A：電聲學設計解析B：結構聲學設計解析C：電鋼琴音響設計解析立式電鋼琴音響設計要點

喇叭基本結構喇叭單元對聲音的影響和改善作用提升作用

A：電聲學設計解析

1：折環

折環又叫皮邊,它的作用首先是為錐盆(2)的運動提供一定的順性，也就是具有一定的柔性，讓錐盆可以前后運動，另外還有輔助定心支片(4)對錐盆音圈進行定位，讓音圈保持在磁隙中央，并提供錐盆運動的回復力的作用。

在最早的喇叭上，折環就是錐盆最外沿的部分，也就是沒有專用的折環材料。后來出現了皮革、布基、橡膠、塑料等各種各樣的折環材料，折環形狀也多種多樣。根據折環的作用，有時候可以從折環的形狀粗略估計單元的沖程情況，寬而高高鼓起的折環常常意味著單元有較大的沖程，但這并不準確。另外寬大的折環往往對聲音有不利的影響，下文馬上提到。

雖然現代的折環從錐盆中分離出來，是一個獨立的結構，但它仍然會對聲音有很大的影響。

一個方面，折環跟著錐盆一起振動，這個振動對喇叭單元整體的聲音輻射有貢獻。因此計算單元的有效振動直徑時，通常要包含折環一半的寬度(也有只計1/3的)。所以有效振動直徑就是折環中部所圍的圓的直徑。

另一個方面，折環的振動又無法與錐盆完全一致，它有自己的諧振特性，可能在某個頻率處與錐盆的運動正好反相，于是就產生了一種現象，即所謂的折環反共振，并影響錐盆的運動，最后在聲音輸出上產生“中頻谷”。所以呢，折環最好能自己消耗掉這種振動的能量，也就是要有很好的內阻尼。不同的材料具有不同的內阻尼，一些膠水也常常被涂在折環上用來提高內阻尼，以抑制中頻谷。另外折環的形狀、幾何尺寸等對"中頻谷“也都有影響。”中頻谷“不僅僅可以從頻率響應曲線上看出，由于它是一種諧振引起的現象，所以常常還會很明顯地體現在阻抗曲線上，請看下圖：

錐盆，又叫振膜，也就是喇叭單元中最重要的一個振動部件，由它來直接驅動空氣，把單元的機械運動，轉換為空氣的聲波傳遞運動。錐盆直接決定了單元重播聲音各個方面的性能，例如頻率響應、失真、甚至靈敏度等。其中，錐盆的大小、幾何形狀、材料性能、質量(重量)等方面的特征都是重要的。

這些因素中，首先是錐盆材料。最早的錐盆材料就是紙，當然，紙的種類本身就非常多，性能也有巨大的差別。后來又發展出金屬(鋁等)、塑料(如聚丙烯等)、高分子纖維(芳綸纖維、碳纖維等)、精細陶瓷(氧化鋁陶瓷等)、復合材料(鉆石涂層、三明治結構)等等。

理想的錐盆材料應該是剛性(楊氏模量)極好，密度極小，內阻尼大等。楊氏模量大是為了使喇叭單元重放聲音的帶寬(頻響范圍)足夠大，特別是為了提高重放范圍的上限，因為在低頻區，可以認為錐盆是作為一個整體來運動的，這個頻率范圍就是所謂的活塞運動區，這時候聲音的重放性能主要是由單元的電和力方面的設計決定的。當重播的頻率提高時，錐盆就無法做為一個整體來運動了，而是會產生所謂的分割振動，錐盆各個區域的振動行為各不相同，如下圖所示注：(圖中的+號表示這個區域運動方向與音圈的運動方向相同，或同相；-號表示該區域的運動方向與音圈的相反、或反相.)

2、錐盆

分割振動的出現，使得頻率響應不再平滑，出現許多峰谷，并產生失真。很多金屬錐盆嚴重的分割振動的諧振峰(也有人稱之為盆裂峰)的高度可以高達10dB以上。除了峰以外，分割振動的諧振現象在頻響曲線上也可能表現為谷。

金屬盆的分割振動諧振峰明顯，并不意味著非金屬錐盤就沒有嚴重的分割振動，而可能是更嚴重(在較低的頻率就開始了，我曾經開玩笑地形容說“高頻基本靠抖”)。但是許多非金屬材料，如紙、聚丙烯、具有良好的內阻尼，較好地吸收了這些分割振動的能量，所以在頻率響應曲線上看，諧振產生的峰谷不是很明顯，但畢竟存在。這些諧振嚴重時也可以從阻抗曲線上看出來。如下圖所示的曲線：

為了提高內阻尼，有些錐盆表面還涂上某種膠水。而錐盆表面有時也做出各種形狀的加強筋，主要目的也是抑制分割振動。重播的上限還與錐盆的質量以及形狀有關，如盆剖面是直線形、拋物線型還是指數形，盆的頂角等等。錐盆的質量也影響重播的下限。喇叭單元，特別是高音單元中，振膜(這時候不能叫錐盆了)的形狀還影響重播聲音的指向性。一般來說球頂的指向性比反球頂的廣。一種很特殊的振膜形狀是平板振膜：一般來說，橢圓和平板振膜由于消除了錐形振膜中存在的前室效應，所以一定程度上可以抑制中頻谷，但指向性不好，目前大多數平板揚聲器的音質也不是很理想。主要是用在一些特殊音效的電器產品上面，比如電視機/小型收音機等上使用最廣泛

3、防塵罩防塵罩，就是個蓋子，蓋子是它的首要功能，防止異物落在磁隙中影響音圈的運動。它做為一個蓋子，同時還具有一個和折環一樣的功能，就是把錐盆前后方的空氣隔離開，避免向后輻射的聲音繞到前方，而造成聲短路。

但是防塵罩是粘在振膜的中央和振膜一起運動的，所以它也會推動空氣，產生聲輻射，因此防塵罩也會影響音質。不同的防塵罩，形狀和材質不同，常見的是鼓起來的一個球頂形狀的，也有凹下去的，如下圖的喇叭用的：也有些防塵罩與振膜是一體成形的，如Dynaudio的低音單元，采用大音圈的同時使用大型的一體成形防塵罩，這樣的防塵罩使得整個錐盆的形狀有點接近平板振膜，好處是可以抑制中頻谷，并且組裝的工藝可以簡化：另外，防塵罩的材質也會影響單元的頻率響應。出于市場的考慮，防塵罩還被賦予了重要的裝飾功能，特別是在車用超低音單元上。也有不少單元并沒有防塵罩，比如SEAS的許多單元在導磁柱上安了一個金屬的相位塞，這防塵罩就沒地方裝了。相位塞可以改變聲波傳遞的途徑，對聲音輸出有一定的影響，但單元的防塵功能就差了一些，后向輻射也會在一定程度上“泄露”到前方來。對于SEAS的一些單元來說，金屬相位塞最重要的優點應該是它加強了音圈的散熱，可以提高單元的功率。

4、彈波_定心支片定心支片，又叫彈波。它的功能主要是為錐盆的運動提供回復力，并使音圈在運動時仍能保持在磁隙中的正確位置。除此之外，它還能防止異物落入磁隙。雖然很少被人注意到，但在高保真低音單元中，定心支片的性能對單元低音的重播有非常重要的影響。它不僅和錐盆、折環以及音圈一起決定單元的fs、Qts等T/S參數，還影響單元的動態、失真等性能。大聲壓下單元的性能與定心支片有很大的關系，但是目前國內相關行業對這方面的認識似乎還不是很充分。

定心支片一般用棉、麻、聚?亞胺、NOMEX等纖維織成的布做成，然后浸上樹脂使之定形(波浪形)、變硬。力-位移曲線是定心支片的基本參數。

新單元的定心支片比較硬，經過一定時間的工作之后會慢慢變松，使得單元整體的fs、Qts等均發生變化，這也是“煲”喇叭的主要原因。

5、盆架盆架是整個喇叭單元的骨架，大多數部件都直接或間接地固定在盆架上。但它對聲音的影響卻相對較小。盆架主要用鐵皮、鑄鋁或塑料做成。大家都喜歡鑄鋁的盆架，因為看起來摸起來都很爽。鐵皮盆架和塑料盆架的成本當然要低許多。

至于盆架對聲音的影響，主要在兩個方面，一方面是盆架的剛性不夠時，可能在單元工作時產生諧振，那就會使頻率響應產生峰谷，并導致失真，但這個問題通常都比較輕微。另一個方面，設計不良的盆架可能會使錐盆后方的氣流受到影響，聲波在盆架內的反射也會影響聲音的輸出。所以現代的高保真低音單元的盆架都是相當的開放，比如下面兩個設計6、線圈9、音圈骨架音圈是喇叭單元發聲的中心部件，喇叭完成從電能到機械能的轉換，就是依靠音圈來進行的。

音圈處在上夾板與導磁柱圍成的磁隙中，當電流通過時，就產生力，發生運動。這個力是磁隙中的磁通密度與音圈導線長度的乘積，記為BL，它也是喇叭單元的重要參數之一。

音圈的工作與磁路關系非常密切，首先是它們幾何尺寸的相對大小就會明顯影響喇叭單元的聲音表現。按照音圈繞線的寬度與磁隙高度之間的關系，可以把喇叭單元的音圈磁路結構分成兩大類，一類是長音圈結構，另一類是短音圈結構。音圈線有銅線和鋁線以及銅包鋁線，其中銅包鋁線的綜合性能較優。音圈線的截面形狀又有圓形和扁平之分，扁平線有利于提高效率。

喇叭單元的額定功率與音圈關系最大，可以說單元的額定功率接近于音圈不被燒傷燒毀的最大功率。其中，音圈的直徑、導線的漆膜耐溫性以及音圈骨架的種類有很重要的影響。

音圈骨架常用的材料可以分為金屬與非金屬。非金屬的主要有紙、聚酰亞胺、云母增強樹脂等；金屬材料常用的有鋁和黃銅，其中鋁合金是目前大功率單元最常用的音圈骨架材料。

由于金屬在磁場中運動時會切割磁力線而產生渦流，所以要在骨架上縱向切開一個細縫。但這個細縫并不能杜絕渦流的產生，而渦流又導致損耗、失真和阻尼，所以鋁骨架音圈的Qms一般較非金屬骨架低。非金屬骨架則不存在渦流現象，因而具有較高的Qms，同時也避免了渦流導致的失真。

7、上夾板8、磁體10、導磁板柱上夾板又叫前夾板、華司等。導磁板柱又叫T鐵，它又可以分成下（后）夾板（與上夾板合稱導磁板）和導磁柱兩個部分。它們和磁體共同構成了單元的磁路系統。

磁體在喇叭單元發展的最初階段采用過電磁鐵，也就是勵磁電路，現在基本上完全被永磁體代替（除了極少數發燒友自己玩的）。喇叭單元的磁體類型主要有鐵氧體、釹鐵硼和鋁鎳鈷三大類，鋁鎳鈷具有很好的特性，但價格太高，現在很少采用。鐵氧體成本低且穩定，使用最多。釹鐵硼磁能積高，使用也較廣泛，但居里點較低，也就是不耐熱。最近稀土價格猛漲，也波及了喇叭磁體市場。

導磁板與導磁柱一般用低碳鋼或純鐵制成，要求磁導率高。

11、氣孔這個結構是貫穿T鐵中央的一個孔道，并不存在于所有的單元上。有不少單元沒有這樣的結構。為什么會有這樣的結構，得從音圈和它的運動說起。音圈的上端固定在錐盆底部，是密封的，而另一端套在導磁柱上，這樣，音圈與導磁柱頂部就有一個不完全密封的小室，因為在音圈與磁隙之間，內外側都有細小的縫，使這個小室可以通向單元之外，但這個細縫很小，氣流通過有較大的阻力。當音圈前后運動時，這個小室的體積不斷改變，小室氣壓也隨著改變，相當一個帶阻尼的空氣彈簧安裝在音圈中，將對單元的工作造成意外影響。因此必須在適當的位置開孔，使小室的空氣可以順暢進出。在導磁柱上開這個氣孔的主要目的就是這個。當然還有別的方案，上面提到少數單元的防塵罩帶有小孔，也是這個原因。還有的單元在音圈骨架上打出許多小孔，也可以起到同樣的作用：

進出這個小室的氣流還有個很重要的作用，就是把音圈工作時產生的大量熱量帶走。所以一般認為導磁柱上這個氣孔是用來散熱用的，也因此許多單元的氣孔越開越大。這個氣孔是不是越大越有利于散熱呢？有研究表明，并非如此。據klippel的一項研究表明，較小的氣孔散熱效果更好。.此外，一個喇叭單元還要包括引線、接線端子等小配件

音箱的分類：音箱又稱揚聲器箱，它是將高、中、低音揚聲器組裝在專門設計的箱體內，并經過分頻網絡將高、中、低頻信號分別送至相應的揚聲器進行重放。音箱按內部結構不同分類要有：密閉式、倒相式、迷宮式、前置號筒式、空紙盆式、對稱驅動式、克爾頓式、啞鈴式等等，我們考慮電鋼琴箱體的特性，在此簡單分析幾個常用的音箱模式。音響聲場的通透性與指向性對音質的改善提升作用

B：結構聲學設計解析一、密閉式音箱（ClosedEnclosure）密閉式音箱是結構最簡單的揚聲器系統，由揚聲器單元裝在一個全密封箱體內構成，它能將揚聲器的前向輻射聲波和后向輻射聲波完全隔離。但由于密閉式箱體的存在，增加了揚聲器運動質量產生共振的剛性，使揚聲器的最低共振頻率上升。它聲色有些深沉，但低音分析力好。使用普通硬折環揚聲器時，為了得到滿意的低音重放，需要采用容積大的大型箱體。新式的密閉音箱利用封閉在箱體中的壓縮空氣質量的彈性作用，盡管揚聲器裝在較小的箱體中，錐盆后面的氣墊會對錐盆施加反驅動力，所以這種小型密閉音箱也稱氣墊式音箱。

二、低音反射式音箱（Bass-ReflexEnclosure）也稱倒相式音箱（AcousticalPhaseInverter）低音反射式音箱（Bass-ReflexEnclosure）也稱倒相式音箱（AcousticalPhaseInverter），在它的負載中有一個出聲口開孔在箱體一個面板上，開孔位置和形狀有多種，但大多數在孔內還裝有聲導管。箱體的內容積和聲導管孔的關系，根據亥姆霍茲共振原理，在某特定頻率產生共振，稱反共振頻率。揚聲器后向輻射的聲波經導管倒相后，由出聲口輻射到前方，與揚聲器前向輻射聲波進行同相疊加，它能提供比密閉式音箱更寬的帶寬，具有更高的靈敏度，較小的失真，理想狀態下，低頻重放頻率的下限可比揚聲器共振頻率低20%之多。這種音箱用較小箱體就能重放出豐富的低音，是目前應用最為廣泛的類型。

五、無源輻射式音箱（DroneConeEnclosure）是低音反射式音箱的分支，又稱空紙盆式音箱。無源輻射式音箱（DroneConeEnclosure）是低音反射式音箱的分支，又稱空紙盆式音箱。它的開孔出聲口由一個沒有磁路和音圈的空紙盆（無源錐盆）取代，無源錐盆振動產生的輻射聲與揚聲器前向輻射聲處于同相工作狀態，利用箱體內空氣和無源錐盆支撐元件共同構成的復合聲順和無源錐盆質量形成諧振，增強低音。這種音箱的主要優點是避免了反射出聲孔產生的不穩定的聲音，即使容積不大也能獲得良好聲輻射效果，所以靈敏度高，可有效減小揚聲器工作幅度，駐波影響小，聲音清晰透明。

六、號筒式音箱（HorntypeEnclosure）號筒式音箱（HorntypeEnclosure）對家用型來講，多采用折疊號筒（FoldedHorn）形式，它的號筒喇叭口在口部與較大空氣負載耦合，驅動端直徑很小，這種音箱的背面是全密封，箱腔內的壓力都多至揚聲器錐盆的背面上。為保錐盆前后壓力保持平衡，倒相號筒裝置于揚聲器前面。折疊號筒音箱是倒相式音箱的派生，其音響效果優于密閉式音箱和一般低音反射式音箱。

C；音響設計解析電鋼琴/電子琴箱體結構由于琴體設計特殊需要，基本分立式開放式箱體；密閉式箱體；外掛式箱體；音箱按分頻的方式分類主要有：單揚聲器音箱；二分頻音箱；三分頻音箱；四分頻音箱；多分頻音箱。揚聲器單元安裝在音箱內后，可以利用音箱內部的聲音的傳播特性，擴展揚聲器低頻重放范圍，使重放聲產生較宏大的聲場。音響的音效需要結合喇叭單元和音箱聲場重放得到最佳效果。電聲學以揚聲器單元為主,音質效果改善提升主要是磁鋼/錐盆/音圈等部件的特性做調整修改，整個琴體音響的音質效果需要考量喇叭單元和音箱聲學結構設計達到的效果。

A；音箱設計影響整