有源音箱小课堂:帮你分清音箱各方面

贵州家电维修网 http://www.gz112.cn 2008-1-2 17:58:55 来源:互联网

来源:中国电脑教育报


什么叫有源音箱?


要讲什么叫有源音箱,必须先讲一讲音响系统的构成。最简单的音响系统包括3个环节:音源、功率放大器和音箱(如图)。



最简单的音响系统


音源指声音播放设备如收音机、卡座、CD机、VCD、DVD、MP3等。对于电脑而言,光驱和声卡都属音源设备。一般音源设备的输出信号较小,大约在数百毫伏到两伏之间,如果直接接音箱可能声音很小甚至根本无声。而且由于音箱的阻抗一般很低,绝大多数在4~8欧姆之间,一些设计比较特殊的音箱在某些频段的阻抗甚至不到两欧姆,接近短路,极易使音源设备过载,严重时甚至可能造成音源设备的损坏。因此,必须在音源和音箱之间加一级功率放大器(简称功放),将音源输出的微弱信号放大到足够的功率去推动音箱,使音箱发出足够的音量。同时功放具有较高的输入阻抗(一般几十千欧姆)和较低的输出阻抗(零点几欧姆),可以在音源和音箱之间起到缓冲的作用,既不会使音源设备过载,又能轻易推动音箱。


一般Hi-Fi音响的各个环节都是相对独立的,通过各种连线的连接即可构成完整的音响系统。下图就是一套比较高级的数字化音响系统的示意图。



比较高级的数字化音响系统的示意图


在这套系统里,音源被分解成两部分:负责输出数字信号的数字部分和负责对数字信号进行数/模转换的解码部分。这种分体式数字音源在高档Hi-Fi音响中已屡见不鲜,带光纤输出的声卡或USB接口的创新Extigy外置声卡也是典型的例子。功放部分也被分为前置放大器和后级放大器。前置放大器主要负责信号的电压放大、音量控制、多路音源的切换、音调调整以及阻抗匹配等功能,而后级则专司功率放大。


所谓有源音箱就是指将功放做在音箱内部,可直接与音源连接并正常工作的音箱。一些有源音箱不仅将功放集成到音箱内,还将解码器也集成到音箱内部,可以直接接受数字信号,这就是数字有源音箱。虽然从字面上看,有源音箱可以认为是必须插电源的音箱,但严格地说这个“源”应理解为功放,而不是指电源,因为有不少需要插电源却仍需外部功放推动的音箱,这些音箱显然不属于有源音箱。


有源音箱有哪些特点?


1. 成本低,价格极易被接受


独立的外置功放的机壳应该具备足够的机械强度并有良好的屏蔽性,一些制造精良的机壳的成本往往达到总成本的15~20%。有源音箱的功放设置在音箱内部,比功放要少一套机壳,成本得以大幅降低。在功放电路方面,外置功放一般采用分立元件,音质较好但成本较高,且安装调试复杂,生产难度较大。而有源音箱一般采用功率集成电路,价格低,设计简单,一般无须调试,而且保护功能齐全,容易大批量生产。这使有源音箱的成本进一步降低。在线材方面,优质音响线材的价格是相当昂贵的。有源音箱只需一根喇叭线,而普通音箱至少需要一对,这又使有源音箱的成本降低不少。


2. 连接简单,使用方便


有源音箱大幅简化了音响系统的环节,因此连接简单,只需一个随身听和一对有源音箱即可构成最简单的音响系统,连线只有两根。


3. 省去搭配的烦恼


音响器材的搭配是非常重要的,尤其是功放和音箱的搭配。生产音响器材的厂家众多,风格各异,若搭配得当,各器材间的风格能够互补,从而发出令人满意的声音。若搭配不当,则不是硬得刺耳就是软如稀泥。要熟知众多厂家器材的特点,对于一般消费者是非常困难的。有源音箱的功放和音箱由同一厂家生产,有时甚至是同一人设计,出厂前就可将搭配的问题解决,替用户省去了烦恼。


★有源音箱的组成


有源音箱的构成可分为有源和无源部分。有源部分主要由功放组件和电源变压器组成。功放组件用来对音乐信号进行放大并实现各种操控功能,而电源变压器则为功放组件提供电能。无源部分主要包括扬声器、分频器和音箱箱体。


扬声器是整个音响系统的最终发声器件,目前绝大多数有源音箱使用的是动圈式设计,结构简单,成本低廉且性能良好,但对高音和低音对于扬声器的不同要求难以兼顾,所以必须使用分别针对高音和低音的两种单元,既提供良好的音质,又保证频带的完整。低音单元的重放频率一般在20~6000Hz之间,口径大多数在3~8英寸之间。高音单元一般体积较小,重放频率为1500~25000Hz,振膜直径在12~25毫米之间。


分频器的作用是根据频率将信号分别分配给高音单元和低音单元,高水平的设计师还能利用分频器对声音的音色进行调整。分频器的另一个作用是防止大功率的低频信号损坏高音单元。一般中低档有源音箱仅用最简单的单电容分频,成本低但效果差,而高档音箱则配备经过精心设计和调整并由多元件构成的真正的分频器。


箱体的作用主要是防止发生“声短路”现象。“声短路”现象是指扬声器正面和背面所发出的声波因相位相仿而抵消,主要发生在低频段。扬声器如果不装在音箱上是没有低音的,箱体的作用就是将扬声器两面的声波隔离,避免“声短路”现象。


扬声器、分频器和箱体的组合是有源音箱的重中之重,是有源音箱音质的决定性因素,对于多媒体有源音箱来说,该组合更决定了音箱音质的70%以上。


一、有源音箱技术参数之功率篇


功率直接决定了音箱的最大有效输出声压级(通俗地可以理解为最大音量)和低频质量。功率有十几种不同的界定方法,目前市场上不少厂家都将“峰值音乐输出功率”极度滥用了,但是这一功率对消费者没有实际意义。


有源音箱的功放输出功率是各项参数中“猫儿腻”最多的一个,同一功放因测试方法不同,输出功率也不同,常见的有以下几种:


● 额定输出功率:指功放在额定总谐波失真范围内,能持续输出的最大功率,也可称为有效值功率或均方根值(RMS)功率。


● 音乐输出功率(MPO):指在输出失真度不超规定值的条件下,功放对音乐信号的瞬间最大输出功率,简称MPO。


● 峰值音乐输出功率(PMPO):指在不考虑失真条件下,功率放大器所能输出的瞬间最大功率,峰值音乐输出功率一般为额定输出功率(RMS)的5~8倍。 


对于用户来说,以上几种输出功率中惟一真正有意义的是额定输出功率,只有在这一功率下,功放才可以持续并不(低)失真地输出音乐信号。若想了解有源音箱的额定输出功率(指功放部分,不包括电源),只需查明功放所使用的集成电路型号即可。以下列出一些常用功放集成电路的参数,可供参考:



常用功放集成电路的参数


★箱体材质,买木不买塑


有源音箱按箱体材质主要可分为两大类:塑料箱和木质箱。很多塑料音箱由于箱壁过薄,结构脆弱,根本无法承受大音量工作时的庞大动态,极易引起谐振,严重影响音质。而木质箱由于板材厚,结构坚固,箱体刚性很高,不易谐振,可承受很大的功率并保持极低的音染,声音通透清晰,音质有最起码的保证。因此,如果您对音质有较高的要求,经常听音乐或玩一些音效震撼的游戏,应选择木质音箱。


★箱体容积,买大不买小


箱体容积是指音箱除去板材、扬声器、电源变压器等部件的所占空间之后的净容积。与音箱的低频响应直接相关,过小的箱体无法产生足够的低频。由于精确的内容积顾客无法算出,因此只能计算其总体积(不包括面罩)以进行比较。一般来说,4英寸箱应大于6升(单只),5英寸箱应大于9升(单只)。大体积的有源音箱,其低频的深沉和从容感是那些小体积的音箱根本不能比拟的。


★音箱重量,买重不买轻


从音箱的整体结构和用料来说,消除箱声需要坚实的箱体,高灵敏和控制力需要大型的磁钢,庞大的动态需要大功率的变压器,而大功率的功放需要足够大的散热器,这些因素都会显著地增加音箱的重量。因此,一对用料扎实的音箱,必然有相当的重量。


从音质表现来说,目前几乎所有多媒体有源音箱的扬声器都采用动圈式(或称电动式)设计,在振膜推动空气发声的同时,也会给箱体一个反作用力。这个反作用力是相当惊人的,一些号称轻巧的音箱在大音量时会边唱边走就是这个原因。一对音箱连自己都压不住,何来稳定的音场?因此,高档音箱往往采用较坚实和重型的箱体。


★单元口径,买大不买小


单元口径通俗地说就是扬声器(一般指低音)单元的大小。目前绝大多数有源音箱的单元口径在2~6英寸之间。在此范围内一般来说口径越大,其灵敏度越高,低频响应越好。要保证最起码的低频响应,低音单元的口径至少应达到4英寸。


★箱体深度,买厚不买薄


目前市场上有很多薄型音箱,有些如像框一般,对于保证音质来说,这是典型的错误设计。为了以保证足够的体积并提高稳定性,现代音箱一般在设计时都追求尽可能小的正面面积,而深度则向纵深发展。原则上不建议选购任何厚度(深度)低于10厘米的音箱。


★振膜材质,各有特色


不同的振膜材质有不同的声音特点,在选购时可根据自己对音色的喜好选择合适的扬声器种类。


高音单元的振膜材质主要有塑料膜、丝膜、金属膜等几类。一般来说,塑料膜高频响应较好,但声音较粗,略显嘈杂。丝膜由于重量很轻,高频响应好,灵敏度高,失真很低且基本为软性失真,不易听出。金属膜高音听感上清晰明亮,瞬态响应较好,层次感和解析力优秀,但失真较硬,易引起听觉疲劳。


低音单元的振膜主要有纸盆、纸/聚丙烯复合盆、羊毛盆、铝镁合金和防弹布等。


① 纸盆:应用最广泛的材料,声音中性自然,中频响应良好,但低频响应较差且由于纸盆刚性较差,在低频段大功率工作时失真较大。


② 纸/聚丙烯复合盆:普通纸盆的改进产品,增强了振膜的刚性,可有效降低大功率工作时的失真。拥有良好的中频清晰度。可有效扩展低频下限,并可承受较大的功率。但高频上限较低。


③ 羊毛盆:羊毛盆的音色温暖圆润,中频质感极佳,最适合播放人声和古典乐。


④ 防弹布:高性能的扬声器振膜制造材料,各项参数非常接近理想振膜。缺点是成本较高。


输出功率,买大不买小


输出功率是有源音箱的重要指标之一,它决定了有源音箱的最大输出声压、动态范围和低频质量。对于以人声、室内乐为主的用户,可选购6~10W/每声道的音箱。喜爱听大动态音乐,经常玩激烈游戏和看电影的用户应选购20W/每声道以上的音箱,以保证澎湃震撼,充满激情的效果。


信噪比,买高不买低


信噪比是有源音箱的重要指标之一,一般可以通过试听静态噪声来间接了解信噪比。静态噪声低的有源音箱,其设计师一般有较丰富的设计经验和较高的布线设计水平。因此,一般静态噪声低的音箱其各项指标均有较高的水准。选购时可以拔掉信号线并将音量开到最大,若20cm外基本听不到噪声就可过关。


音色,买柔不买刚


对于多媒体应用而言,由于多媒体设备属典型的数字声源,声音一般较干涩生硬,俗称为“数码声”。因此,在选购多媒体有源音箱时,应掌握“宁柔勿刚”、“宁软勿硬”的原则,选择在音色上中性偏软的音箱,否则硬碰硬的声音肯定是不好听的。


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为了更好地了解各种音响器材的声音特性,推荐以表1中的音乐制品作为参考。



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