十年磨一剑 小音量下如何获得HiFi音质(2)

音箱内部的中低频响应

人们在设计音箱时也想办法去解决这个问题，如在音箱内添加吸音棉，以图尽量吸掉扬声器背部发出的声音，消除对扬声器震动对声音调制的影响，但是这个只对中高频部分的声音相对有效，但对于中低频的声音是没有什么效果的。

第三：驻波

每个音箱做成后都有固定的形状和尺寸，都会产生一定的驻波，不同的只是驻波的频率和强弱不同，而驻波的信号的衰减时非常的慢。首先驻波会对扬声器振膜的振动产生影响，其次，驻波会通过音箱的壁传播到我们的耳朵，是的我们听到的音乐被动增加了原来没有的声音，最后，驻波会使得音箱产生杂音。

人们通过音箱的形状结构以及增加音箱壁的强度（如加厚壁厚）来解决驻波问题，但是只能降低不能彻底消除。这些驻波会强化上面第二点所提到的问题。同样，因驻波产生的杂音，在远距离聆听时感受不大，但在近距离聆听时就比较明显了。

第四：单元位移

每个音箱都是近似于一个封闭的空间，那么在这个封闭空间内的空气就相当于一个弹簧，而扬声器的振膜就连接在这个弹簧上，所以振膜的振动不是自然状态的了，始终有一个弹簧再影响它。这个弹簧的顺性C并不是一个常数。首先它并不遵守胡克定律。当这个弹簧被拉长（压缩）不同的位移时，它的顺性C是不一样的。振膜发出高音是位移小，而发出低频时位移大，那么这个弹簧对振膜的影响也是不一样的。

我们在听一首音乐时，肯定包含了低音中音高音等各种不同频率的声音信号，而这个弹簧对低音中音高音等各种不同频率的声音信号的影响是不同的，从而使得我们听到的音乐不真实。其次，这个弹簧的顺性还和温度湿度有关，也就是当你听同一首音乐，晴天和雨天不同，冬天和夏天不同。

第五：近距离低频

在采用倒相结构对低频进行提升时，在被提升的频率点F0上，在理想状态下，只要有一点触发信号都会得到谐振（提升）。而现实是，由于箱体内部和倒相管都存在一定的风阻，使得触发能量会有一个阈值，这个阈值不可能为零。而是需要一个触发的初始能量的，也就是说在很小音量时，低频是得不到提升的。加之人耳的等响度问题，这个问题就更加明显，这就是许多传统音箱在小音量、近距离聆听时，低频不好的一个重要原因。

第六：低频干扰

传统的音箱，多采用“倒相”结构，对低频进行提升。在音量稍大时，由于低频被倒相结构进行了提升，此时的低频会传输得较远。这就是我们经常有还没有聆听到由中高音构成的音乐旋律，便先感知了音乐的节奏—低频的“咚、咚”声这样的感受。在多媒体音频环境里，反而我们不希望我们的音乐只要在我们的聆听环境中感受到，而尽量不要去干扰他人。现在传统的多媒体音箱基本上做不到这一点。

鉴于以上原因，我们只能说采用传统思路设计多媒体音箱只是解决了多媒体音箱有无的问题，而没有解决真正近距离聆听时的适合与高质量播放的问题。因此，我们必须找到一种可以解决这个问题的手段与方法，来设计一种真正适合多媒体聆听环境的多媒体音箱。对此，我们做了十几年的研究与尝试，这次呈现给大家的就是这些年努力的成果。

第3页：如何实现近场聆听的高品质声音

下面我们简要的谈谈我们对于如何实现近场聆听高品质声音的设计思路和方法。

一：系统的设计思想

要解决多媒体音箱近距聆听的高品质声音问题，就促使我们设计一款在多媒体音频环境里没有箱染、没有声调制、声音自然、声音清晰、还原度好、少干扰他人的多媒体音箱。

如何让去解决，回头再去看扬声器本身，完全没有这些问题，这些问题都是增加了音箱所带来的，所以我们想到了采用无箱体的声学结构，即在原来音箱的基础上，只保留前面板部分用于安装扬声器（相当于扬声器的固定支架），后面的箱体取消，没有任何腔体。这好像和扬声器最初的使用方式一样，也会带来低音抵消而得不到很好的低音效果，其实不然。通过测试，我们发现低音的抵消并不是完全抵消（因为扬声器的发出的声音是有指向性的），而是从某个频率开始，灵敏度开始下降（就是因为相互抵消引起的），当频率下降到一定频率时，灵敏度下降的幅度保持一个恒定值，如图1所示。

图1

当喇叭装在箱体中

当取消箱体后

两种频响曲线的对比

从上面的频响曲线对比中，我们即可看到两种有箱体和无箱体在频率响应上的区别。可以看到在高频频段以及在中频频段，有箱体和无箱体之间的频响曲线差别并不大，但是在中低频段，两者还是有一定的差异的。

二：无箱体结构

要解决扬声器箱内声干涉和箱染等问题，要使得近距离聆听保证高品质问题，要提供非常好近场的聆听感受问题，最彻底的办法就是取消了扬声器的腔体（箱体）。这样我们对传统音箱只保留了一块面板，这块面板主要是用来安装扬声器。

当没有箱体以后，原来箱体对低频声短路的作用没有了，对低频提升有效果的倒相结构不存在了。这时，我们会发现扬声器的幅频特性呈现以下状态：