音箱指可將音頻信號變換為聲音的一種設備。通俗的講就是指音箱主機箱體或低音炮箱體內自帶功率放大器，對音頻信號進(jìn)行放大處理后由音箱本身回放出聲音，使其聲音變大。

　　音箱是整個(gè)音響系統的終端，其作用是把音頻電能轉換成相應的聲能，并把它輻射到空間去。它是音響系統極其重要的組成部分，擔負著(zhù)把電信號轉變成聲信號供人的耳朵直接聆聽(tīng)的任務(wù)。

　　音箱的工作原理

　　要知道音箱發(fā)聲的原理，我們首先需要了解聲音的傳播途徑。聲音的傳播需要介質(zhì)（真空不能傳聲）；聲間要靠一切氣體，液體、固體作媒介傳播出去，這些作為傳播媒介的物質(zhì)稱(chēng)為介質(zhì)。就好比水波，你往平靜的水面上拋一個(gè)石子，水面就有波浪，再由對岸傳播到4周；聲波也是這樣形成的。聲波的頻率在20——20，000Hz范圍內，能夠被人耳聽(tīng)到；低于或高于這個(gè)范圍，人耳都聽(tīng)不到。波與聲波的傳播方式是一樣的，通過(guò)介質(zhì)的傳播，人耳才能聽(tīng)到聲音。聲波可以在氣體、固體、液體中傳播。

　　下面在來(lái)說(shuō)說(shuō)喇叭的工作原理。喇叭是把電信號轉換為聲信號的一種裝置，它由線(xiàn)圈、磁鐵、紙盆等組成。由放大器輸出大小不等的電流（交流電）通過(guò)線(xiàn)圈在磁場(chǎng)的作用下使線(xiàn)圈移動(dòng)，線(xiàn)圈連接在紙盆上帶動(dòng)紙盆震動(dòng)，再由紙盆的震動(dòng)推動(dòng)空氣，從而發(fā)出聲音。

　　喇叭的發(fā)聲原理

　　當喇叭接收到由音源設備輸出的電信號時(shí)，電流會(huì )通過(guò)喇叭上的線(xiàn)圈，并產(chǎn)生磁場(chǎng)反應。而通過(guò)線(xiàn)圈的電流是交變電流，它的正負極是不斷變化的；正極和負極相遇會(huì )相互吸引，線(xiàn)圈受到喇叭上磁鐵的吸引向后（箱體內）運動(dòng)；正極和正極相遇則相互排斥，線(xiàn)圈向外（箱體外）運動(dòng)。這一收一擴的節奏會(huì )產(chǎn)生聲波和氣流，并發(fā)出聲音，它和我們講話(huà)的喉嚨振動(dòng)是同樣的效果。

　　頻率響應曲線(xiàn)SPL vs Freq

　　人耳所能聽(tīng)到的頻率范圍為20Hz─20KHz，（ 《20hz稱(chēng)為次聲，》20KHz稱(chēng)為超聲 ）圖標縱坐標─表示聲壓級，單位是dB。圖標橫坐標─表示頻率，單位是Hz。

　　圖標左側為低音單體頻響曲線(xiàn)，右側為高音單體，包含左右的是音箱。從頻響曲線(xiàn)可以知道幾個(gè)重要參數：

　　特性靈敏度（SPL）：以一瓦電功率，在一米距離處所測得的聲壓，并由頻響曲線(xiàn)取四個(gè)點(diǎn)所得平均值即為平均音壓。

　　有效頻率范圍（F0~20KHz）：可由SPL-10 dB，這樣一條直線(xiàn)與曲線(xiàn)相交兩點(diǎn)，這兩點(diǎn)之間就是有效頻率范圍。如上圖音箱的有效頻率范圍是45Hz─20KHz，低音單體有效頻率范圍是40Hz─3KHz，高音單體有效頻率范圍則是1800Hz─20KHz。頻響曲線(xiàn)越平直越好，帶寬則越寬越好。

　　從阻抗曲線(xiàn)可以知道幾個(gè)重要參數：

　　阻抗值（Ohm）：

　　圖示波峰過(guò)后最低點(diǎn)對應縱坐標即為阻抗值。

　　最低共振周波數（F0）：

　　單體喇叭（單峰）─以阻抗曲線(xiàn)波峰對應橫坐標的點(diǎn)即為F0。音箱喇叭（雙峰）─以阻抗曲線(xiàn)第一波峰與第二波峰間的波谷對應橫坐標的點(diǎn)即為Fb，第一波峰為導音管F0，第二波峰則為單體F0。音箱喇叭+高音單體（三峰）─仍以阻抗曲線(xiàn)波峰與波峰間的波谷對應橫坐標的點(diǎn)即為Fb，第三波峰即為高音單體的F0。

　　1.直流阻抗（Ohm）：

　　以靜態(tài)揚聲器來(lái)測其阻抗，所以求的的結果是直流阻抗，就是音圈上所繞的銅線(xiàn)總長(cháng)的阻抗值。直流阻抗不受頻率的影響。

　　2.交流阻抗（Ohm）：

　　在動(dòng)態(tài)的揚聲器，即通電以后所求得的交流阻抗值。

　�。� 通常對音圈的公差要求是±15%。）

　　3.標準輸入功率（W）：就是揚聲器的額定承受功率，為保證值。

　　4.最大輸入功率（W）：指揚聲器的最大承受功率，僅承受1秒內峰值電壓，非保證值。

　　5.出力音壓，又稱(chēng)靈敏度（dB）：

　　靈敏度也叫特性靈敏度，一般規定為揚聲器放在消聲室隔板上輸入端加上相當于在額定阻抗上一瓦電功率的信號電壓時(shí)，在參考軸上離參考點(diǎn)一米處產(chǎn)生的音壓時(shí)，用分貝“（dB）”單位表示特性靈敏度。揚聲器靈敏度高低與揚聲器振動(dòng)系統的性能及氣隙中磁感應強度的大小有較大關(guān)系。

　　6、極性：

　　在揚聲器的輸入端加上脈沖直流信號，如果振摸向前推動(dòng)，則與直流電壓正端相接的為喇叭的正極，反之為負極，如果接反，則喇叭振動(dòng)的相位將不正確。

　　音箱的組成

　　音箱（揚聲器系統）一般主要由揚聲器、箱體和分頻器等組成。

　　1.揚聲器

　　揚聲器（俗稱(chēng)喇叭）的作用是將功率放大器輸出的電信號轉換成聲音信號再輻射出去。

　�。�1）揚聲器的分類(lèi)

　　揚聲器有多種分類(lèi)方式：按其換能方式可分為電動(dòng)式、電磁式、壓電式、數字式等多種；按振膜結構可分為單紙盆、復合紙盆、復合號筒、同軸等多種；按振膜形狀可分為錐盆式、球頂式、平板式、帶式等多種；按重放頻帶可分為高頻、中頻、低頻和全頻帶揚聲器；按磁路形式可分為外磁式、內磁式、雙磁路式和屏蔽式等多種；按磁路性質(zhì)可分為鐵氧體磁體、釹鐵硼磁體、鋁鎳鈷磁體揚聲器；按振膜材料可分為紙質(zhì)和非紙盆揚聲器……

　�。�2）電動(dòng)式揚聲器

　　電動(dòng)式揚聲器是民用音響系統中應用最多的一種，它是利用音圈與恒定磁場(chǎng)之間的相互作用力使振膜振動(dòng)而發(fā)聲的。電動(dòng)式的低音揚聲器以錐盆式居多，中音揚聲器多為錐盆式或球頂式，高音揚聲器則以球頂式和帶式、號筒式為常用。

　　錐盆式揚聲器的結構簡(jiǎn)單，能量轉換效率較高。它使用的振膜材料以紙漿材料為主，或摻人羊毛、蠶絲、碳纖維等材料（或涂膠），以增加其剛性、內阻尼及防水等性能。新一代電動(dòng)式錐盆揚聲器使用了非紙質(zhì)振膜材料，如聚丙烯、云母碳化聚丙烯、碳纖維編織、防彈布、硬質(zhì)鋁箔、CD波紋、玻璃纖維等復合材料，性能進(jìn)一步提高。

　　球頂式揚聲器有軟球頂和硬球頂之分。軟球頂揚聲器的振膜采用蠶絲、絲絹、浸漬酚醛樹(shù)脂的棉布、化纖及復臺材料，其特點(diǎn)是重放音質(zhì)柔美；硬球頂揚聲器的振膜采用鋁合金、鈦合金及鈹合金等材料，其特點(diǎn)是重放音質(zhì)清脆。

　　號筒式揚聲器的輻射方式與錐盆揚聲器不同，它是在振膜振動(dòng)后，聲音經(jīng)過(guò)號筒再擴散出去。其特點(diǎn)是電聲轉換及輻射效率高、距離遠、失真小，但重放頻帶及指向性較窄。

　　帶式揚聲器的音圈直接制作在整個(gè)振膜（鋁臺金或聚酰亞胺薄膜等）上，音圈與振膜間直接耦合。音圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)與恒磁場(chǎng)相互作用，使帶式振膜振動(dòng)而輻射出聲波。其特點(diǎn)是響應速度快、失真小，重放音質(zhì)細膩、層次感好。

　　2.箱體

　　箱體用來(lái)消除揚聲器單元的聲短路、抑制其聲共振，拓寬其頻響范圍，減小失真。

　　音箱的箱體外形結構有書(shū)架式和落地式之分，還有立式和臥式之分。箱體內部結構又有密閉式、倒相式、帶通式、空紙盆式、迷宮式、雙腔雙開(kāi)口式、1／4波長(cháng)加載式、對稱(chēng)驅動(dòng)式和號筒式等多種形式，使用最多的是密閉式、倒相式和帶通式，如下圖所示。

　　3.分頻器

　　分頻器有功率分頻器和電子分頻器之分，主要作用均是頻帶分割、幅頻特性與相頻特性校正、阻抗補償與衰減等作用。

　　功率分頻器也稱(chēng)無(wú)源式后級分頻器，是在功率放大器之后進(jìn)行分頻的。它主要由電感（L）、電阻（R）、電容（C）等無(wú)源元件組成濾波器網(wǎng)絡(luò )，把各頻段的音頻信號分別送到相應頻段的揚聲器中去重放。其特點(diǎn)是制作成本低，結構簡(jiǎn)單，適合業(yè)余制作，但插入損耗大、效率低、瞬態(tài)特性較差。

　　電子分頻器也稱(chēng)有源式前級分頻器，是由各種阻容元件與晶體管或集成電路等有源器件組成，它是置于前置放大器和功率放大器信號線(xiàn)路中的一種模擬電子濾波器，能把前置放大器輸出的音頻信號分成不同頻段后，再送人功率放大器進(jìn)行放大處理。其特點(diǎn)是各頻段頻譜平衡、相互干擾小、輸出動(dòng)態(tài)范圍大，本身有一定的放大能力，插入損耗較小。但因電路復雜一些，業(yè)余制作的難度較功率分頻器要大。

　　分頻器按分頻頻段可分為二分頻、三分頻和四分頻。二分頻是將音頻信號的整個(gè)頻帶劃分成高頻和低頻兩個(gè)頻段；三分頻是將整個(gè)頻帶劃分成高頻、中頻和低頻三個(gè)頻段；四分頻將三分頻多劃分出一個(gè)超低頻段。業(yè)余條件下制作音箱，以二分頻和三分頻為主。

　　分頻點(diǎn)與分頻斜率是直接影響分頻器的分頻頻率（交叉頻率）。

　　分頻點(diǎn)是指兩個(gè)相鄰揚聲器（如二分頻中的高音與低音，三分頻中的高音與中音、中音與低音）的頻響曲線(xiàn)在某一頻率上的相交點(diǎn)，通常為兩個(gè)揚聲器中功率輸出的一半處（即一3dB點(diǎn)）的頻率，要根據音箱和每個(gè)揚聲器的頻率特性和失真度等參數決定。通常二分頻分頻器的分頻點(diǎn)取lkHz～3k之間，三分頻取250Hz～1kHz和5kHz兩個(gè)分頻點(diǎn)。

　　分頻斜率（也稱(chēng)濾波器的衰減斜率）用來(lái)反映分頻點(diǎn)以下頻響曲線(xiàn)的下降斜率，用分貝／倍頻程（dB／oct））來(lái)表示。它有一階（6dB／oct）、二階（12dB／oct）、三階（18dB／oct））和四階（24dB／oct））之分，階數越高，分頻點(diǎn)后的頻率曲線(xiàn)斜率就越大。較常用的是二階分頻斜率。高階分頻器可增加斜率但相移較大，低階分頻器能產(chǎn)生較平緩的斜率和很好的瞬態(tài)響應，但幅頻特性較差。決定高、低音濾波的階數主要應考慮到揚聲器本身在分頻點(diǎn)處相位的良好銜接問(wèn)題。

　　七種音箱內部結構圖

　　1、密閉式音箱

　　是結構最簡(jiǎn)單的揚聲器系統，1923年由FrederI Ck提出，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是揚聲器單元裝在一個(gè)全密封箱體內。它能將揚聲器的前向輻射聲波和后向輻射聲波完全隔離，但由于密閉式箱體的存在，增加了揚聲器運動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生共振的剛性，使揚聲器的最低共振頻率上升。

　　密閉式音箱的聲色有些深沉，但低音分析力好，使用普通硬折環(huán)揚聲器時(shí)，為了得到滿(mǎn)意的低音重放，需要采用容積大的大型箱體，新式的密閉音箱大多選用Q值適當的高順性揚聲器。利用封閉在箱體中的壓縮空氣質(zhì)量的彈性作用，盡管揚聲器裝在較小的箱體中，錐盆后面的氣墊會(huì )對錐盆施加反動(dòng)力，所以這種小型密閉式音箱也稱(chēng)氣墊式音箱。

　　2、低音反射式音箱（倒相式音箱）

　　低音反射式音箱也稱(chēng)倒相式音箱，1930年由Thuras發(fā)明。在它的負載中有一個(gè)出聲口開(kāi)孔在箱體一個(gè)面板上，開(kāi)孔位置和形狀有多種，但大多數在孔內還裝有聲導管。箱體的內容積和聲導管孔的關(guān)系，根據茲共振原理，在某特定頻率產(chǎn)生共振，稱(chēng)反共振頻率。揚聲器后向輻射的聲波經(jīng)導管倒相后，由出聲口輻射到前方，與揚聲器前向輻射聲波進(jìn)行同相迭加。

　　它能提供比密閉式更寬的帶寬，具有更高的靈敏度，較小的失真。理想狀態(tài)上，低頻重放頻率的下限可比揚聲器共振頻低20%之多。這種音箱用較小箱體就能重放出豐富的低音，是目前應用最為廣泛的類(lèi)型。

　　3、聲阻式音箱

　　實(shí)質(zhì)上是一種倒相式音箱的變形，它以吸聲材料或結構填充在出聲口導管內，作為半密閉箱控制倒相作用，使之緩沖，以降低反共振頻率來(lái)展寬低音重放頻段。

　　4、傳輸線(xiàn)式音箱

　　是以古典電氣理論的傳輸線(xiàn)命名的，在揚聲器背后設有用吸聲性壁板做成的聲導管，其長(cháng)度是所需提升低頻聲音波長(cháng)的1/4或1/8。

　　理論上它衰減由錐盆后面來(lái)的聲波，防止其反射到開(kāi)口端而影響低音揚聲器的聲輻射，但實(shí)際上傳輸線(xiàn)式音箱具有輕度阻尼和調諧作用，增加了揚聲器在共振頻率附近或以下的聲輸出，并在增強低音輸出的同時(shí)減小沖程量。通常這種音箱的聲導管大多迭呈迷宮狀，所以也稱(chēng)迷宮式或曲徑式。

　　5、無(wú)源式輻射式音箱

　　是低音反射式音箱的分支，又稱(chēng)空紙盆式音箱，是1954年美國的Olson和Preston發(fā)表的，它的開(kāi)孔出聲口由一個(gè)沒(méi)有磁路和音圈的空紙盆（無(wú)源錐盆）取代，無(wú)源錐盆振動(dòng)產(chǎn)生的輻射與揚聲器向前輻射聲處于同相工作狀態(tài)，利用箱體內空氣和無(wú)源錐盆支撐組件共同構成的復合聲順和無(wú)源錐盆質(zhì)量形成諧振，增強低音。

　　這種音箱的主要優(yōu)點(diǎn)是避免了反射出聲孔產(chǎn)生的不穩定的聲音，即使容積不大也能獲得良好的聲輻射效果，所以靈敏度高，可有效地減小揚聲器工作輻度，駐波影響小，聲音清晰透明。

　　6、耦合腔式音箱

　　是介于密閉式和低音反射式之間的一種箱體結構，1953年美國的Henry Lang發(fā)表，它的輸出由錐盆一邊所驅動(dòng)的出聲孔輸出，錐盆另一邊則與一閉箱耦合。

　　這種音箱的優(yōu)點(diǎn)為低頻時(shí)揚聲器所推動(dòng)的空氣量大大增加，由于耦合腔是個(gè)調諧系統，在錐盆運動(dòng)受限制時(shí)，出聲口輸出不超過(guò)單獨錐盆的聲輸出，展闊了低頻重放范圍，所以失真減小，承受功率增大。1969年日本Lo-d的河島幸彥發(fā)表的A·S·W（AcoustICSuperWoofer）音箱就是一種耦合腔式音箱，適于用小口徑長(cháng)沖程揚聲器不失真重放低音。

　　7、號筒式音箱

　　對家用型來(lái)講，多采用折迭號筒形式，它的號筒喇叭口在口部與較大空氣負載耦合，驅動(dòng)端直徑很小，這種音箱的背面是全密封，箱腔內的壓力都多在揚聲器錐盆的背面上。

　　為保錐盆前后壓力保持平衡，倒相號筒裝置于揚聲器前面。折迭號筒音箱是倒相式音箱的派生，其聲響效果優(yōu)于密閉式音箱的一般低音反射式音箱。