有源音箱的设计与制作论文

摘要

此次工程实训我们的课题是设计一个“有源音箱”。有源音箱主要由电源模块、前级放大和音量调节模块、功率放大模块、分频器、扬声器以及音响箱体组成。电源模块则为功放和前级模块提供电能，前级放大器主要负责信号的电压放大、音量控制、多路音源的切换、音调调整以及阻抗匹配等功能，而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。分频器的作用是将中低频与高频分开后分别送入中低音扬声器和高音扬声器。扬声器又称“喇叭”，是一种电声换能器件，重放声音使声音更响。音箱箱体最原始的作用是保护扬声器不受到外力的破坏，主要作用是辅助喇叭将声音还原使音质更好。

关键词：有源音箱；扬声器；功率放大器；集成功放；

目录

摘要1

一、概述 (3)

二、有源音箱的理论分析 (6)

三、有源音箱的设计与制作...........................................................................................................................

四、测试总结................................................................................................................ 错误!未定义书签。参考文献

致谢 (33)

附录34

一、概述

（一）音响的发展现状

电视、冰箱、空调、楼房……无数人们曾经梦寐以求的东西，如今渐渐地成为了人们的精神生活和物质生活的必需品。家用电器很早以前还是咱老百姓生活的奢侈品，如今纷纷披上了“必备”的外衣。但是在众多家电产品中有一类产品始终站在消费类产品的行列中纹丝不动。不论贵贱，百姓对于它的认识更多的是定义为提高生活品位的“奢侈品”，它就是音响。音乐对于人们来说就是建立在物质满足基础上的精神享受，因此音响天生也就只是为那些希望提高生活品位，丰富生活内容的人们所制造的。

音响的种类极其繁杂，按大小分从最小巧的随身听设备，到功率数百瓦上千瓦的专业发烧音响设备；按照类型分又可以分为一体式音响以及功放、音响分开式的组合音响；按照功放、音箱的类型可以分为晶体管功放、电子管功放，音箱又可以根据发音单元分为锥盆单元、平板单元、球顶单元、带式单元等类型，根据箱体声学结构又可以分为密闭箱、倒相箱、无源辐射器音箱、传输线音箱……

市场上较好的音箱品牌有惠威、山水SANAUI、博士Bose、JBL、飞利浦、杰伟世、先锋、天龙、爱浪、雅马哈等。

（二）音箱的认识

音箱又称扬声器箱，它是把工作在不同频段的扬声器置于专门设计的箱体内，经分频器把功率放大器的输出信号，分成高频、中频、低频信号后，分别送往各相应的扬声器进行重放的系统。音箱的种类很多，功能范围各异，分类方法也各不相同，常用的分类方法如下:

按用途分:落地式音箱、有源音箱、环绕音箱、书架式音箱。按工作频率分:超低音音箱、多分频音箱、2分频音箱、3分频音箱。按内部结构分:密封式音箱、倒相式音箱、空纸盆式音箱、对称驱动式音箱、迷宫式音箱、哑铃式音箱。

①密封式音箱结构如图 (a)所示。它是由箱体、扬声器、吸音材料构成。音箱后面是密封的，前面留有扬声器口，它将扬声器安装在一个完全封羽的箱体中，箱体的声音基本上被封罚，把扬声器前、后的声波给隔开。

特点：具有较好的低频响应、重放低音深沉，又由于音箱是全封闭(除扬声器外)，故防止了声短路现象。但该种音箱内的空气有阻尼作用，影响了音箱的共振频率和品质因数。又由于音箱内的吸音材料，消耗掉部分声能，所以密封式音的灵敏度较低。

②倒相式音箱结构结构与封闭式音箱基本相同，只是在音箱的面板上开了一个倒相孔，在箱内安装有倒相管，倒相孔的作用是把扬声器辐射出的声波经倒相管绕，与扬声器前面的声波叠加，达到改善频率特性使低频更加丰富，能使低频段的灵敏度提高5dB。倒相式音箱的结构如图 (b)所示。

特点: 具有灵敏度高、性能稳定的优点。同时还能利用箱体和管道的共振作用，扩展低频，使低频效果增强，改善低频下限的振幅失真。该音箱的不足之处是瞬时特性不如密封式音箱。

③空纸盆式音箱结构空纸盆式音箱是在倒相式音箱的基础上发展而成的音箱。音箱内安装有一个扬声器和一个空纸盆，空纸盆安装在倒相式音箱倒相孔的位置上。

特点：与倒相式音箱基本相同，由于空纸盆的作用，使该种音箱的灵敏度更高。

④迷宫式音箱结构如图(d)所示，从图申可看出其结构较复杂，而且体积较大，在内部设有许多有吸声作用的隔板。

特点: 频率特性好，低频更丰富，由于有隔板的结构使音箱声波的辐射更有增强。由于成本较高，使用者并不多。

⑤哑铃式音箱结构如图 (e)所示，它由两只低音扬声器和一只高音扬声器组成，两只低音扬声器安在上下位置，高音扬声器安在两只低音扬声器的中间。两只低音扬声器采用并联或串联的接法，在音箱工作时，两只低音扬声器的振幅和相位完全一样，这样将使声源位置定位于两只低音扬声器的对称点上，即高音扬声器的位置上。这种接法避免了各种频率音源的分离感，也使扬声器可以承受较大的输入功率。

⑥对称驱动式音箱结构是把两只扬声器重叠安装在一起，在音箱工作时，两个扬声器进行周期振动，使扬声器周围的空气加强振动，这样可获得与大容积音箱一样的重放效果，使低音纯厚。

⑦落地式音箱是一种体积较大的音箱，有内两只低音扬声器和一只高音扬声器，或是用一只低音扬声器构成了分频式。适用于房间面积较大及较大的场合使用。

（b）

目前使用最广泛的是封闭式音箱、倒相式音箱。我们本次设计的箱体是从这两者之间考虑。

我们本次的任务是

（1）设计一套2×20W二分频有源音箱。

（2）设计完成电源、功率放大器、分频器及音箱箱体。

（3）设置有电源开关、音量调节、输入音源端子。