多媒体音箱简要说明
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总论篇——多媒体音箱概述
本章着重介绍多媒体音箱的详细定义、分类和其他差不多常识。
多媒体音箱,也确实是通常所称的“电脑音箱”。
与一般的音响设备的音箱相比,多媒体音箱有如下的要紧特征:
1、多媒体音箱是有源音箱
所谓有源音箱,简单的讲大概能够理解为需要电源输入的音箱。
但实际上,有源音箱的严格定义,指的是音响系统中自身包含功放电路的音箱。
某些专门的
音箱并不具有功放电路,但仍然需要电源输入,如此的音箱就不能称之为有源音箱。
2、多媒体音箱是防磁音箱
多媒体音箱由于其需要放置在电脑显示器的旁边,因此具有专门的防磁要求,扬声器必须使用防磁扬声器(即所谓的磁体密闭型扬声器或是“永磁式”扬声器),功放电路也不能使用电磁波外泄较大的设计。
3、多媒体音箱是“半自由近声场”音箱
与上述两个概念相比,那个概念要理解起来比较复杂。
所谓近声场音箱,指的是它在放音时与倾听者的距离特不之近,一般要小于一米。
而半自由,则指的是它对倾听者的位置和姿态要求比较宽松。
关于HI-FI等音响,大伙儿可能听讲过一个词汇“皇帝位”,听众只有处于那个位置上的时候才能听到最好的声音。
但关于多媒体音箱显然不能要求用户也像观赏HI-FI一样坐在“皇帝位”上一动
不动。
关于“半自由近声场”音箱来讲,需要对它的声学结构作专门的设计,和一般的HI-FI或家庭影院音箱完全不同,因此多媒体音箱绝不是HI-FI音箱的缩小化(而国内专门多厂商在此问题上都犯了严峻的错误)。
4、多媒体音箱是小功率系统
由于电脑系统的供电设备限制,更是由于多媒体音箱本身是近声场系统,因此多媒体音箱是小功率系统,一般只有几十瓦的功率,像HI-FI或家庭影院动不动就数百瓦的情况是不存在的,这就要求其功放电路设计在尽量小的功率下要有良好的音质表现,这也和家用音响是不同的。
5、多媒体音箱关于摆位要求应该宽松
稍有音箱常识的人都应该明白,音箱的摆位设计关于音质表现有巨大的阻
碍。
但关于多媒体音箱设计,这点就必须放松。
因为电脑桌不可能提供良好的摆位环境,更不可能提供大的摆位空间,电脑桌的稳定性更是绝不可能与专用的音箱脚架相比。
因此多媒体音箱设计上,就必须设计成为关于摆位要求十分宽松的结构(这也是目前国内厂商的设计盲点之一)。
6、多媒体音箱应该是具有声音修正作用的音箱
理想的好音箱,应该将声音的“音染”,也确实是自身特性对源声音的阻碍降到最低,但多媒体音箱不能如此要求,因为多媒体音箱的音源,即声卡或CDROM 驱动器的声音素养不高,如此,多媒体音箱就必须具有一定的声音修正作用,以保证用户最终听到的声音效果最好。
那个地点一个典型的例子确实是创新的音箱设计,多年以来,专门多用户都感到创新的音箱在与创新的声卡搭配时效果明显好于其他牌子的声卡或音箱与创新产品搭配的效果。
其中的要紧缘故就在于创新音箱在设计时针对创新声卡高音和极低音较差,数码感较强的缺陷作了专门处理,专门好的弥补了创新声卡的源音缺陷。
7、多媒体音箱由于其专门的市场定位,外观设计应该尽量美观,成本也不能太高
塑料在专业音箱设计中是十分少见的,但在多媒体音箱中却特不常见。
同样,1000元关于HI-FI音箱刚刚入门,关于多媒体音箱已是顶级。
材料和成本的限制,使得厂商在设计产品时,必须选择良好的平衡,而不能像HI-FI或家庭影院设计一样为所欲为。
以上的七点要求,应该讲是多媒体音箱的必备特征。
只是目前国内的市场现实是除少数几点得到广泛遵从外,另几点特征则没有被大多数厂商意识到。
●无源多媒体音箱和防磁喇叭
现在,有源音箱几乎快成了多媒体音箱的代名词了(事实上这是不正确的,其他一些音箱,例如一人高的礼堂音箱也是有源音箱,但你总不能讲它是多媒体音箱吧?),但事实上,无源多媒体音箱依旧存在的。
在早期多媒体时代,由于
声卡上具备了功放芯片,因此价格低廉的无源多媒体音箱曾经流行一时。
但由于早期的无源多媒体音箱声音小、音质差,更要紧是因为现在的声卡上差不多不再使用功放芯片,因此多媒体音箱差不多退出主流。
只是在某些高端领域,由于外接功放的无源设计能够有更好的音质表现,因此仍然在小范围内存在着。
例如“朝露”音箱。
但那个地点要特不指出的,如创新等少数厂商的一些产品,尽管使用了独立功放盒的设计,但其音箱的结构决定了不能脱离整套系统单独使用,因此如此的系统仍然是有源多媒体音箱。
不管是有源多媒体,依旧无源多媒体,使用的扬声器,即所谓“喇叭”差不多上防磁型的。
这种扬声器的旧名也叫“永磁型”扬声器,区不于不防磁的“恒磁型”扬声器。
它使用了可隔绝磁力线的合金制成外壳,将扬声器上的磁体完全包裹起来,满足了多媒体音箱的防磁要求。
但防磁扬声器的音质要比设计相同而不防磁的扬声器略差。
这是不得不付出的代价。
多媒体音箱的划分方式有多种(以下除特不指出,所指多媒体音箱差不多上有源多媒体音箱),按照材料划分,有木质音箱、塑料音箱和木塑混合音箱三
种;按照输入数据划分,有模拟音箱和数字音箱两类(包括带AC3/DTS解码的数字音箱,只具有PCM解码的数字音箱和USB数字音箱三类),按照价格划分,则能够分为极低档(150元以下),中低档(150-300元),中高档(书架箱或2.1音箱300-600元,多声道音箱300-1000元),高档(书架箱或2.1音箱600元以上,多声道音箱1000元以上),极高档(书架箱或2.1音箱1000元左右或以上,多声道音箱1500元以上)几个等级(因此,那个等级不是绝对的)
只是多媒体音箱最要紧的划分方式,依旧按照其差不多结构,分为书架式和X.1式两大类不。
●书架式
书架式音箱,也称为2.0音箱,这种设计是最为传统的音箱设计,也确实是使用两个外形完全相同的立方体箱体,其中一个内置功放电路,称为主箱,另一个则称为副箱。
两个箱体使用两分频设计(即一个高音扬声器和一个中低音扬声器)或同轴设计(即使用专用的同轴扬声器,使用一个扬声器覆盖全音频)。
一般使用倒相式结构。
这种音箱结构性能最平衡、设计最简单。
但由于受体积限
制,对多媒体音箱而言,其低音专门难做得专门好。
●同轴扬声器
我们经常会听到所谓的“同轴设计”,那么什么是同轴扬声器?
首先,所要了解的是,所谓同轴设计和“全频带设计“并不是一码事。
尽管看起来它们差不多上使用一个扬声器来覆盖整个音域。
但全频带扬声器的结构和一般的扬声器并无不同,而同轴扬声器则不一样。
同轴扬声器的所谓“同轴”,指的是其一个扬声器上同时包含了高音和低音两个扬声器单元,自然也具有两组信号输入,通常的结构确实是把一般的中低音扬声器中央的防尘盖部分(也确实是中低音扬声器中间的球形突起部分)用高音单元取代。
如此的扬声器就自然能起到两个扬声器的作用。
同轴设计关于近声场音箱是特不有用的,因为它的高音和低音差不多上从一个点发出的,能够幸免近声场音箱常见的高低音分离和声相位差的问题。
然而能把同轴扬声器做好的厂家并不多。
那个地点特不提出同轴概念的缘故也正是因为国内一些厂商利用用户的无知,将一些一般的纸盆扬声器中
央防尘盖做成振膜形状,冒充同轴扬声器欺骗用户,牟取不合理的利润。
事实上,国内的多媒体音箱中,真正采纳同轴设计的特不之少。
●X.1音箱
X.1音箱,确实是为了克服书架式音箱的那个固有缺陷而提出的。
X.1音箱的原理确实是利用声学上300Hz下的低音指向性专门差,80Hz下低音几乎没有指向性的原理,将源音中的低音部分分离出来,单独使用一个低音音箱,即所谓“低音炮”来播放,而中高音仍然使用主音箱播放的设计。
X.1音箱的类不远比书架式音箱复杂得多。
从使用上分,X.1音箱分为2.1、4.1、5.1三种。
其中2.1音箱和4.1音箱是为一般的立体声声卡和四声道声卡设计的,其要紧的特点在于低音信号来自于源始音频信号的分频。
而5.1则是专为电脑影院系统设计的,与5.1声卡配套,具有独立的低音通道。
从结构上分,X.1音箱则能够分为二分频和三分频两种,二分频音箱的主音箱和围绕音箱使用了全频带扬声器,这种扬声器在理论上能够回放200Hz-19KHz的
音频信号,由于只有一个扬声器,这使得二分频X.1音箱的主音箱和围绕音箱能够做得专门小、专门美观。
然而全频带扬声器关于其频响范围内的高低两端表现不良。
从而导致二分频X.1音箱的表现不均衡,呈现两高两低(低频和中高频好,中频和高频差)的表现。
三分频X.1音箱确实是为了解决那个问题而产生的,它的主音箱和围绕音箱确实是一个较小的书架式音箱。
由于低音炮弥补了书架式音箱低音较弱额缺点,因此它在声音表现上在理论上不存在弱点。
只是两分频X.1音箱的小巧美观也就打了折扣了。
X.1音箱的核心在于低音炮,大多数中高档音箱的低音炮一般都使用了大尺寸的橡皮边松压盆,但低档音箱的低音炮则一般使用了4”的一般纸盆。
如此的低音炮的音质受扬声器限制,可不能太好。
与书架箱相比,多媒体低音炮的设计可确实是五花八门,无奇不有,几乎所有能在小体积低音炮上使用的结构,我们在市场上的产品中都能见到。
这点,我
们在后面再具体讨论。
●低音炮
所谓低音炮,确实是指的独立的低音音箱。
之因此称之为“炮”,其缘故可能是因为最早的纯低音音箱——低音管的英文名称确实是“cannon”,也确实是“加农炮”。
之因此得了那个名字,是因为它的结构确实是一根中间带有扬声器的长长的管子。
实际上,直到现在,“connon”仍然是效果最好的低音炮之一,只是因为体积太大,因此一般多是在电影院等地点使用。
我们关于多媒体音箱的详细定义和产品分类差不多有了一个比较明晰的认识。
在下一章里,我们将会对多媒体音箱的各个部件逐一详细介绍。
结构篇——多媒体音箱的结构分析
本章详细介绍了多媒体音箱的各种结构和各种部件的用途、品质推断策略。
其目的在于努力使读者对多媒体音箱的内部构造和设计原理有比较深入的认识,在一定程度上获得透过产品设计对音箱作出独立推断的能力。
使读者能够得以看透宣传文章溢美之词背后的真实情况。
我们之因此要在那个地点详细分析多媒体音箱的内部结构和原理,要紧是因为我们发觉,作为一种附属设备,多媒体音箱的专门多技术细节和相关术语并不为大多数电脑用户包括一些电脑高手所熟悉。
其直接结果确实是专门多人往往看不明白相关的文章和评测报告。
更重要的是,正因为看不明白,因此专门多人只能依照写作文章的人的主观评价来推断一个产品。
其结果确实是人云亦云。
因此,我们觉得需要对多媒体音箱的差不多知识,特不是事关产品分析评价的知识做一个普及介绍。
同时,对具有相关技术基础的用户,我们也将做一些深入的思想性的探讨。
我们下面的文章,将从箱体、扬声器单元、电路等一一开始介绍,同时,我们将使用惠威M-200、闲逛者1900TII、闲逛者S5.1这三款闻名的音箱作为准HI
-FI、主流书架、X.1等音箱的代表作品来做例子逐一分析展示。
●音箱箱体设计
在一开始,我们首先来给大伙儿提出一个问题,什么缘故需要一个音箱?什么缘故不直接把扬声器放在一个架子上使用呢?假如你讲是为了美观,那你就错了。
美观确实是缘故之一,但不是要紧缘故。
真正的缘故是,关于扬声器、特不是低音扬声器,没有箱体,它是没有声音的!扬声器在振动的时候,并不只是正面有声波,由背面裸露的振膜我们能够想象出来,扬声器的背面也是有声波的。
然而扬声器的正面和背面的声波是不同的——想象一下就能够明白,当振膜向前振的时候,从背面看,确实是向后振的。
如此,用声学术语来讲,也确实是扬声器前后声波的“相位”是相反的。
由于声波的绕射效应,我们能够认识到,假如没有阻隔,扬声器背面的声波绕射到前面来的时候,正好与扬声器前面的声波相互抵消掉了,那么声音自然不存在了,这种现象称为“声短路”现象。
解决那个问题的方法,确实是使用一块大板子,将扬声器安放在板子的正中央。
如此声波不就绕只是来了吗?这块板子的名字就叫做“障板”。
有了这块板子,扬声器就
能够正常发声了。
然而,这也有问题。
那确实是障板既大又难看,而且障板不可能是无限大的,如此总有一部分声波能够绕回来。
现在让我们来想像——假设有一块无限大的障板,我们把它上下左右弯曲……弯曲……挨在一块了!这时候,无限大的障板就变成了一个密闭的箱子,扬声器的背面声波被完全封闭在箱体里了——这确实是最简单的音箱,封闭式音箱。
这也确实是什么缘故在评测人员谈到箱体的用料时,都会指出箱体木板的厚度应该尽量的厚、密度应该尽量大的缘故(一般来讲,箱体厚度至少应该有9mm,关于有效功率在50W以上的4”书架箱,箱体厚度应该在至少12mm以上,关于低音炮,则应该在15mm以上),其目的要紧是为了阻止箱体内的声音传出,即使箱体的“声阻尼”达到最大,同时更是为了尽量减小箱体的谐振,防止箱体在声波作用下的谐振引入新的杂音。
因此一般来讲,其他方面相同的前提下,越是重的箱子就越会好一些(因此,除非JS在音箱内放一块大铁块,那可就没方法了)。
为了尽量加大音箱箱体的声阻尼,一般在音箱内会加装吸音棉材料汲取音箱内的声波。
在一些HI-FI音箱中甚至会在内部涂布沥青材料。
只是在多媒体音箱中,出于成本考虑使用吸音棉的并不多,同时,由于国家长城安全规定关于音箱制造的规定,在带有功放的箱体内不同意使用吸音材料,以防止长时刻工作后受热着火。
为了减小箱体谐振,对箱体的设计也有专门的要求,一般来讲确实是要打上加强梁和加强筋,要紧有三种——打在箱体正中的加强隔板(这种设计关系到箱体的声学设计,需要统筹考虑)、边脚的45度加强筋、大面积侧面内部的不规则形状加强筋(以改变箱体的共振频率,闲逛者R501T音箱的低音炮就使用了这种设计)。
使用了加强筋的音箱的稳定性明显好于没有使用的音箱,但由于工艺复杂,在低档箱体中专门少使用。
我们前面论述的是密闭箱,但实际上,我们通常买到的多媒体音箱大差不多上带有一个开口的所谓“倒相箱”,那么,什么是倒相箱呢?先来讲讲密闭箱的缺陷——密闭箱的优点是声音清晰、效果好,但它的声音回放完全由正面的扬声器振膜来承担,这就造成当扬声器不大的时候,它的回放频率可不能太低。
而倒相箱确实是为了解决那个问题而出现的。
所谓倒相箱,是依照声学中的亥姆霍兹共振原理设计的。
具体的原理那个地点不作详细的阐述,简单的讲,其理论依据确实是当音箱箱体足够结实的时候,
能够将箱体视为一个力学上的“刚体”(即可不能产生型变的物体),现在,音箱内部的空气在扬声器背面振动的作用下会被压缩产生共振,现在在箱体上开一个口,并接上一根管子,空气就会在这根管子内高速振动而发声,就象音乐中号角的发声原理一样。
那个地点我们特不能够看出,真正发声的是空气在箱体及管道里的振动,而不是扬声器,扬声器只是起到了一个“驱动力”的作用,就象扬声器上真正发声的是振膜而不是线圈一样。
正因为如此,因此从倒相管里发出来的声音要比扬声器所发出的声音低得多而且与扬声器的大小无关,因为管道发声的频率要比振膜发声的频率低得多。
那么“倒相”是什么意思呢?倒相是指的通过箱体的反射,从倒相管里出来的声音相位与扬声器振膜正面声波的相位相同,即与扬声器背面声波相位相反,相位被“倒了过来”。
然而要搞清晰的是,这些声波来源于空气的振动,而不应理解为扬声器背面的声波被“反射回来”(有许多文章在此问题上犯错误)。
正因如此,倒相箱与密闭箱相比,有如下的优点:体积较小、低频下限是密闭箱的0.7倍、灵敏度比密闭箱高3dB、声压较高。
因此在多媒体音箱这种小体积音箱上,倒相箱使用的特不多。
然而,倒相箱关于声学设计的要求远比密闭箱高得多,因为倒相箱存在一个固有的问题,确实是在回放频率接近箱体的固有频率时,倒相声波会与扬声器正面声波相抵消,从而导致声压急剧下降。
具体表现为倒相箱尽管低频下限较低,但接近下限时声压下降极快,而且倒相箱的瞬态,即反应速度往往要比密闭箱差。
这就导致倒相箱设计不行的时候,低音尽管比较低、但专门容易混浊,音质专门差。
国内的大多数多媒体音箱差不多上倒相箱,然而真正明白得倒相箱设计的厂家并不多,专门多厂家只是在音箱上开一个口子加根管子就自以为是“倒相”了,其音质惨不忍睹。
关于这种箱子,倒不如用一块海绵把倒相孔堵起来,可能倒会好一些。
一些音箱使用了专门的双曲线倒相孔,例如闲逛者的R501T音箱确实是如此。
这是因为为了取得好的低音效果,倒相管应该长一些,但长倒相管会在高速
气流下产生摩擦声。
双曲线管道的流体阻力最小,能够尽量取得高速气流和气流噪声之间的平衡。
与书架箱相比,X.1音箱的设计可确实是五彩纷呈,只是不管是二分频式的依旧三分频式的,X.1音箱的主音箱差不多上密闭箱,这是因为它的低音交由低音炮来完成了。
而低音炮的设计就复杂多了。
最常见的低音炮大差不多上一般的倒相结构,一个大尺寸低音扬声器在正面,同时在侧面或后面开设倒相孔或是方向相反。
这种设计结构最简单,而且功率大低音下潜深,但在实际上,正如前面所讲,倒相箱要设计好并不容易,在低
音炮上由于音域范围狭窄,尤其如此,差不多上讲,迄今在国内的X.1音箱中,还没见过一款采纳这种设计而音质无可挑剔的产品。
一种比较复杂的设计,叫做地面增压设计,简单的讲,确实是将扬声器的正面对着地面。
在理论上讲,由于地面的反射作用,能够加深低音炮的低音下潜,而且能够增加声压3DB,同时,由于低音炮与地面之间存在低通滤波作用,会净化低音的音质。
然而这种设计并不是简单的将低音炮对着地就行了的。
扬声器距地面的距离需要依照扬声器的参数进行精确的计算,否则音质反会变差。
而且使用这种设计,扬声器口径不能太小,音箱功率也不能太小,否则低音就没有力度,其结果确实是低音炮是个特不巨大的庞然大物。
这种设计目前只在闲逛者使用8”喇叭的R501T低音炮上见过,只是那个低音炮尽管力度不如S5.1之类的产品,但就音质而言,的确是闲逛者所生产的最好的低音炮。
针对电脑音箱的小体积低音炮音质专门难做好的问题,惠威公司给出了一个新的解决方法,确实是制造密闭式低音炮。
惠威生产的所有X.1音箱上都使用了密闭式低音炮。
密闭的结构因此关于提升音质有专门明显的效果,这从我们上一
期评测的M-20 4.1音箱就能够看出来。
然而因为密闭箱在低音表现力上的先天不足,制造密闭低音炮需要特不行的扬声器单元作为支持。
而纵观国内的多媒体音箱厂家,大概除了惠威有如此的底气,其他的就不多了。
在中低档X.1音箱中,还经常能够见到如此的一种设计——外表上看不到真正的扬声器,而只能见到一个倒相孔。
扬声器被埋在音箱内部。
这种结构称之为ASW音箱。
其结构确实是扬声器在音箱内部,振膜正面和背面被隔板隔成两个腔体,正面的是一个开有倒相孔的倒相腔体,背面则是一个密封的密闭式腔体(个不低音炮还有第三个腔体)。
这种结构能够在专门小的腔体内取得特不低的低音,而且瞬态专门好。
这也是什么缘故众多的使用小口径单元的低音炮采纳这种结构的缘故。
但实际上这种音箱的声学结构设计要求比倒相箱更为严格,稍有不慎声音就专门容易混浊。
往常创新和闲逛者的几款三腔高档低音炮在这种结构设计上作的比较令人中意,但大多数产品效果都不是专门好。
前一段时刻,创新和罗技推出了几款新的X.1音箱,其中采纳了全新的设计思想,笔者个人以为,它们采纳的设计是关于多媒体音箱最适合的低音炮结构。
创新在其高档音箱上使用的结构称之为SLAM结构。
整体来看,差不多结构类似ASW低音炮。
也是双腔体结构,使用的是6”的低音扬声器。
而与ASW不同的是,创新没有使用倒向孔,而是在相当于倒相孔的位置上安装了一个8”的空纸盆(即只有振膜没有音圈的扬声器)。
如此的结构具有与ASW结构相同的低下潜和大功率效果,而空纸盆又减少了气流噪声并利用本身的固有频率起到了一个低通滤波的作用,是一种使用空纸盆倒相(又称被动辐射式音箱,是一种用空纸盆代替倒相孔的倒相式音箱)的ASW音箱。
因此尽管创新的SLAM低音炮体积专门小而且只用了6”的扬声器,但低音力度不亚于专门多大体积低音炮而且声音极为纯净。
罗技在其最新的Labtec-424音箱(本刊上期曾有评测)上使用的结构更为专门,罗技称之为“双音室被动反射式”设计。
外观来看,与创新的SLAM结构颇为类似,只是罗技的设计中,扬声器背面的腔体是与前面的腔体连通的,也确实是讲,它的两个腔体差不多上倒相式腔体。
这种结构实质上是一种使用空纸盆倒相的“双腔体带通音箱”。
在同等的声音功率下,它的体积能够比创新的SLAM结构。