扬声器振膜存在一个模态频率(或者他们说的分割振动频率),超过这个频率扬声器振膜有些部分在任意某个时间点一部分向前推动气流(声音是气流波动),一部分向后拉回气流,这就导致这两部分发出的声音是反向的,你可以近似成一个正电荷(正声源)一个负电荷(负声源),我们也叫做双极子。可以简单的想到空间任意一个点都是正声源和负声源的辐射波叠加,这样声压几乎为0。所以在第一个模态频率点附近,频响会掉下来。而这个模态频率点跟振膜面积直接相关(比较复杂,可以先简单的认为振膜越大模态频率越低)。

回过头来,大振膜是为了音量大(还有其它次要的好处先不提),音量=振动速度*振膜面积,即体积流。而大振膜又非常在比较低的频率发声分割振动,影响该频率点附近的频响,于是大家就想到了分频器+大小喇叭的组合,小喇叭振膜小,可以用很多方法加上膜面的各种膜量(比较硬),分割振动频率点会高,分割振动幅度也会小点。利用分频器把电功率在低频输入给大喇叭,高频功率输入给小喇叭。。。这样就得到了比较全频的响应。

也有用其他工艺复杂的小喇叭。例如ribon(我拼错没?),气动(amt)...

总得来说物理不太复杂,但设计调试起来就很复杂


简单一些说吧,发声的原理就是单元振动推动空气传播声音(所以真空中声音是无法传播的)

低音需要的能量多,高音需要的能量低,低音喇叭口径大,所以能推动更多的空气振动。高音需要的能量低,所以很小口径的单元就足够了。

但是,小口径的单元如果要产生足够的低音,不是不可以,在口径小的情况下,振幅足够大就可以了。但是扬声器的振动幅度是有限的。所以小口径的喇叭发不出足够能量的低音。

而对高音来说,虽然不需要大能量,但是需要单元的振膜振动速度足够快。大口径的单元虽然能量是远远足够了。但是由于大口径的单元振膜和振动系统的质量高,所以它动起来就不够快,或者大口径的单元振膜等足够轻的时候,振动快了又容易失真(分割振动)。

因此一般都用2个或者更多的单元来发不同频段的声音。但是也有很多音箱是一个单元的,你会发现用一个单母音质好的音箱,其实单元都不会很小。

日常生活中其实也很容易理解的,比如鼓是发低音的,所以体积大,口哨小,但是也可以发出很高的高频就是这个道理。还有就是烟花大炮,虽然发声的面积不大,但是能量高(振幅很大很大)所以低频也很猛就是这个道理。。


听过大合唱吗?有高中低音,一个人完不成!韩红阿宝唱高音,谭晶韩磊唱中音,老牛唱低音。喇叭也是如此,没有哪一个喇叭一个单元就能胜任高中低音的。高音需要更小的质量、更快的震动速度,低音则需要更大的振幅、更大的振动面积,这是一个目前还解决不了的矛盾。


可以尝试从技术发展层次的角度来解释分频的存在价值。

那就是,扬声器技术发展的还比较落后,但功放技术却没发展到可以用小代价就弥补因扬声器技术落后而带来的缺陷。

那么扬声器到底哪不行?

最主要的就是单体扬声器无法在宽频带上实现高灵敏度。可以说,要宽频,灵敏度就不高;要高灵敏度,频带就不宽。

最后只好折中一下,咱三个臭禆将有所分工,去顶那一个理想中的诸葛亮吧。

至于具体细节,可以单独问!


和质量,固有频率,分割震动,等响曲线有关。这可是个大坑啊……真要刨根问底几本书都不一定够


也没见你问为啥汽车起步得一档跑高速得五档啊


首先,扬声器有一个目标频响,即频响越平越好。

一方面,当声音频率比较高,扬声器振膜会出现分割震动的现象,振膜越大影响越大;

另一方面,当声音频率比较低,声能会随著振膜面积和频率的减小而迅速下降。

这两点导致,单个扬声器单元的频响会在低频跟高频「掉下来」,使得频响不平。

为了解决这个问题,一个显而易见的方法就是,分频,即信号的高频部分跟低频部分分别交给在对应频率范围内性能更好的扬声器来进行回放。

所以就有了高频单元跟低频单元。

高频单元口径小,一方面是不需要那么大的口径,另一方面就是为了降低分割震动的影响;

低频单元口径大,主要是为了增加声能。

当然,分频解决了旧问题,又会引入新问题,即如何分频。跟本问题无关,略过不提。


第一由于振幅x与速度v的关系是x=v/jw(拉氏变换)。

期中v在扬声器阻抗一定情况下是代表功率大小的。很明显同功率下低频(w小)的振幅大。高频振幅小,而且有分割振动。

第二扬声器单元设计是有频带的,一般参数就是共振频率fs,3db截止频率f3。一般工作频率受限于这两个频率,而这两个频率也基本上决定于振膜大小。你把扬声器看成一个 弹簧挂著一个重物,当重物越重,弹簧振动频率是越低的。振膜也是这个道理。低频需要大又重的膜才能工作良好有力量感。

第三由于低频振膜大了,声阻抗会增加,就是空气对于振膜的阻力会增加,而且由于低频很容易绕射,辐射效果低。一般就要用更大功率的放大器。

所以低频中频高频,他们工作在不同区域里面,需要的功率也不同。一个扬声器,就算他频响再怎么平,都不可能满足全频带的工作条件。所以这个时候要用分频网路。把输入的信号分成高中低三频输入给三个放大器或是扬声器才能达到良好效果。就酱


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