扬声器喇叭 那些关键的扬声器参数和它们告诉我们的内容

栏目:教育 2021-09-21 05:31:31
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以上情况有哪些问题?一个清晰的音频流会被最先进的数字设备逐层处理,再被先进的放大设备放大,然后通过木质音箱中的纸锥喇叭再次传递给观众。

在这整个声音链中,最薄弱的一环就是音箱,也就是扬声器。在任何系统中,听众听到的最终音质取决于扬声器在整个上游再现优秀音频设备音色的能力。

在过去的一个世纪里,商用扬声器经历了一个缓慢而稳定的发展过程。相比之下,音响系统中电子元器件的变化是光速的发展,无论是物理属性还是使用方式都发生了根本性的根本变化。

但是,仅仅因为传感器没有跟上相应电子元器件的发展速度,并不意味着所有的传感器都落后。相反,今天最好的设计仍然可以实现惊人的性能。了解扬声器的工作原理是充分利用任何音响系统的关键一步。

它的内部结构是什么?

扬声器的任务是将音频系统的电信号转换成人类可以感知的声能。在大多数情况下,它输出的声音与流经上游原件后输入扬声器的声音越接近越好。因为这时,输出的是最真实的输入声音。

另一个同样重要的问题是,你要明白,无论你使用的音箱性能有多好,如果输入音源差,音质也会差。

专业扬声器通常在一个外壳中包含多个驱动器。最常见的设计称为“双向”,即两个组件结合起来提供输出。双向设计通常包括一个直径为15英寸或12英寸的锥形低音扬声器和一个小型压缩驱动器,与喇叭口相连,可以提供指定的覆盖范围。

对于再现较低频率的低音扬声器,外壳通常会提供一个操作面板,一个直接将输出辐射到周围空气的设备。

相反,如果处理高频的压缩驱动直接在coverage 空之间发送,其实是听不到的。因此,通过以指定的速率和分散模式传播声波,驾驶员必须与喇叭配合,以使驾驶员的输出与周围空空气相匹配。最后,扬声器/驱动器设置的效率显著提高,只需要几瓦的输入就能提供足以充满整个房间的水平。

在音箱中,输入信号通过无源分频网络在两个分量之间进行分频,将低频引向低音扬声器,将高频引向压缩驱动器。

传统的扬声器与汽车发动机非常相似,其驱动器的锥形动作类似于活塞的运动。每个驱动器的前后运动是完成工作所需的动力源——旋转驱动轴或传播声波。

汽车发动机使用汽油作为燃料,而扬声器使用功率放大器的电输出。在这两种情况下,将燃油与发动机匹配对于优化性能非常重要。

扬声器和功率放大器具有给定和接收关系,放大器推动扬声器的自然平衡状态,扬声器反推放大器的可变输出。

鉴于市场上有众多扬声器品牌,找到适合特定应用的最佳扬声器单元可能就像大海捞针。然而,通过遵守行业标准和规范的知名制造商的坚韧找到合适的工具并不那么麻烦。这些行业标准和规范包括:频率响应、灵敏度、功率处理和方向额定值。

录放幅频响应

该参数用于量化扬声器在人耳可听到的十个八度音域内再现声音的能力。然而,导致单个扬声器组件在频率图响应主题中获得完美分数的制造工程障碍始于声波的物理组成以及当实际公开的扬声器在尺寸和重量上使用时需要施加的限制。

低频的波长可长达56英尺,而高频的波长可短至半英寸。因此,几乎不可能制造出在整个频谱中表现同样出色的扬声器。因此,有必要进一步使设计复杂化,以使盒子尽可能小,并确保美观。频率响应确定后,将通过可定义范围的数字进行量化,例如+3dB或-3dB。如果在之前的限制范围内没有+-符号,简单的数字会一个接一个地出现。因为任何扬声器都可以在一定水平上产生任何频率的声音。

+/-3dB的标准范围实际上允许相对较宽的6dB窗口,因此应将其视为最大可用方差。对于扬声器的全频设计,频率响应为50Hz至15,000Hz,可作为标准性能基准。

敏感

与频率响应一样,参数灵敏度需要明确定义,其一般规格包括1w/1m,即每米瓦数。

如果一个扬声器的数据列表中列出的灵敏度是87/1m,这意味着当1瓦的功率施加到扬声器的输入端时,距离扬声器1m的轴上的声压级将是87dB。1米轴上的声压级为87dB。如果功率加倍导致输出增加3dB,那么2瓦的功率应该在同一位置产生90dB的可测量输出。

256瓦的输入功率意味着输出为111dB,由于采用了平方反比定律——距离加倍导致输出电平在指定位置下降6dB,因为距离加倍导致覆盖面积增加4倍,所以在距离扬声器8米的地方会下降到93 dB。

相比之下,具有相同频率响应和更高灵敏度的扬声器将在8米的距离处提供98dB的水平。输出的5dB增益是自由的,因为它不再需要输入来获得更多的输出。然而,与所有设计一样,权衡和敏感性只是难题的一部分。

最大功率输出频率特性

这个参数是灵敏度的反面,一个增大就会导致另一个减小。例如,提高功率响应的最简单方法之一是使组件更加稳定。然而,增加驱动器功率响应所需的额外质量将导致这些组件的灵敏度降低,通常最终结果是输出电平整体上没有增加。

然而,功率响应能力对扬声器非常重要,因为它保证了扬声器系统的长期可行性。当扬声器执行现场时,由于现场声音核心的未知性质,扬声器可能接收到高于平均操作水平的输入峰值。对于那些不可避免的峰值,极限水平实用且适合设计的函数是系统的最后余量和连续函数之间的差值。

当扬声器制造商夸大其产品处理输入电平能力的数据时,问题就出现了。因为,数值越低,意味着扬声器功率响应能力的持久性。根据不同的品牌,持久性可以意味着特定的输入信号可以连续工作4、8或24小时。

峰值功率通常是持续音量的两倍,代表扬声器可以缩短可变宽带音乐素材处理时间的瓦数。顺便说一下,有一个令人印象深刻但无用的评级,叫做峰值程序,它代表了系统在短时间内可以保持的功率。

方向性

指向性是指扬声器控制其输出位置的能力。低指向性的扬声器适合放置在投影距离短的地方,以便覆盖更广的覆盖区域,而高指向性的扬声器在指向性模式控制的要求最重要的时候最适合。

由于声波的物理性质,方向控制取决于频率。用小色散控制高频相对简单,但用10英尺波长控制频率要困难得多。

一般来说,喇叭开度越大,模式控制越低,越满意,越有效。例如,一个两英尺长的喇叭口对应于低至约500赫兹的模式控制。因此,额定角度为60度乘40度的喇叭图案仅显示比由喇叭尺寸确定的截止频率高的那些角度所覆盖的范围。

虽然高频更容易控制,但它们往往以紧凑的方式聚集在一起,迫使喇叭设计者开发恒定方向性等技术,以帮助确保高频能够在喇叭的工作范围内更均匀地分布。当然,这种强行控制会导致新的异常现象,需要进一步创新技术来解决。

虽然现代商用音箱与古代祖先基本相似,但鉴于当前技术的计算能力和快速创新,未来的音箱可能最终会摆脱与那些古老设备的联系和限制。

但目前,频率响应、灵敏度、功率响应和方向性仍然是客观判断的定义参数。虽然这些参数实际上将如何转化为整体音质表现完全是主观的——那是另一个话题。

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