关于音箱倒相管的一点认识(原创，自己写的)

超级菜菜鸟

大家都是音响爱好者，倒相箱可以说是目前市场占有率最大的箱体了，这种箱子结构简单，声学指标不错，易于加工，所以很受厂家的欢迎。但对于倒相箱的原理，很多初级爱好者可能还是一头雾水，包括我在内，如果不能很好的理解倒相管的原理，那么就很难设计好倒相箱，因为看似简单的这种箱子，其实是很难设计的。
废话不多说了，现在进入正题。因为只是帮助大家了解原理，所以本文只做原理的分析，不做量化的计算
在开始之前，我现给大家讲一种现象。就是如果你手拿一个注射器，医院打针的那种，那么你就会发现一种现象，针头开孔大的那种，你在打针的时候，手很容易就能够把液体推出去。如果开口和针管一样粗，那么是最容易的，开口越小，哪么推起来就越费力。这一点是直观可以体会的。我要说的是，扬声器在倒相箱里的情况，和你打针是类似的，只不过打针是液体，压缩率小，而箱体中是空气，压缩率高。
那么我们来分析扬声器在箱体中的情况。可以说当扬声器振膜向后移动的时候，（向后指的是向箱内）我们知道，箱内的空气被压缩，试想，这时速度是很快的，箱内空气的压缩，是扬声器背面的先被压缩，然后再向其他地方传导。这就会产生一个问题，扬声器带来的空气压缩，在箱体内导致了箱内空气压强的不均衡，而我们知道倒相箱的空气泄放，只有倒相孔这条通路，因为我们就可以得知，压强的传导是向倒相孔附近传递的，而且箱内在这一时刻，是扬声器附近压强高，倒相孔压强低，空气向倒相孔移动。要命的问题来了，在扬声器向后位移到最大的时候，这个不听话的家伙，又向前移动了。而空气向倒相孔传导是有惯性的，实际上地球上任何运动的物体都有惯性，也就是说，空气在扬声器向前运动的时候，他还是继续在向导相孔移动，这就产生了一个问题，扬声器此刻背后的空气的压强又突然变小，产生了一个把空气拉回来的拉力。然后这个可怜的空气没办法，当惯性不足以抵抗拉力的时候，他又被从倒相孔往回拉。周而复始，一次次的折腾。这里面最重要的问题是，我们可以看到，扬声器的运动总是快于空气的运动，也就是说空气的运动总是滞后于扬声器的运动。说到这里我们先打住，你只要理解了空气运动滞后于扬声器的运动就可以了。
再来说一下声波，物理我们大家都学过。声波在在空气中的传播有一个重要的理论就是，如果两个声波，在空气中叠加，如果相位一致，那么会使得波峰和波峰叠加，那么振幅会使叠加后的振幅，如果相位相差180度，那么会导致波峰和波谷叠加，会抵消，甚至为0。了解了这个原理，我们来看扬声器。为什么裸露在空气中自由震动的扬声器，不会感觉到低音，那就是因为，扬声器前面震动的声波的相位正好和背面震动声波的相位相反，那么，相互抵消了，所以感觉不到声音。
了解了这个，我们就知道了原来，箱体内扬声器震动的声波的相位是和振膜正面震动的声波的相位是反的，那么我们倒相管的任务就来了，它需要把这个相位扭转过来。刚才我们知道，由于箱体内空气压强的不均衡，导致了空气的移动，空气的移动有惯性，这个惯性导致了空气的移动总是滞后于扬声器的移动，现在我们把焦点转向倒相孔这个地方，当扬声器向后震动时，倒相孔的空气是排出的，按理说应该是这样，我们想象的也是这样，但关键事实不是这样。当扬声器振膜向后移动，附近空气先被压缩，然后向导向管传递，这个传递需要时间，你上街买包烟也需要时间呀，当压强传递到到相管时，已经滞后了扬声器的，这时可能扬声器振膜已经开始向前移动了，又在扬声器背面导致了一个负压，这个负压又要把空气向回吸，这时倒相管的压强大于扬声器背面，空气又往回走，又需要一定的时间才能回来，而那时扬声器可能已经又反向移动了，这样就导致了一个现象，就是总有一定频率的声波，他的延迟时间刚好是扬声器向外运动时，倒相孔哪个部位的压强最大，所以倒相孔也是向外辐射声波，扬声器向里移动时，倒相孔附近压强最小，倒相孔由外向箱内吸汽，这是一个有趣的现象，你会发现，这时候倒相孔的空气运动方向和扬声器是完全一致的，也就是倒相孔把箱内扬声器背面辐射的声波相位到了个各，成为了第二个低音扬声器，声波相位相同，相互叠加，振幅增大。但要注意的是，只有一定频率的声波是这样的，这个频率以上、以下的频率相位都会不是180度，因此叠加的效果不同。
说到这里，我们总结一下。
1、        由于扬声器震动导致的压强差，造成了声波向唯一的泄放孔——倒相管移动。
2、        可怜的空气是有惯性的，它开跑了，想让他收住往回跑是需要时间的，因此，箱内空气的运动与扬声器的运动有明显的滞后。
3、        总有一个频率的声波他的滞后时间刚好能够达到扬声器振膜反向振幅最大了，但是空气才刚刚在倒相孔附近达到压强最大或最小。
4、        于是倒相孔就将声波反向了。
原理就是这样了，那么，倒相孔参数对功能有什么影响呢。这个问题，实在是很复杂，涉及到多个学科。我也不是很明白，只是粗略的分析一下吧。
我们知道，在制作倒相箱时，倒相孔面积和长度是重要的设计指标。倒相孔面积大，要求长度要越长。反之亦然。为什么会是这样呢？
我们分析，如果音箱是不密闭的，我们知道，箱内不均衡的压强，很快会泄放，也就是很快被传递到外面，反之，也会很快吸进音箱，这就是说，空气泄放快，惯性小，滞后时间短，时间短意味着频率高。随着开孔变小，箱内的压强被“聚集”，形成了憋着的气流垫，能量要从小孔泄放，就会慢一些，而扬声器反向拉力要抵消这个气垫的能量，时间会长些，也就是滞后的时间就长，时间长，对应着频率就低，这就是如果开口越大（先不考虑倒相管长度），那么反相的频率点越高，反之亦然。
倒相孔的长度与截面积两个的乘积，决定了倒相系统有一定的体积，一定的体积内的空气就有一定的质量。而箱内的空气需要泄放，必须要推动这部分质量的空气，这就让我们能够理解另外一个概念。我们可以理解，当倒相孔大的时候（为了避免倒相孔面积太小而造成气流声），泄放的速度太快，为了减慢泄放，我们是不是要增大倒相系统的空气质量，从而增大箱内空气的推动阻力，才能减慢泄放，延长箱内空气的滞后时间，降低谐振频率，因此，我们必须将倒相孔长度做长一些，就能够达到与小面积倒相孔相同的谐振频率。这就是倒相孔面积越小，长度越短，面积越大，长度越长的道理。我们可以这样理解，扬声器是个动力源，产生的压缩空气要泄放，泄放的速度快慢，决定了系统的滞后时间和谐振频率。倒相孔是个负载，为压缩空气体提供一定的阻尼或者说是负载，这个阻尼的大小，决定于开孔的面积和孔深（长度），孔越小，阻尼大，泄放慢，箱内空气滞后时间长，谐振频率越低，反之亦然。另外，倒相孔的构造决定了它是一个共振腔，共振腔内有一定质量的空气，共振腔的频率是可以通过声学的知识，定量计算出来的。
现在我们总结：
1、        扬声器和箱体和倒相孔构成了一个系统，这个系统扬声器是动力源。
2、        箱体中产生不均衡压强，这个压强要传导和泄放要通过倒相孔
3、        倒相孔系统其实是扬声器动力源的负载系统，它能够提供箱体不均衡压强的泄放阻尼，调整这个阻尼的大小，可以改变压缩空气垫的泄放速度，通过改变泄放速度，可以调整箱内空气的180度相位滞后时间，对应的是谐振频率点。
4、        因此，既然箱体已经定了，扬声器已经定了，倒相箱设计的重点在于改变泄放阻尼的大小，来控制对应的谐振频率。定性来说就是，面积小，长度小，面积大，长度大。
为什么倒相系统的谐振频率要与扬声器谐振频率相同。这个很好理解，是由扬声器的特性决定的。扬声器在谐振频率附近的振幅最大，而倒相系统刚刚说过，在谐振频率的地方，如果扬声器是向外运动，那么倒相孔的气流也是向外运动，那么我们来看，扬声器向外运动，它的背后是负压，把气流向扬声器拉，倒相孔气流也向外运动，它的背后也是负压，把气流向倒相孔拉，这两个气流产生的力，使相互制约和抵抗的。所以说，在谐振频率处，倒相孔的压强与扬声器的压强性质相同，但方向相反，可以有效的制约扬声器振幅的过分加大，从而改善谐振频率处的扬声器特性，使频率特性平坦，而且，倒相孔在谐振频率处与扬声器同相叠加增大，从而可以提高谐振频率处的声压，拓展低频特性。我们还可以知道，在谐振频率以下或者以上，扬声器振幅快速下降，但是倒相孔系统虽然这些频率的相位不是同相，但也至少是叠加增大的，因此谐振频率附近的频率点，也可以增强声压，尤其是谐振频率以下，可以说是拓展了低频特性。
再说说箱体，箱体的容积大家都知道是音箱的一个重要指标。我们来分析，箱体是产生不均衡压强的场所，扬声器产生压缩动力后，这个压强的大小，与箱体有直接的关系，从道理上讲（实际不是这样，还要看扬声器参数等等），箱体越小，产生的压强越大，气垫的能量越大，那么配合一定的倒相孔阻尼后，可以产生更低的谐振频率。而相同的条件，如果箱体越大，那么压强越小，气垫能量小，在相同的导向系统下，谐振频率越高。这就是一个小扬声器，如果配备了很大的箱子，那么低音不会好的原因。具体的设计不能仅仅凭这一点，要综合很多因素，特别是扬声器的参数等等。
总之，倒相箱决不是有些人认为的通过音箱后板的反射来改变相位的，它是一个复杂的不均衡压强气垫传导延时系统，有独特的声学特性，这也是倒相箱倒相孔开孔并不一定在前面板的道理，这里的分析还很肤浅，请各位大虾批评指正！
11月16日中午

luobu83

说得很好，通俗易懂，
打了那么多字，楼主辛苦了

超级菜菜鸟

只要对大家有帮助，我就会感到高兴。谢谢批评指正！

zgtsang

我也放上一篇，是别人写的。可以比较比较：

音箱新论（一）



──倒相箱



倒相箱的工作原理，十本书会有十种文字描述，但实质性的原理鲜有介绍，普遍局限于表面现象。其主要大意是：将扬声器背辐射声波通过倒相管反相输出，与正面辐射声波同相叠加，以增强低频输出。这样的介绍，让人难以理解其工作原理，别说业余爱好者，就是专业工作者，在此状况下，也未必能理解倒相箱的工作原理。电脑及专业测试仪器的使用，只能简化操作并保证低频特性，但解决不了中频和中高频的音质表现。为什么频响曲线好的，声音不一定好，就是因为我们还未深层了解音箱的全部内涵和特性。作为音箱系列产品中产量最大的倒相箱,至今对其工作原理的解释，仍是雾里看花，难以让人满意。因此有必要对倒相箱作深入探讨，找出影响音质的有关细节，以促进音箱的技术进步。为此发表一些个人意见供参考。

一．倒相管的作用

有不少文章及厂家将倒相箱称为低音反射箱，很容易误导读者，如从文字上理解，会使人认为扬声器背辐射声波经箱板反射后从倒相管中传出。并且相位发生了180度的逆转，因而改善了低频特性。可实际情况并非如此，从倒相管中传出的背辐射声波非但无用反而有害。倒相管的作用，是配合箱体组成一个具有固定低频谐振频率的谐振腔。当扬声器发出的声波中含有谐振频段的信号时，引发谐振腔内空气谐振（即亥姆霍兹共振），共振声波从管中发出，因此提高了此频段的声压输出，从而改善了低频特性。

从倒相管中出来的声波，可分为两类不同性质的声波，一类是扬声器的背辐射声波，由于箱内吸音材料的吸收，管口截面又较小，传出的声压远低于正面的辐射声波。虽然声压不高，但由于与正面声波不同相，仍会对听感造成一定的轻微负面影响，应尽量减少传出量。另一类是因箱内空气受扬声器发出的低频波激发因而产生亥姆霍兹共振，共振产生的高声压声与正面辐射的同频声波同相，声压远高于同频的正面辐射声波，两股声波同相叠加,因此改善了低频特性。

二  倒相管的声辐射特性

    ⒈ 倒相管的声辐射特性是一个以共振频率为中心的单峰，峰的大小与该频率信号有关，当信号中无该频段信号时，谐振完全停止，此时倒相管成了传声管，扬声器背辐射声波从中传出，传出的声压远小于谐振峰声压和扬声器正面幅射声压。当信号中有谐振频段信号时，引发谐振腔共振，谐振声波从管口辐射出去，谐振频率电信号弱，谐振就弱，相应管口幅射就弱，谐振频率电信号强，谐振就强，相应管口幅射就强。

⒉ 谐振峰输出大小与扬声器、箱容积、倒相管的长度、倒相管截面积等因素有关。它们之间如能良好匹配，可使谐振达到最佳状态，使倒相管口输出声压又大，输出频段又宽。

⒊ 谐振峰输出强与弱，还与箱内吸音材料有少许关系。增加吸音材料，阻尼加重，谐振减弱，输出声压下降，反映扬声器谐振频率处阻尼特性的品质因数Q值就下降，反之相反。等量的吸音材料环绕箱壁放置比成团放置在中间，谐振峰输出略大一些。

⒋较大的倒相管截面积有利于增大谐振峰输出，大而长的倒相管比细而短的倒相管等效质量大，因此能从谐振波中获取更大的能量。

5.谐振峰的频段是由扬声器、箱容积、倒相管、吸音材料等参数共同决定的，谐振频率并非越低越好，而是要在频响曲线保持基本平坦的前提下尽量下潜，越低越好。

6.谐振峰的输出是越大越好，难点在于既要输出大，又要频率低，还要低频清晰，无拖尾的隆隆声，这就要采取综合措施才能取得较好效果。

三．倒相箱工作原理

每只扬声器都有自己的谐振频率点，当电信号中出现这一段频率时，就会引发扬声器谐振，此时扬声器振膜剧烈振动，造成扬声器自感电势剧增，交流阻抗迅速上升，导致失真加大,承载功率减小。如果将谐振腔(亥姆霍兹共振器)的谐振频段调整到与装箱后的扬声器谐振频段相近而匹配时，如果电信号中出现谐振频段信号，就会引发扬声器和谐振腔(亥姆霍兹共振器)同时共振（谐振），谐振波的两端，一端为振膜，另一端为箱壁（含倒相管中的空气层），箱内的共振波就像一个空气弹簧，以相同的频率压缩或扩张。强度不高的箱板也随之振动，倒相管内的空气层与振膜同时向内或向外振动，辐射出同频同相的声波，此时振膜的辐射阻抗比无谐振时巨增，大负荷使其振幅降低，承载功率剧增，自感电势随之下降，因而失真相应减少。如果电信号中没有谐振频段只有其它频段信号时，(亥姆霍兹共振器)没有产生共振的条件，此时箱内只有其它频段的背辐射振动波和杂乱的反射波（某些频点还有少量驻波），这时的倒相管成了传声筒，一部分背辐射声波和杂乱的反射波及驻波从中传出。传出的声波是一种有害声波，会对正面声波的清晰度有轻微的负面影响。

四．倒相箱的声音组成

以三分频为例，传统上将其分为高音中音低音三部分来分析讨论，这样过于笼统，难识庐山真面目。低音还可分为扬声器正面辐射声波和倒相管辐射声波。倒相管辐射声波还可分为两类不同性质的声波，一类是与扬声器正面辐射声波同相的共振声波，一类是与扬声器正面辐射声波不同相的有害声波。有害声波还可再分为有害直达声波和有害反射声波。这样三分频音箱就可分为高音、中音、正面辐射声波、同相共振声波、有害直达声波、有害反射声波共六种声波。音箱设计的本质，就是将这六种声波（两分频为五种），在频率上，相位上，声压上给予重新分配与调整，使合成以后的声压频响曲线即宽又平坦，同时限制和减少有害声波的影响。对于音源和功放产生的失真，音箱是无能为力的，音箱还会增加新的失真。我们可通过不同扬声器的搭配，不同频段的组合，不同的音箱构造，不同的调试手段，达到频响的加宽，低频的改善，声压的平衡，失真的减少。可以说，选择失真小的扬声器单元是出好声的基础，减少有害声波的影响，减少音箱产生新的失真，调试好低频特性是出好声的关

zgtsang

还有：

五．背辐射声波定性分析

倒相管传出的声波按性质可分为三段。

⒈ 超低音频段：谐振峰频宽低端以下部分，这部分为扬声器背辐射的直达声波。由于频率很低，波长很长。波长=声速/频率。例如40Hz的波长为8.5M，远远超过箱体最大尺寸，所以只能是直达声波，相位与正面同频声波反相180o，两声合成以后使声压下降，反映在频响曲线上就是低频衰减斜率变陡。由于扬声器在此频段本身发声就十分微弱，所以对实际听感影响不大。



⒉ 谐振峰的频宽段：此频率段的背辐射声波引发亥姆霍兹共振，转化为同频同相的倒相管辐射声波，输出峰是越宽越大越好。

⒊ 谐振峰频宽上端至低音扬声器发声上端：此段从低频到中频及中高频，对实际听感会造成重大影响，有必要深入分析。

对内，此段声波在箱内各反射面产生多次反射声波，会对振膜产生调制振动，干扰了电信号还原声波的振动，背辐射声波的干扰振动，是箱内各反射面上一二三四五……等无数次反射声波的混合体，是一种复杂混杂声波的干扰振动，它对振膜所产生的干扰振动与电信号产生的还原声波的正常振动互相叠加的结果，使正面辐射声波的清晰度打了折扣，造成解析度降低，使原本因该听到的音乐细节被淹没掉，不同材质的振膜，不同阻尼系数的振膜，不同复合工艺的振膜，对消除背辐射干扰振动的能力是不同的，在设计振膜时必须考虑到这一重要因素。理想中的振膜必须具备防止或减弱背辐射振动干扰的功能。背辐射声波还会造成声波拖尾现象，电信号停止后，箱内反射声波并不会立即消失，需经过无数次反射被吸音材料反复吸收逐渐消失，所以振膜还会继续振动。余振时间的长短，除受单元素质和功放内阻影响外，就由箱腔形状及吸音材料的多少所决定的，箱腔形状如能减少声波反射回到振膜的比例，以及吸音材料多，反射强度减弱，都能使余振时间缩短，反之则相反。

对外，通过倒相管传出的声波，分为两种类型。

一是直达声波。我们知道，扬声器正面辐射声波可直达人耳，而背辐射声波需经过倒相管再达人耳，两者有一行程差，加上正反面声波呈反相状态，两声波到达人耳时会有不同的相位，虽然背辐射直达声波传出量不大，仍会对实际听感造成极轻微的影响。

二是反射声波。频率较高的声波会在箱内来回反射，除有直达声波输出外，还有反射声波输出。例如80Hz声波的波长为4.3M,反射声波输出近似为零，均为直达声波输出，而2000Hz声波的波长为0.17M，即有直达声波输出，又有反射声波输出。通过倒相管传出的杂乱反射声波，比传出的直达声波危害更大，与正面辐射声波叠加后，会对听感造成一定的轻微负面影响，降低声波的清晰度。

六．有害声波的定量分析

当电信号推动振膜振动时，振膜正反两面产生的声能密度是不等的，由于正面无腔体约束，辐射阻抗很小，声能密度很低，所以由电能转化为正面辐射声波的能量比例很低。而背辐射声能密度却大得多，情况也较复杂一些，与箱体类型、箱体容积、频段、吸音材料、倒相管、箱体是否调试匹配等因素有关。对倒相箱来说，在谐振频段，箱内谐振波使振膜辐射阻抗直线上升，振膜的振动冲程大大降低，正面辐射能量降到最低点，而背辐射的能量升到最高点，两者悬殊十分巨大，此频段的正面声压几乎全由倒相孔提供。而在非谐振频段，由于箱内空气弹簧的作用，背辐射阻抗也远大于正面辐射阻抗，箱内声能密度也要比正面声能密度大得多，电动扬声器电声转换效率为何低，一个重要原因就是大部分能量消耗在箱内有害振动上了（箱板的振动就是例证之一），少部分转换为热能，只有不到百分之几的电能转换为有用声波。前面我们已说过，背辐射声波的谐振频段为有用声波，谐振频段的电力声转换效率虽高，但从倒相管辐射出的有用声波的能量比例还是很低的，大部分消耗在箱板的振动上。而低音单元的其余频段背辐射全为有害声波，有害声波能量之大是不容忽视的，减少有害声波的影响，减少谐振频段的箱板振动，是音箱制作中必须考虑的一个重点问题。吸音材料的品种和数量及分布情况，箱腔的形状及尺寸，倒相管的尺寸及位置，扬声器单元的素质，都是需要考虑的因素。当上述因素确定以后，背辐射声波对实际听感的影响，将随音乐旋律的变化而变化，当音乐频谱中有较强的谐振频段信号时，引发箱内亥姆霍兹共振，掩蔽效应使得强烈的谐振波淹没了能量比它小很多很多的有害声波，此时有害声波的影响降到了最低点，当音乐频谱中谐振信号较弱时，箱内谐振波强度减弱，有害声波的影响变大，当音乐频谱中没有谐振信号时，谐振完全停止，箱内只有有害声波，此时有害声波对内对外的影响都将达到最大。

过去我们习惯用频响曲线的平坦性来衡量音箱质量的好坏，就不够完善，它只认声压高低，不识音质好坏。频响曲线好声音不一定好的定论，就是最好例证。有害声波的影响，就是重要原因之一。



七．有害声波的防范

（一） 防止箱体漏气

漏气是音箱的大敌，有人错误的认为，倒相箱天生就开孔，有少量漏气有什么关系，因此不重视这个问题。漏气造成的影响是多方面的，一是消弱了有用的谐振波，造成低频声压下降，漏气量越大，低频力度越差。二是改变谐振频率，如果调试合格的音箱后来发生漏气，就会造成谐振失调，改变原先的最佳耦合状态，导致倒相管输出减少，谐振频率偏移。三是造成有害声波的传出。

防止漏气的措施：

1  箱体自身不得漏气，板材接缝处要有密封措施。



2  三分频音箱需选用专用中音，使用普通低音代用时，要注意中音隔离，防止中音与低音背辐射声波的互相干扰，中音腔体除了要密封外，还要填充足够的吸音材料来减少背辐射声波的干扰，以提高中音的清晰度。

3.扬声器密封安装，有些文章推荐使用胶垫，其实不妥，胶垫会造成大音量时大动态下的失真。当振膜运动时，振膜推动空气运动，振膜的作用力与空气的反作用力大小相等方向相反。如果扬声器通过弹性体的胶垫与箱体连接，表面上防振实际上正相反。这就好比将扬声器通过弹簧悬挂在箱体上，当振膜推动空气振动时，声波的反作用力会使扬声器产生相反方向的振动。尤其是在谐振频段，背辐射的反作用力十分巨大，从而会造成谐振频段大动态时的瞬态响应不良。

4.接线盒等附件安装不得漏气。

（二）  巧置吸音材料

吸音材料在音箱中有两大作用。

一是通过吸收声波达到减弱声波反射现象。由于音箱内壁近距离的反射作用，背辐射声波会在箱内产生强烈的反射波及驻波（含各次谐波），这些有害声波作用于振膜上，造成振膜的额外振动，此干扰振动与电信号产生的声波还原振动迭加的结果，造成正面辐射声波也随之失真。

减少危害的方法有：

1. 内壁贴吸音材料。

2. 矩形的箱体内尺寸不要成简单倍数关系，以免产生较多驻波。

3. 采用非对称内壁设计，如改变平行状态，采用斜面或弧面，将大面分为几个不等的小面等。

4. 内壁形状要考虑如何减少声波反射回到振膜的强度和比例。

5. 箱体不要过小，因为过小的箱体，箱板越靠近扬声器，声波反射回到振膜的比例及强度就越高

二是调整音箱的阻尼。音箱的阻尼状态直接关系到低频响应的力度和清晰度，是调试的一个重点项目。吸音材料增多，阻尼增强，谐振减弱，反映谐振峰阻尼特性的品质因数Q值下降，倒相孔输出减弱。反映在频响曲线上就是谐振频率处声压下降，反映在实际听感上就是低频的力度下降，但强阻尼能使振膜减少余振和过冲，使瞬态响应变好，反映在实际听感上就是低频清晰无嗡声且有弹性，反之相反。



低频的清晰度与力度是互相矛盾的，一般只能折衷处理，取一个两者兼顾的阻尼状态。品质因数Q值就是反映谐振峰阻尼特性的。扬声器装箱前的品质因数Q值是由生产厂家确定的，装箱后的箱体谐振峰是由扬声器、箱体、倒相管、吸音棉等共同决定的，其Q值则是可调的。对倒相箱来说，理论上低音单元选Q值在0.4上下的扬声器较好，过高的Q值容易造成低频拖泥带水，声音发嗡。但是大量实践证明，Q值在0.4上下的扬声器，极容易造成倒相管口产生气流噪音，即使采用弧形口的倒相管，也难完全消除干净，故需选Q值在0.6左右的低音扬声器最好。



阻尼状态虽然是反映谐振强弱的，但也间接影响到低音扬声器的全部发声频段的清晰度，吸音材料越多，背辐射声波被吸收就越多，有害声波对内对外的干扰能量就越小，正面声波的清晰度就越高。



吸音材料选择余地很大，但不同的吸音材料，由于吸音系数不同，添加量会不同。同一种吸音材料，对不同频率的声波吸音系数也不同，厚度发生变化时，不同频率下的吸音系数也会发生变化，应参照吸音系数表，尽量选择吸音系数大的，并要保证一定的厚度，尽可能地将谐振频段以外的背辐射声波多吸收掉一些。增加吸音材料是减少有害声波的有效手段之一，但过量的吸音材料会造成阻尼过量，使谐振峰输出减弱即低音声压下降，由于吸音材料的加入量是以低频听感力度为标准，并不是以有害声波对内对外的影响为标准，所以要将有限的吸音材料分散布置，而不要成团放置在箱腔中间，以留给共振频段畅通的谐振空间，让倒相管充分获得共振频段的谐振能量。对背辐射声波，并不是一味地消音，而是要根据不同的频段分别对待，谐振频段要保护利用，非谐振频段要最大限度的消音，既要保证低频的力度又要将有害声波尽可能多的吸收掉，这是音箱出好声的最重要的一环，那种将倒相孔用吸音材料遮挡一些来调节阻尼的方法是不科学的，虽然调节了阻尼，但降低了倒相孔的低频发声效率，同时也是箱内吸音材料不足的反映，会使箱内有害声波的影响增大。从现有的吸音材料来看，超细玻璃纤维的效果是最好的，其次是发泡孔径较小较密的海绵及矿棉，喷胶定型棉也是使用较多的一种，注意选择纤维较细的，喷胶量较少的。那种内部孔径很多很密，但孔径各不相通的白色包装用泡沫板，是不能用的，它的隔声性能不错，但吸音性能却很差。



（三）将倒相管置于箱背



前面我们已说过，倒相管与振膜同步向内或向外辐射共振声波，是同频同相输出。有人错误的认为，倒相管装在前板时与装在后板时，会有180o的相位差，其实不然，装前与装后辐射声波的方向虽然是相反的，但仍为同相，这是因为谐振波的频率很低，一般在几十赫兹之间，其波长很长。例如40Hz的波长为8.5M，这么长的波长，不论管口在箱前还是箱后，箱下还是箱上，共振波与同频的正面声波都会同相到达人耳，时间差导致的移相是客观存在的，对实际听感不会有影响的原因在于这一时间差对低频波来说移相极微。正是因为存在时间差和移相现象，所以容易造成误解，倒相箱的瞬态特性不如闭箱这一说法，就是一条广为流传的误解。不能只看位移距离和时间差，还要结合看波长。



从上述论点中，我们又可悟出一条诀窍，倒相管不装在面板上而装在背板上，并尽量远离低音扬声器，这样既不影响低频谐振波输出，又可减少箱内有害声波从倒相孔传出后对正面听众的影响。



（四）将倒相管换成空盆



用空盆代替倒相管，这就是传统的空盆箱（又称无源辐射箱）。它的工作原理与倒相箱完全相同，只是设计参数与调试方法不同罢了。设计难度较大，要将其箱体谐振与扬声器谐振调试匹配到一个频点上，主要靠设计准确，其次靠调试。调试的手段有多种，一是增减空盆重量，二是选用不同顺性的空盆，将音箱的阻抗曲线调整成为两个等高的双峰即可。无源辐射箱的优点是阻止了箱内有害声波的传出，从而部分改善了音质，但有害声波对内的影响依然存在，缺点是调试困难。需要注意的是，空盆的面积一定要远大于低音单元，不论它是单低音还是双低音，总面积比主动盆翻一番较好，否则低频发声效率将大大低于倒相箱。个人之见，空盆箱的低频效率应该低于倒相箱，从能量转化这一因素考虑，因为空盆自身需消耗一定的谐振能量，而倒相管因摩擦消耗的能量几乎为零。



（五）防止箱板振动发声



箱板的振动是较难避免的，加厚板材和设置加强筋可以有所改进，厚实的吸音材料也可减少振动，主要还需从箱形和材料上考虑。箱形和材料不合理的箱体，在谐振波的振荡下会产生较强的箱板振动。板材的面积越大，该板所受到的压力也越大，因此要选择合适的箱体尺寸，尤其是面板的形状和尺寸，面板应尽量窄一些，小一些，以减少总面积。面板的振动危害最大，振动的板面成了又一个发声源，直接破坏了音质，振动的板面还会带动高中音扬声器一起振动，从而调制扬声器的发声，要尽量减少这种现象产生。根据试验，箱板的振动发生在音箱的共振频率处及二次三次……等谐波处。例如某音箱的共振频率为40Hz，在40Hz为中心的频率段，箱板会发生最强的振动，当信号频率调整到80Hz、120Hz、160Hz、200Hz……等谐振频率的整倍数时，箱板也会发生共振，此时各谐波共振频率点与箱体长宽比例没有关联，只与共振频率保持倍数关系。从振动强度上排列，谐振频率处最强，二次三次谐波处次之，四次五次以后谐波处越来越弱。由此可以分析，倒相箱不止一个谐振点，只不过二次三次等谐波处谐振强度远小于谐振点处罢了。箱内如此强烈的谐波共振，振动能量能使厚实沉重的箱板发生共振，使箱壳成了又一个发声源。对弹性体的振膜来说，更是不可避免地会产生强烈的调制振动，二者综合的结果，致使各谐波处失真激增，在较大功率下，失真可达到百分之几十的地步，接近满功率时，各谐波频点的失真可超过百分之百的地步。为什么成品音箱在其各次谐波处失真巨大，过去一直未找到原因，反而错误的认为谐波失真的原因是单元的非线性引起的，其实单元的非线性引起的谐波失真没有这样巨大。从上述分析来看，各谐波处失真的产生原因，在于箱内各谐波处的箱腔谐振。对箱腔谐振要分别对待，频率最低的箱腔谐振要保护利用，二次三次……以后的多次谐波要设法减弱。这就要在吸音材料和箱形上做足文章。如何降低各谐波处的失真，是音箱制作中必须考虑的问题，消灭谐波振动是难以做到的，但减弱却是切实可行的，尤其要关注对振膜的影响，这是音箱出好声的重要一环。使用何种材料制作箱体，需综合考虑，只要不透气，不易振动，结实耐用，密度大即可。木材、石材、水泥、人造板、玻璃、有机和无机复合材料等都可制做音箱，由于他们自身的抗振能力不同，加上它们在不同的频率下具有不同的吸音系数，对有害声波的吸收量不同，从而间接的影响到音质，需用吸音材料加以调节。



避免箱板的振动，不要单纯依靠板材的加厚，而是需要综合考虑，一是避免板材自身的谐振频率落在音频范围内。二是选择适当的箱体尺寸和造型，减少驻波的产生。三是适当的板材，中间软两边硬或箱外硬箱内软的板材更能有效减少箱板的振动。四是适当的板材厚度，从抗振的角度来说，板材是越厚越好，但过厚的板材会增加成本，固定扬声器的面板厚度一定要适当，过厚会从另一方面给音质造成危害（另文介绍）。面板材料选用高密度的较好，可防止扬声器紧固螺丝松动。更重要的是：当扬声器工作时，面板上会产生前后振动力，力的大小与振膜正反两面推动空气的能量相当，在非谐振频段下，不会有负面影响，但在谐振状态下及多次谐振频率处，大动态时，这股能量就不容小看了，面板任何轻微的振动都会影响到音质，使低频大动态时显得有气无力，沉重的面板有助于抗振。五是选用不易振动的高密度材料作箱面板，如人造石，天然石，水泥钢材等。六是设置厚实的吸音材料层，除吸音层外，还可在箱内贴一层低密度薄纤维板或吸音板或沥青层。这里需要注意的是，箱体的加固，只是减少了板材的振动，并不能减少多次谐振波对振膜的影响，需另外采取消音措施。



有了抗振的箱体，并非万事大吉，箱体与台面，箱体与地面，箱体与脚架，脚架与地面，都需要牢固的稳定的接触，不要在大功率音箱下垫软性垫子。如胶垫、海绵、厚毛巾等，铺地毯的则应垫上沉重的底座，如大理石等，让音箱和脚架放在大理石上，或在音箱制作时就考虑这个问题，提前在音箱内灌砂或浇注水泥，增加箱体重量，利用惯性原理防止整个箱体同时振动。只有这样才能保证在大音量大动态下音箱丝纹不动。



音箱的抗振，应从两方面考虑，一是靠箱体的自重和稳定放置来防止，音箱安装脚钉就是一个好办法，音箱自重较轻而功率较大的不应安装橡胶软脚，而应安装金属脚钉。二是靠箱腔形状、尺寸、板材的品种、板材的加厚、隔振缓冲层（例如沥青层）、吸音材料层等措施来防止。



（六）其它有害声的防范



音箱内除了吸音材料外，所有物体都要牢固，如果分频器固定不稳，接线盒螺丝螺帽松动，箱内有硬质杂物等都会引发杂音的产生。尤其要防止扬声器盆架与振膜之间漏有杂物，如电线头，滴落的焊锡等，它们都会引起明显的杂音。



八 多级谐振箱

通常所说的倒相箱，均为单级谐振箱，他们只有一个谐振腔，虽然倒相管可以有多只，但从各倒相管输出的谐振波只有一个共同的谐振频段，即以谐振频率为中心的单峰。那种在一只音箱上设置多种规格倒相管的做法，加大了调试难度，因为难以调试到最佳状态，这样就会降低倒相箱的效率。如果以串联形式增加一级谐振腔和倒相管，就成了二级倒相箱。十多年前风靡全国的《低频霸主》音箱，就是典型的二级倒相箱。

二级倒相箱具有比单级倒相箱更低的低频响应，这是因为将低音单元的单阻抗峰压抑成了三个小阻抗峰群，与单级倒相箱的双驼峰相比，扩展了谐振频段。在谐振频段，低音单元的辐射阻抗直线上升，振膜振幅大幅降低，使其失真度锐减，功率承受额剧增。除了这些优点外，还有一个优点是，人们为了拓展低频响应，喜欢采用双低音和多低音单元，而双低音和多低音在大功率时会带来更大的背辐射干扰（由于小功率时扬声器自身失真较小，同样的功率有几只单元分担，使得小功率时的总体失真变小，但随功率的增加干扰会逐渐加大，因为多个低音振模之间也存在背辐射的互相干扰，同时从倒相管中传出的非谐振频段的有害声波相位更乱，除非每只低音配单独的谐振腔，即便如此，多单元也存在音像定位的难题，使音箱设计复杂化，例如多单元音箱采用上下完全对称形，就是一种改善音像定位的措施。而单低音音箱就可减少这些不利因素，因此单只低音比多只低音通常具有较好的解析力和定位能力。书架箱在清晰度和定位能力上为什么普遍好于多低音单元落地箱，这就是原因之一。二级倒相箱是值得大力推广的，但现实上并没有被厂家普遍采用，这与介绍不力有关，传统文章对其工作机理缺乏分析，使得人们对它的优点认识不足，同时缺乏正确的调试指导，对它的具体调试方法感到困惑，最终影响了它的普及。

二级倒相箱的工作原理：两个谐振腔具有非常接近的低频谐振点，并且都调整在装箱后的低音单元的谐振频率段，将原来低音单元的呈高阻抗态的阻抗单峰压抑成为三个低阻抗的群峰态，从而拓宽了谐振频段，使低频下潜更深，与单级倒相箱一样，谐振频段的高辐射阻抗使振幅减小，有效降低了自感电势，从而减少了该频段的失真，并可大幅提高低音单元的功率承受额。

九 倒相箱的调试方法：倒相箱的业余最简调试方法就是在调节信号发生器的同时，监测音箱的电压变化曲线（即为对应的阻抗曲线），使用专业测试仪器就更加方便了，直接测试阻抗曲线即可。通过调整倒相管的长短粗细，使电压双峰成为等高状（只有调到等高状，方为倒相箱的最佳状态，说明箱体谐振与扬声器谐振以达到同频状态，在此状态下，低音扬声器的背辐射阻抗最大，倒相孔才能获得最大的辐射能量）。如果难以调试到等高状态，说明扬声器与此箱容积不配，需更改单元参数或改箱容积。同时调整吸音材料的数量，使电压峰不要太尖锐。电压峰尖锐，说明谐振峰品质因素Q值太高，阻尼不够。二级倒相箱的调试方法同样如此，通过调整一级和二级倒相管的长短粗细，使电压三峰成三个等高状，同时调整吸音材料，使电压峰不要太尖锐。

郭继烈

2008-3-6

超级菜菜鸟

7# zgtsang


很好呀，谢谢了，认真看完了，对我的理解太有帮助了

yfyefang

很不错，虽然不知道怎么计算

2008080811

还是不太明白,我想知道是倒相孔长了声音会怎么样,短了又会怎么样,我的是同样的直径,或是直径大了会怎么样,小了又会怎么样,这样我觉得更容易理解,也更容易自已在家调整倒相孔

cencal

打个补丁晚上回去学习

131100

好！受教了

zhens2006

顶一下!!

dnsaw

学习了 谢谢

zengde

通俗易懂，
楼主辛苦了

yxq158

顶

低烧友

辛苦两位了

hkrd

两篇精彩的文章，虽然没有计算方法，但是收益很深。