音箱耳機入門系列(4):箱體的強化處理

2023-12-05 10:58:56 1

    箱體僅僅依賴材料的物理特性也是無法達成理想狀態的，在箱體設計中，還有很多強化的手段，以實現更好的避免或者消除箱振帶來的負面影響。

● 使用厚重的板材

    這是最簡單，也是最有效的強化措施之一，但它會導致製造、運輸成本的大幅攀升。

● 箱體的聲學設計

    箱體通常採用方體造型，採用什麼高度、寬度、深度，是有講究的，合理的設計，能降低箱體內駐波的負面影響，也就降低了箱振的負面影響。音箱的邊長為波長的1/2或者整數倍頻率下容易產生駐波，如果2個邊為一樣時，駐波的能量更大。因此我們一直強調正方形截面的箱體是存在聲學設計缺陷的。低頻波長較長，一般低音炮是不是會因為邊長不夠低頻波長的1/2倍而不發生低頻駐波呢？理論上如此，但不表示低音音箱箱體內不會產生駐波，因為揚聲器發出的不只是單純的低頻信號，這些「雜波」會調製合成成新的波形，最終產生駐波，這還只是複雜情況中的一種。

    通常說的，長寬比為黃金比例時，聲學效果最理想，其實也不盡然。這裡列出一張表，是前輩們總結整理出來的。

對消除駐波負面影響最為有利的音箱尺寸比 （本表格來自《揚聲器系統》）

● 密封措施

    在安裝揚聲器與功放模塊時，加入一層柔性材料，能增強箱體的密封性。它能保證不發生不應該的聲壓洩露，這也是俗稱的漏氣，漏氣可能會揚聲器的聲波產生相互幹涉，劣化頻響。對於密閉式的聲學結構的音箱而言，防止漏氣尤為重要。通常來說漏氣點靠揚聲器越遠，產生的幹涉就越嚴重。安裝於揚聲器與箱體之間的密封柔性材料，還能緩解揚聲器與箱體之間的振動傳導。

QMS 聲薈Q4有源音箱-33 x 26mm摺疊振膜高音揚聲器背面

 
鸝之聲黑鑽雙子星Ultra Edition有源音箱-功放模塊

 
E-MU PM5 監聽音箱-功放模塊

    密封措施是必須的，這點大部分音箱廠都做到了。不過有些卻做得不夠好，密封是否嚴密，也和安裝工藝相關，也和箱體材料有關。例如前文中提到的刨花板，它的鋸面粗糙，難以做到完全密封，板質酥鬆，螺絲生根困難等等，都會導緻密封不嚴的問題。

    在箱體內刷瀝青，是DIY常用的箱體強化手段之一，它除了改變板材阻尼特性之外，瀝青也是極好的密封材料。

● 加強筋、加強框架以及阻尼膠

    在木質箱體的設計中，經常會利用一些邊角木條貼附到箱體內壁上，這些邊條主要用於強化箱體，被稱為加強筋。這是一種簡單的加強方式，成本也不太高，因此被普遍採用。

QMS 聲薈Q4有源音箱-箱體內部

黑鑽啟明星箱體結構示意

    有些產品則在箱體設計時，使用加強框架。加強框架對障板的支撐力度則明顯要優於加強筋，但成本上則要高出不少。

Creative 創新 GigaWorks HD50 微型音箱-抽出電路 

    塑料箱體也有類似加強筋的設計，只不過這些加強筋在開模時就設計好了，而不是利用邊角料來強化。

    沒有哪種材料是完美的，因此通過覆蓋一層其他物質是原有材料變成「複合材料」，以實現更理想的物理特性。在箱體內部塗刷阻尼膠是一種比較理想的辦法。這種方法讓箱體製造變得繁瑣，因此沒有成為主流形式。

● 吸音材料

    吸音材料的作用是用來抑制內部聲壓的上升，它能有效的降低駐波的影響，尤其對300Hz以上的頻率有效。

E-MU PM5 監聽音箱-吸音棉

 睿韻 Rhyme Acoustics MS88 音箱系統-吸音棉 

    吸音材料通常為玻璃、石棉、醋酸、尼龍等纖維，看上去都象一團棉花似的，因此俗稱為吸音棉。玻璃纖維容易產生碎屑，如果附著在人體皮膚或者呼吸道內壁上時，會影響人體健康。

    實際上，現在音箱基本不再使用玻璃纖維作為吸音材料，而多採用尼龍纖維和海綿片的方式，但這些材料又易燃，在有源音箱中使用時，會降低音箱的安全性，使得很多有源音箱拒絕使用吸音材料。而無源音箱則無安全性問題，因此使用吸音材料的還是佔大部分。吸音材料的不同以及不同的安裝方法，對聲音也有一定的影響。有興趣的可以參考專業書籍。