1.1 音箱的工作原理

一个完整的音箱主要由箱体、扬声器和分频器等组成，如图1-1所示。

音箱箱体的作用主要是消除“声短路”现象并改善扬声器播放声音的音质。

扬声器在工作时靠音圈带动纸盆的振动来推动空气振动发出声音。当扬声器中的线圈通过电流时，与线圈相连的纸盆就会向前（或者向后）运动，使扬声器前方的空气密度增大，后方的空气密度减小。如果没有什么阻拦，前方的空气会绕到扬声器后方去“填空补缺”，这样，两种反相的声波就会互相抵消，最终会使扬声器输出的低频声波大大衰减，这种现象就称为“声短路”现象。声短路与频率有关，频率越低越加明显。图1-2所示为扬声器发声时的示意图，图中“−”“+”表示扬声器纸盆前、后互为反相的声波。

图1-1 音箱的构成

图1-2 扬声器发声时的示意图

声短路现象一般从700Hz就开始出现，但在300Hz以下最为明显。因此，要使扬声器能有效地重放低频信号，就必须设法消除扬声器的声短路现象。

当我们在选购和试听扬声器时经常会有这种感觉：将扬声器拿在手中试听时几乎听不到低频段的声音，这种情况就是扬声器锥盆前、后的声波相互抵消所造成的。

如果将那个扬声器单元放在一块开有圆孔的木板上，就会感到音乐节目中的低频信号丰富了不少。在一定的范围内，木板的面积越大，可听到的音乐节目中的低频就越丰富。这是因为扬声器振动膜前面的声波与后面的声波被这个木板隔开了，使低频声波不会互相抵消，无形中就增加了扬声器的低频输出的声功率，这种木板通常称为障板。

虽然障板能有效地防止扬声器单元的声短路现象，但如此庞大的障板在实际使用中是极不方便的。如果将障板的四周折叠起来，就可以明显地消除扬声器单元的声短路现象，这样就构成了最简单的音箱模型，如图1-3所示。

图1-3 音箱示意图

音箱箱体的作用就是将扬声器纸盆两面的声波隔离，避免出现“声短路”现象，从而保证低频信号的重放效果，而且音箱的箱体可对声音的共振进行有效的控制，增大声阻尼作用，使放音更优美动听。

一个音箱的低频重放下限一般由所用低频扬声器单元的谐振频率决定，因此，要减小低频扬声器在谐振频率处的失真就必须设法抑制扬声器单元在谐振频率处的阻抗峰，减小锥盆的振幅。

将低频扬声器单元装入具有合适内容积的箱体内，箱内空气的劲度就会对振膜的运动产生抑制作用，可以有效地抑制低频扬声器单元在谐振频率处的阻抗峰，达到减小整个音箱失真的目的。通过选择合理的箱体结构和参数，还可以达到拓宽低频响应的目的。

在有些音箱中，高音扬声器不是安装在音箱箱体上，而是直接放置在音箱的顶部。这是因为高频信号的波长短，绕射能力弱，不存在“声短路”现象，所以，对于高音单元，音箱的箱体一般只是起到支撑作用。高音扬声器放在音箱的顶部不但可以使高频信号直接送到听众的耳中，使高音信息更加真切，而且可以美化音箱的外观。

一个扬声器单元如果要有效地重放出低音信号，扬声器的锥盆就要有较大的口径和良好的刚性。但口径大、刚性好的锥盆往往具有较大的质量，增大锥盆的质量会影响扬声器单元的高频特性。如果扬声器单元要有效地辐射高音，这个扬声器振动系统的质量就要很轻，振膜的口径就不能过大，其结果必然影响到扬声器的低频重放效果。由此可见，任何一个扬声器单元都无法同时对低频信号和高频信号进行有效的重放。为了使扬声器能在相当宽的频率范围内有效地进行信号重放，人们不得不使用2个或2个以上的扬声器单元以某种方式代替单一的扬声器单元，使每个扬声器单元仅工作在整个音频范围中某一较窄的频段，再通过分频网络将它们合理地组合起来。因此，音箱的另一个作用就是将2个以上具有不同频率范围的扬声器单元以固定的方式放置在同一个箱体上，使之具有一个相当宽的放音频率范围，组成一个扬声器系统。

从上面的介绍可以看出音箱箱体的作用并不仅仅是安装、固定扬声器，它还能提高扬声器的声功率，扩展重放声音的频率范围，改善扬声器的放音频率特性曲线。

分频器是音箱内的一种电路装置，用以将输入的音乐信号分离成高音、中音、低音等不同的频率段，然后分别送入相应的高、中、低音扬声器单元中重放。分频器的另一个作用是防止大功率的低频信号直达高音扬声器，使其振膜剧烈振动而损坏。