揚聲器振膜存在一個模態頻率(或者他們說的分割振動頻率),超過這個頻率揚聲器振膜有些部分在任意某個時間點一部分向前推動氣流(聲音是氣流波動),一部分向後拉回氣流,這就導致這兩部分發出的聲音是反向的,你可以近似成一個正電荷(正聲源)一個負電荷(負聲源),我們也叫做雙極子。可以簡單的想到空間任意一個點都是正聲源和負聲源的輻射波疊加,這樣聲壓幾乎為0。所以在第一個模態頻率點附近,頻響會掉下來。而這個模態頻率點跟振膜面積直接相關(比較複雜,可以先簡單的認為振膜越大模態頻率越低)。

回過頭來,大振膜是為了音量大(還有其它次要的好處先不提),音量=振動速度*振膜面積,即體積流。而大振膜又非常在比較低的頻率發聲分割振動,影響該頻率點附近的頻響,於是大家就想到了分頻器+大小喇叭的組合,小喇叭振膜小,可以用很多方法加上膜面的各種膜量(比較硬),分割振動頻率點會高,分割振動幅度也會小點。利用分頻器把電功率在低頻輸入給大喇叭,高頻功率輸入給小喇叭。。。這樣就得到了比較全頻的響應。

也有用其他工藝複雜的小喇叭。例如ribon(我拼錯沒?),氣動(amt)...

總得來說物理不太複雜,但設計調試起來就很複雜


簡單一些說吧,發聲的原理就是單元振動推動空氣傳播聲音(所以真空中聲音是無法傳播的)

低音需要的能量多,高音需要的能量低,低音喇叭口徑大,所以能推動更多的空氣振動。高音需要的能量低,所以很小口徑的單元就足夠了。

但是,小口徑的單元如果要產生足夠的低音,不是不可以,在口徑小的情況下,振幅足夠大就可以了。但是揚聲器的振動幅度是有限的。所以小口徑的喇叭發不出足夠能量的低音。

而對高音來說,雖然不需要大能量,但是需要單元的振膜振動速度足夠快。大口徑的單元雖然能量是遠遠足夠了。但是由於大口徑的單元振膜和振動系統的質量高,所以它動起來就不夠快,或者大口徑的單元振膜等足夠輕的時候,振動快了又容易失真(分割振動)。

因此一般都用2個或者更多的單元來發不同頻段的聲音。但是也有很多音箱是一個單元的,你會發現用一個單母音質好的音箱,其實單元都不會很小。

日常生活中其實也很容易理解的,比如鼓是發低音的,所以體積大,口哨小,但是也可以發出很高的高頻就是這個道理。還有就是煙花大炮,雖然發聲的面積不大,但是能量高(振幅很大很大)所以低頻也很猛就是這個道理。。


聽過大合唱嗎?有高中低音,一個人完不成!韓紅阿寶唱高音,譚晶韓磊唱中音,老牛唱低音。喇叭也是如此,沒有哪一個喇叭一個單元就能勝任高中低音的。高音需要更小的質量、更快的震動速度,低音則需要更大的振幅、更大的振動面積,這是一個目前還解決不了的矛盾。


可以嘗試從技術發展層次的角度來解釋分頻的存在價值。

那就是,揚聲器技術發展的還比較落後,但功放技術卻沒發展到可以用小代價就彌補因揚聲器技術落後而帶來的缺陷。

那麼揚聲器到底哪不行?

最主要的就是單體揚聲器無法在寬頻帶上實現高靈敏度。可以說,要寬頻,靈敏度就不高;要高靈敏度,頻帶就不寬。

最後只好折中一下,咱三個臭禆將有所分工,去頂那一個理想中的諸葛亮吧。

至於具體細節,可以單獨問!


和質量,固有頻率,分割震動,等響曲線有關。這可是個大坑啊……真要刨根問底幾本書都不一定夠


也沒見你問為啥汽車起步得一檔跑高速得五檔啊


首先,揚聲器有一個目標頻響,即頻響越平越好。

一方面,當聲音頻率比較高,揚聲器振膜會出現分割震動的現象,振膜越大影響越大;

另一方面,當聲音頻率比較低,聲能會隨著振膜面積和頻率的減小而迅速下降。

這兩點導致,單個揚聲器單元的頻響會在低頻跟高頻「掉下來」,使得頻響不平。

為了解決這個問題,一個顯而易見的方法就是,分頻,即信號的高頻部分跟低頻部分分別交給在對應頻率範圍內性能更好的揚聲器來進行回放。

所以就有了高頻單元跟低頻單元。

高頻單元口徑小,一方面是不需要那麼大的口徑,另一方面就是為了降低分割震動的影響;

低頻單元口徑大,主要是為了增加聲能。

當然,分頻解決了舊問題,又會引入新問題,即如何分頻。跟本問題無關,略過不提。


第一由於振幅x與速度v的關係是x=v/jw(拉氏變換)。

期中v在揚聲器阻抗一定情況下是代表功率大小的。很明顯同功率下低頻(w小)的振幅大。高頻振幅小,而且有分割振動。

第二揚聲器單元設計是有頻帶的,一般參數就是共振頻率fs,3db截止頻率f3。一般工作頻率受限於這兩個頻率,而這兩個頻率也基本上決定於振膜大小。你把揚聲器看成一個 彈簧掛著一個重物,當重物越重,彈簧振動頻率是越低的。振膜也是這個道理。低頻需要大又重的膜才能工作良好有力量感。

第三由於低頻振膜大了,聲阻抗會增加,就是空氣對於振膜的阻力會增加,而且由於低頻很容易繞射,輻射效果低。一般就要用更大功率的放大器。

所以低頻中頻高頻,他們工作在不同區域裡面,需要的功率也不同。一個揚聲器,就算他頻響再怎麼平,都不可能滿足全頻帶的工作條件。所以這個時候要用分頻網路。把輸入的信號分成高中低三頻輸入給三個放大器或是揚聲器才能達到良好效果。就醬


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