确定最佳的箱体尺寸（转）

yuayuayu

确定最佳的箱体尺寸[分享]无论是家庭影院音箱还是HI－FI音箱，箱体尺寸如何确定才能既美观，又符合声学原理呢？相信阅读本文一定使您得益非浅。

如果能适当应用建造埃及金字塔的相同比例，音箱爱好者也能制造出经得起时间考验的结构(原编者按)。

爱好者在购买新的扬声器单元时，往往会发现扬声器单元制造商推荐有最佳的箱体尺寸。这方面可能包括密闭箱，开口箱的体积。通常，这个值与VAS或锥盆支撑顺性的等效空气容积有关，该顺性是由锥盆和音圈质量，以及称为扬声器单元支撑的折环和定心支片的刚性等几个方
面组成的。

（一）箱体的比例
当爱好者制作扬声器箱体时，有各种不同的结构选择包括从立方体，圆管形，或矩形到许多其它的形状。每种形状都有特殊的特性、优点和缺陷。但是，常用的音箱不管是闭箱还是倒相箱大都是长方形的箱体，所以，本文就是对长方形箱体尺寸关系进行的讨论。

假定扬声器特性表中建议箱体容积Vb为0.09056立方米。爱好者就能用这个值为实际扬声器单元确定理想的箱体尺寸了。
如容积已定，先要把所要求的内部容积的立方米单位转换为立方厘米，然后再求得结果的立方根，就可以得出所要求的高度、宽度、厚度了。
正方形箱体（即高度、宽度、厚度相同的箱体）对用于超低音箱是很满意的，因为这种箱体能通过增强内部驻波而提升箱体的总输出。许多市售的超低音箱都是按这种样子设计的。但是，本文的用意并非是用于超低音箱的，而是能覆盖全音频范围的两分频或三分频的音箱。

通过实践，许多音箱制造商已经采用了靠经验得到的“黄金”比率或“黄金”分割率，这个比例或比率与根据理想比率0.618而确定的箱体尺寸比有关。举例来说，应用的是整数尺寸，如6单位的深度，10单位的宽度，16单位的高度，深度对宽度的比率＝6：10＝0.60，而宽度对高度的比率＝10：16＝0.625，这些最终尺寸的纵横比与理想的0.618值相当接近的，因为该比率可使选出的近似尺寸不会出现增强内部共振的公共简正频率，所以这个比率已被确认为能产生最佳的声音。

（二）计算内部尺寸
假定所要求的内部纯容积为0.0864立方米，计算过程如下：
1、 把0.09056立方米转换为90560立方厘米。
2、 假定取纵横比为6：10：16，将这三个数相乘，得到积为960。
3、 把总立方厘米90560除以960，得到的商为94.3。
4、 现在，求出94.3的立方根，大约为4.55。
5、 最后，用4.55乘以纵横比的三个值，分别为，6×4.55＝27.3（厚度），10×4.55＝45.5（宽度），而16×4.55＝72.8（高度）。
6、 经过这些计算，将箱体的宽度、高度和厚度值相乘，和原来要求的箱体容积90620cm3相比较。由于要化为整数，乘积可以稍有不同，
当有1％误差时可以认为是无关紧要的。

以上就是决定箱体最佳尺寸的全过程。作为例子，读者也能选择其他的7：11：17纵横比，或34：55：89而且按前面举例的同样方法进行。当最佳值有5％左右误差时，对放音质量仅有很小的影响。

（三）关于误差
假如读者遇到的是小容积的音箱，那么此时容积是与扬声器单元装在箱内占有的容积有关的。读者可以把箱体容积做得稍为大些以补偿扬声器单元的容积。假如在扬声器单元特性中没有给出扬声器单元的位移值,那么可以根据下述公式计算近似的位移值（或容积）：
V＝πr 2h 式中，r是磁体半径，而h是磁体的厚度或高度。
设磁体直径为11.4cm(半径就是5.7cm)，厚度为2.5cm，容积为：3.1416×5.7 2 ×2.5=255.2cm3
现在，计算用下面公式计算锥盆容积：V=πr2h ／3设锥盆直径为22.9cm，而高度为5.1cm，
所以锥盆容积为: 3.1416×11.52 ×5.1 ／3＝706.3cm3
把磁路容积（255.2cm3）与锥盆容积(706.3cm3)相加，给出扬声器单元容积为961.5cm3。该值只不过比箱体所要求容积90560cm3的1％稍大些而已。所以在这种情况下扬声器单元的容积是并不重要的。只要扬声器单元的合成容积不超出总箱体容积的5％，在计算时就可以忽略不计了。

无论读者用什么样的比例，深度、宽度和高度的尺寸都不应该存在任何一个数的整倍数。举例说来,不应该采用8，16和24，因为这些数都是8的整倍数，所以在箱内将会出现有害的共振。

对超低音箱来说，因为这种箱需要共振，所以常常制成正方形的。而且，这种音箱放音仅覆盖较窄的频段，故而箱体的共振增强了输出。当然，也能利用开口箱形式进一步增强低音。

（四）数学上的黄金切割率
表示黄金切割率的数(也称为黄金平均值，黄金比例和黄金分割)是从划分线段得出的。此时较短的部分对较长的部分之比等于较长的部分对线段总长之比值（图1）。设线段总长度为1，且取较长部分为x，那么较短的部分就是1-x，这样导出的比率就是：
[（1-x）／x]＝（x／1）或 x2＝1-x （1）稍经排列,可给出一元二次方程：x2＋x－1＝0 （2）
将此式与二次方程基本形式比较，可得ax2+bx+c=0,
且应用该公式，x=(-b )/2a x的正值（较长的线段）可得0.61803…，作为实际应用四舍五入为0.618。通过相减，较短部分的长度即为0.382，正如方程（1）直接显示那样，该值是较长线段的平方。

读者还可以（在理论上）找到一个通过几何结构分割而得到的正确的分割点。在图2上，ABC是一个直角三角形，为方便起见，选择AB为2单元，而BC（垂直于AB）选定为1，根据勾股定律，AC＝。以C为圆心，半径＝BC＝1作圆弧，交于斜边上D点，得AD＝-1。再以A为圆心，AD为半径作圆弧，交AB于G点，该点即为分割AB的黄金比率。较长部分AG＝-1，而较短的部分GB＝2－(-1)=3-。应用这些值，我们能够看出 GB／AG＝AG／AB是相同的。

黄金比值也能从其它数学运算中得到。例如，有一种费班纳赛序列（FIBONACCI SERIES），这种数制序列中每个数等于前面两个数的和）：1，2，3，5，8，13，21，34，55，89，144，233，377，等等。稍作验算，数序怎样建立就清楚了，取连续的一对数的比率看其结果：1：1＝1；1：2＝.5；2：3＝.67…；3：5＝.6；5：8＝.625；8：13＝.61538…；13：21＝.61904…21：34＝.61764…；34：55＝.61818…；等等。
黄金比率在许多方面都有出现，例如，正五边形对角线的线段，在测量五个正几何立体金字塔的一定比率，而最显著的是在自然界中，假如读者能获得一个大的成熟的向日葵，请注意花簇头部的顺时针和逆时针方向的螺旋纹，仔细数出两个方向的螺纹数，取较小的数和较大的数的比率，再和Fibonacci数序的比率比较。

显然，这是一个值得注意的比率，而且当引入到扬声器箱体尺寸后，扬声器箱放音非常优良就没有什么奇怪了。
音箱的几种基本形式之——扬声器的作用
[2003-4-1]

作者：不详
来源：转载
点击数：8154

扬声器，俗称“喇叭”他是一种将电能转换为声能的电声器件。扬声器的种类很多，虽然它们的工作方式不同，但最终都是通过产生机械振动推动周围的空气，使空气介质产生波动从而实现“电-力-声”的转换。现在大量应用在高保真音响方面的扬声器大多都是电动式扬声器。其它的较为常见的还有静电式，平板式等几种，但由于技术及价格问题很难大量的应用于高保真音响系统。电动扬声器是目前使用最为广泛的扬声器单元，在这一章里我们将简单介绍各种常见的电动扬声器的结构特点，以及设计扬声器系统是所要了解的几个扬声器参数和如何选用扬声器单元。
一、常见电动扬声器的结构特点
　　1、锥形扬声器
　　锥形扬声器是目前应用最为广泛的扬声器之一，锥形扬声器根据锥盆形状的不同分为圆形扬声器和椭圆形扬声器两种，椭圆形扬声器主要是应用于电视和收音机等对安装空间的需要而设计制造的，由于他的结构限制极少被用在高保真音响种。锥形扬声器的标称尺寸是按照他的最大直径来表示的，而椭圆形扬声器则用它的长短轴来表示；锥形扬声器按照不同的使用频率范围来分可以分为低频扬声器，中频扬声器，高频扬声器，以及全频带扬声器四种；而根据准盆材料的不同又可将锥盆扬声器分为纸盆扬声器，羊毛盆扬声器，聚丙烯扬声器，金属盆扬声器，复合盆扬声器等等，在高保真扬声器中忧以聚丙烯扬声器（我们通常称它为PP盆）使用最为广泛，因为采用聚丙烯扬声器的锥盆，加工容易，原材料价格低廉，一致性好，声音也不错可以按照喜好加工出各种外形的锥盆形状，比较讨人喜欢。从以上几点可以看出由于锥盆扬声器具有结构简单以及价格便宜的特点，因此，被广泛的应用于高保真音响系统中。
　　锥形扬声器是直接辐射式扬声器，由图一我们可以看出他由11大部分组成。因为锥形扬声器的有效振动面积可以做的很大再加上较大的振幅，因此在当今各种新式扬声器不断涌现的情况下，仍以其良好的低频响应在众多扬声器中独领风骚。

yuayuayu

　　图1、锥形扬声器的结构图
　　2、球顶扬声器
　　锥形扬声器具有结构简单能量转换效率高等优点，但也有着因为结构上的原因，使得它的指向性不尽人意，因此，人们在锥形扬声器的基础上开发出了球顶扬声器。与锥形扬声器不同的是，它的振动体不是圆锥状而是像它的名字，是一个呈半球状凸起的振动板，使得球顶扬声器的指向性的到了大大的改观。它具有比传统的锥形扬声器更好的瞬态特性，较小的失真。作为球顶扬声器的振膜材料，通常分为两大类，一类是软球顶，这种类型的扬声器所采用的振动材料大都是各种人造或是天然丝织产品，比如丝绸，蚕丝，人造纤维等等，他们在播放音乐时显得细腻柔和富有音乐味；第二类是硬球顶，采用这种振膜的扬声器，振膜材料是各种金属薄膜，比如铝箔，钛箔以及铍箔等，他们在进行音乐回放的时候富有冲击力，音场轮廓清晰，更适合打击乐器以及流行乐的重放。还有一种介乎两者之间的振膜材料，通常被划分为软球顶，这是一种Poly Propylene类的材料，通过注塑成型，因为成本的原因他们往往被用在低档单元中，但其实如果质量控制得当，他们也能够发出很不错的声音来，因为他们兼有软球顶和硬球顶两种振膜的优点。
　　球顶扬声器也是直接辐射式扬声器。图二是它的结构图，通常为了获得更小的失真人们都会在极芯中间打孔并填充以高吸收特性的软质材料，因为良好的高频特性和宽广的辐射特性，因此被大量的应用于高保真系统中的中高频回放中。　
　　图二、球顶扬声器的结构图
二、扬声器主要的技术参数
　　要设计出一款好的音箱来，必须要了解扬声器几个主要的技术参数。扬声器的特性参数有时也叫做Thiele/Small参数，通过这些参数可以较全面的了解扬声器的特性以及它的好坏。这里简单的将这些参数做一介绍。
　　1.额定阻抗Z
　　扬声器是一个感性负载元件。对于交流信号而言，它的阻抗是随着频率变化而变化的，其典型的阻抗曲线如图-3所示。在写真疯后面的第一个阻抗最小值即为额定阻抗值。它是计算分频器和放大器输出功率的主要依据。
　　图三、额定曲线示意图
　　2.音圈直流电阻Re
　　音圈的直流电阻均比额定阻抗小，一般为额定阻抗的0.85倍左右。
　　3.谐振频率fo
　　谐振频率指得是扬声器在自由声场中低频段阻抗值达到最大值的时候所对应的频率（见图-3）fo的值与扬声器的口径有关，口径大时fo一般都比较低，低音扬声器的fo一般都在18-80Hz的范围内。
　　4.总Q值Qts
　　它反映了扬声器fo附近的振动系统的阻尼状态，是决定扬声器低频特性的重要参数。
　　5.谐振阻抗Zmax
　　谐振阻抗指的是扬声器fo出的阻抗值。
　　6.有效振动直径Din
　　它的值为扬声器振动板的直径与1/2的折环宽度的和（单位：mm）该值不仅与箱体容积有关，而且决定了扬声器在低频段（20-100Hz）可输出的最大声功率。
　　7.等效振动质量Mo
　　扬声器的等效振动质量指的是扬声器的振动系统和因为扬声器振动时空气的反作用力而附加在锥盆两侧的附加质量之和。
　　8.机械Q值Qms
　　它反映了扬声器fo处悬挂系统的机械阻尼状态的量。实际测试表明它对扬声器的中高频的表现也有影响。
　　9.电Q值Qes
　　它反映了扬声器fo处的电阻尼的量。同样它对扬声器的中高频的表现也有影响。
　　10.等效容积Vas
　　等效容积是一个扬声器设计中极为重要的参数。它指的是在这个容积中空气的声顺与扬声器的声顺相等（单位：L）它是一个与箱体容积成比例的量，不同的扬声器Vas相差很大，小的只有2升，大的可达三百升以上。
　　11.线性位移Xmax
　　它是指扬声器锥盆的单向最大线性振幅（单位：mm）现代新型大功率低频扬声器的线性位移可以达到3-12毫米（视扬声器尺寸4-8寸不等）它有效的提高了现代小口径扬声器的低频重放能力。使小口径单元也能够发出具有类似大口径单元的低频能量。
　　12.特性灵敏度
　　它的定义为在扬声器装在标准障板上在有效频带内输入一瓦的粉红色噪声信号，在扬声器正面轴线上离基准点1米的距离处的声压级（单位：db）它反映了扬声器单元的易推程度。
　　13.额定最大正弦功率
　　该参数是指在扬声器的额定频带内，馈给连续的正弦信号而不发生热损坏和机械损坏的最大正弦功率。这个功率也可以视作扬声器单元可连续正常工作的最大功率。
　　14.有效频率范围
　　它是扬声器放声时可以利用的频率范围。它由扬声器的上下限频率确定，在我国，国家规定在频响曲线上灵敏度最大的区域内去一个倍频程或是厂家规定的更宽范围内的平均声压级再下降10db，画一条平行于横坐标的直线，它与频箱曲线两端的焦点对应的两个频率即为上下限频率。有效频带越宽表明不均匀度越小，扬声器的性能也就越好。
　　15.指向性
　　在规定频率范围内扬声器偏离正面轴向时的频率响应相对于正面轴向频率响应的变化特性即为指向性。在规定的角度内中高频扬声器的声压级下降越少越好。
　　16.额定谐波失真
　　扬声器的谐波失真主要由磁路系统和支撑系统的非线性产生。这个值越小越好，现代高保真扬声器的额定谐波失真大都在3%以下。

三、扬声器单元的选用
　　一款性能良好，音质优美的音箱从扬声器单元的选择，音箱的设计，制作到最后的调试都是十分讲究的，如何根据音箱的不同的使用要求合理的选择所用的扬声器单元，是每一种不同的扬声器单元都能够充分的发挥它应有的作用，做到量材录用，这确实需要花费一些功夫，扬声器单元的选择是制作音箱的开始，良好的开端往往是成功的一半，在选择扬声器单元时应注意以下几个问题。

amomo

看完了，似懂非懂

wpincheng

谢谢！

hunanquan

看了一遍，理论不错，不知实际能否用上。

南香

数学都忘记了要用上这个得下点功夫复习......

lansir

低音炮箱体有没有什么讲究？

lpswangyu

建议你找一本书慢慢看，那里比这里详细多了。

fenggang1982

学习了~~谢谢