  MDF板刚性好、密度大,有着很好的声学特性。我们知道,像木吉他这样的拥有木质箱体的乐器,要求箱体必须能够增强弦的振动,以形成更大的共鸣;而音箱箱体却与此正好相反,要求箱体不能随着单元的振动而振动,以免产生失真的腔体共鸣。MDF板正是由于能够满足音箱制作的这一声学需求,且生产成本低、易加工,因此成为音箱箱体制作的首选材料。而且MDF板表面平整,易于上各种贴面,所以我们看到音箱上那些木纹基本都是贴上去的,一是好看,二是增强MDF板的防潮性。

  既然采用木质箱体的音箱这么多,那是不是说木质箱体就能带来更好的声音?这也未必。MDF固然有其优点,但成本低、易加工同样也是厂商追求的重要方面,甚至在这两方面的考虑占到了绝大数。实际上,除了木质材料,音箱箱体还有不少其他材料可供选择,而且声学表现并不亚于木质材料,甚至可以在某些方面超越木质材料。

  玻璃、石材、水泥这样的奇葩箱体材料我们就不说了,毕竟这些无法量产。塑料材质的音箱一般都是比较低端的产品才会采用,我们还是重点说一下“铝”这种箱体材料吧,当然,这里的铝指的是合金。作为一种金属材质,铝的刚性比MDF要更大,厚度为4mm时,铝材就能够比MDF更加坚硬。因此,铝质箱体的箱壁就能够做到更薄,箱体内的容积也能做到更大。这意味着同样近似大小的箱体,铝质音箱相比MDF音箱能够具有更高的声压输出和更深的低频下潜。

  铝质音箱一般采用注模成型技术,好处是箱体形状的每一个细节都能被精密控制和优化,带来良好的机械性能和声学性能;同时,铝制箱体具有良好的电磁屏蔽能力和散热能力,这些都要优于MDF板的箱体。至于缺点,恐怕就是生产成本比较高了,开模的花销要远高于MDF板的音箱。我们常见的铝质音箱里面,真力大概是最具代表性的品牌。早在1996年推出的1029,到2004年推出的8000系列,再到现在的G系列和8300系列,都用的铝质箱体。而铝质音箱小体积大能量的优点,在听过真力那些小巧的铝箱后,也会得到最直观的感受。

  现在各行业都在追求环保,而在箱体材料的应用上,环保却一直没什么突破,不过,真力在这方面又迈出了探索的一步,铝之后又有了NCE天然合成材料。这个NCE是个什么材料呢?它采用50%的木纤维+50%的聚酯材料复合而成,这是真力的专利技术。制造NCE材料的初衷就是能够充分利用造纸所剩的木纤维,结合另一种材料,将其变废为宝,合成一种既具有像铝质箱体那样的刚性,又具有木质箱体的轻盈的新材料。虽然想法很不错,但实现起来却并不是那么简单,历经10年的艰苦研发,NCE材料才最终面世。

  NCE材料充分体现了植根于北欧文化中绿色环保、可持续发展的理念,这种材料不含漆料和胶质,可完全降解。它还可以像铝质材料一样进行注模成型,因此箱体形状的每一个细节也都能像铝质音箱那样被精密控制和优化。同时由于木质材料的加入,在声音上又具有木质音箱的某些音色特性,而且在整体重量上,NCE材质的音箱也成功轻量化。从制造成本上讲,NCE也比铝质音箱有所降低。目前NCE材料仅应用于真力的M系列音箱。

  讲完箱体的材料,我们再来谈一下音箱箱体的形状。姑且不谈那些形状不规则的箱体,就说说我们常见的书架箱的形状。我们平时接触最多的箱体外形大概就是“方盒子”的造型了,这可以说是所有音箱外形设计的原型,其他设计基本都是从这里衍生而来。

  “方盒子”设计的好处是简单大方,装配方便,传统音箱大多采用这个造型。但其缺点也是比较明显的,因为箱体的边缘棱角会引起声波衍射,造成声染色,同时声音结像的精准度也会受到影响。人们发现这个问题之后,对其进行了一定的修正,就是把音箱尖锐的边角切掉,但这样的修正作用有限,只能略微缓解,并不能明显作出改善。

  既然方的不行,那就考虑另辟蹊径。木质音箱不能削成圆的,但金属材质的音箱可以注模成型,你想把它设计成什么形状都可以。于是我们便看到一些圆乎乎的箱体形状被设计了出来。没错,说到圆乎乎的外形,人们就会想到真力,因为它实在是太具代表性了。但其实真力并不是一开始就是这个样子,早期的MDF板音箱其实也是方盒子造型,到1984年发布1022A音箱时才开始采用玻璃纤维来制弧型表面,以圆滑的箱体边缘来减小衍射。目前像M系列、8000系列这种更加“圆乎乎”的箱体设计是后来的产物。

  这种圆乎乎的箱体,真力称之为“MDE最低衍射箱体”(MinimumDiractionEnclosure)。自从真力推出这种箱体造型后,模仿这种造型的其他产品也不在少数,可见圆滑的箱体外形还是很受厂商认可的。虽然对于这样的外形并不是人人都喜欢,但单从声学表现上来说,像“MDE最低衍射箱体”这样的造型相对于方盒子箱体造型,优势还是非常明显的。这样的造型经过精密的声学计算和仿真,而像铝材和NCE这样的材料又能够注模成型,可以精确地按照计算结果制作出模具,箱体形状的每一个细节都能够被精密的控制和优化,从而最大程度地降低衍射,保证声音的真实还原。也因此,我们现在在市面上能看到的纯方盒子造型的音箱也越来越少。

  音箱箱体上还有一个我们可能不曾留意的细节就是倒相孔(全封闭式箱体没有倒相孔)。这个孔有时候可能是一个圆洞,有时候也可能是一条长缝,但作用都是一样的。扬声器工作时,会前后驱动空气发出两组声波,这两组声波的相位正好相反,这时在音箱内部装一根导声管,能将扬声器向后发出的声音相位翻转导出,再与扬声器向前发出的声波相互叠加,实现更大的声压。

  音箱的最低频率的声音通过倒相孔开口辐射到听音位置,所有其他频率的声音由音箱单元辐射。当频率很低、声压级很高时,大量的气流会通过箱体上的导管开口反复进出。因此,倒相孔的设计的关键在于让空气在体量大、速度高时能够无阻碍地高效效进出,同时倒相管内、管口不产生可闻的湍流噪声。如果倒相孔的空气流动被阻碍,那么立即会产生可闻的低频失真,以及低频缺失。

  我们看到有的倒相孔被设置到音箱背面,例如线和G系列;有的在音箱正面,例如线XX系列;有的在底部,例如真力的M系列音箱;还有的则是特殊形状,例如线系列低音音箱,采用层流式螺旋箱体设计,整个箱体的肚子是一个螺旋形、处处曲率不同的狭长倒相管。然而倒相孔开在音箱的什么位置并不重要,因为相对于倒相孔所辐射的极低频率声波的波长,音箱的尺寸已经可以忽略不计。例如50Hz的波长已经长达6.8米,而一般箱体的厚度可能不会超过60厘米,所以低频声波可以完全绕射,同时箱体尺寸带来的相位差已小至人耳不可闻的程度。

  虽说倒相孔的位置不重要,但音箱毕竟除了声音之外还得讲设计美感,不是随便在箱体上挖个孔就行了,巧妙的设计往往能为一款产品锦上添花。我们还是以真力M系列为例,这个系列的音箱采用的是下开口式倒相孔设计,但设计师却别出心裁,倒相管在箱体注模制造时一体成型,倒相管恰好形成了音箱的两条小短腿。这个设计完全解放了箱体前面板的空间,使得音箱前面板形成连续的声学表面,同时具有特定的弧度和形状,音箱在轴上和离轴都具有良好的频率响应,即甜点得到扩展,偏离甜点时,音色也不会发生严重的畸变。可见,好的音箱设计应该不仅要好听,还要好看。

  关于有源音箱的箱体,我们本次就谈这么多。这种存在感远不如扬声单元那么耀眼的部件可以说是幕后功勋,一个好的箱体是保证音箱能够发出好声音的重要因素,它与扬声单元一起构成了音箱声音的整体,二者缺一不可。