常见音箱结构设计及选用

常见音箱结构设计及选用1、音箱设计流程产品规划与造型设计：确认音箱用途、定位、使用场景与方式、外形大小等——声学设计：音箱总体方案设计、扬声器选型、音质效果评估——结构设计：音箱的箱体设计、扬声器结构设计——开模具——样机：音箱性能测试与评价、音箱性能优化与改进——音箱系统音质调试2、音箱的分类及简要特性音箱又称扬声器系统，是将扬声器装到专门设计的箱体内，并用分频网络把输入信号分频以后分别送给相应的扬声器的一种系统。因此，音箱由扬声器、分频网络、扬声器箱共同组成。音箱按伴音模式分为：单声道、立体声（2.0系统）、2.1声道系统、3.0/3.1声道系统、家庭影院（5.1、7.1等环绕声）系统；按产品形态可以分为：有源音箱、无源音箱；按用途分为：书架式、落地式、监听式、电影立体声、大功率扩声、有线广播、防水、迷你型、返送式、带角架型、对讲型、拐角式、球型无指向式、高音半固定式、调相式等音箱。按扬声器箱分为：封闭箱：固定式、书架式；倒相式：倒相管式、阻尼倒相式、分布倒相式、R-J式、卡鲁逊式、曲径式、后加载号筒式、折叠号筒式、空纸盆式号筒障板式、前加载号筒式利用反射的扬声器箱：角隅式、JBL式指向性的扬声器箱：无指向性障板、球形箱、声柱；最为普及的是封闭式声箱和倒相式声箱。封闭式声箱是为了达到隔离扬声器后面声波的目的，而将扬声器的后面完全封闭起来的声箱；倒相式声箱是将扬声器后面所发声波加以充分利用的一种声箱。扬声器中使用最广泛的是电动式纸盆扬声器，由于其振膜面积可以做得比较大，能够得到比较大的振幅，所以具有低声频重放下限频率低的特点，同时结构简单、成本低，多年以来都是扬声器生产中的主流。3、音箱设计的总体技术要求（倒相箱）3.1音箱发声的指向性声波在传播中会产生反射,绕射和干涉等现象,并具有一定的传播规律。扬声器辐射声波的波长随频率的增加而变短。当声波的波长与扬声器的几何尺寸可比拟时，由于声波的绕射特性及干涉特性，扬声器辐射的声波将出现明显的指向性。扬声器的指向性是表征扬声器在不同方向上辐射声波的能力，且与频率有关，高频声音具有较强的指向性，低频声指向性相对较弱。超重低音、重低音音箱，扬声器的发声方向无限制，音箱可以放置于听音区的任何位置。全频、中高频、高频音箱，扬声器的发声方向尽量正对听音位置。若因结构、外观形态等限制，无法正对听音者位置，需要设计声音反射装置，以减小指向性带来的声音衰减。扬声器发声方向与听音者方向不大于90°，可采用以下声波反射装置。孔两端截面设计为渐变形状，以避免开口处产生“噗噗”气流风噪声。倒相管倒相管为避免声波在箱体内部产生谐振，箱体壳需要足够的强度，内部适当增加加强筋，并加强前后盖之间的连接。箱体内适当增加吸音材料，并紧靠箱体内壁安装。3.5出声设计尽量避免外部结构挡住出声位置（包括倒相孔的出声位置），最好的方式是扬声器直接外露。其次是采用出声率较高的蒙布、钢网等材料；再次是大孔方式塑料板；尽量避免采用小孔出声板。扬声器出声区域不得形成一个封闭的空腔，容易产生“前室效应”影响音质。封闭空腔，产生“前室效应”封闭空腔，产生“前室效应”3.6音箱的减振设计音箱工作时，扬声器的振动会传递到音箱的每个部位，容易在不同的位置产品共振，出现杂音，因此需要适当的减震设计。如：在音箱与其他结构件固定于连接的位置采用橡胶减震垫橡胶减震垫橡胶减震垫空纸盆音箱（无辐射源式音箱）的空纸盆，采用双空纸盆对称设计，以抵消其带来的振动。空纸盆空纸盆3.7扬声器的散热设计音箱中的扬声器是一个换能器件，是将电能转换为机械能（扬声器振动），再转换为声能（声波辐射）的器件。扬声器将电能转换为声能的效率较低，其余能量转换为热能。因此扬声器的散热非常重要，尤其在空间较小的小型音箱内部，直接影响音箱的可靠性。扬声器主要发热器件是音圈，他的热量通过导磁板、T铁/U铁传递到磁路和盆架的外表面，因此在条件允许的前提下，尽量考虑其外露散热。导磁碗/盆架导磁碗/盆架外露散热3.8防漏磁设计音箱使用的电动式扬声器，其磁路采用永磁体，存在漏磁的情况。在对漏磁敏感的使用环境下，需要对扬声器磁路采用防漏磁设计。有防漏磁设计无防漏磁设计有防漏磁设计无防漏磁设计4音箱结构设计方案根据产品结构形式和产品需求，音箱设计为单声道方式；根据出声方向分为三种结构形式：上出声结构、前出声结构、下出声结构，三种方式的结构设计要求和建议参照下述方案说明。本产品带麦克风，空纸盆方式的设计相对振动较大，因此不建议使用空纸盆倒相箱方式。4.1音箱上出声方式该结构方式采用圆形较大口径的全频扬声器朝上出声、圆形球顶高音往前出声，导向孔设计往后出声。音箱内部安装示意图：倒相管高音音倒相管高音音扬声器全频扬声器蒙布/钢网出声区蒙布/钢网出声区设计说明：圆形大口径扬声器为全频扬声器，其出声方向向上，中低音指向性相对较弱，能够较好的到达前方听者的耳朵里；高音指向性较强，前方衰减比较厉害；球顶高音成发散状，能够很好的扩展其高频到达区域，往前方出声，能够很好弥补全频扬声器衰减的部分高频；倒相管往后出声，其发出的低频声基本无指向性，可以较好的到达听者的耳朵里；上方出声区域采用透声率较高的蒙布或钢网，以减少对声音的衰减；整改顶面都作为出生区域，避免出现“前室效应”；高音出声区域采用蒙布或钢网，以减少对高频的衰减；整改箱体必须密闭；根据调音情况，内部适当增加吸音棉；4.2音箱前出声方式该结构方式采用全频扬声器+球顶高音方式，所有出声方向均正对听音者。导向孔设计往下出声或往后出声。音箱内部安装示意图：倒相管喇叭口出声结构蒙布/钢网出声区全频扬声器倒相管喇叭口出声结构蒙布/钢网出声区全频扬声器高音音扬声器设计说明：圆形大口径扬声器为全频扬声器，其出声方向向前，前出声方式对声音各频段衰减均较小，能够较好的到达前方听者的耳朵里；球顶高音成发散状，能够很好的扩展其高频到达区域，往前方出声，能够很好弥补全频扬声器衰减的部分高频；前出声口呈喇叭状结构，能够很好的扩展各频段的指向性；倒相管往后出声，其发出的低频声基本无指向性，可以较好的到达听者的耳朵里；前出声区域采用蒙布或钢网，以减少对声音的衰减；整改箱体必须密闭；根据调音情况，内部适当增加吸音棉；4.3音箱下出声方式该结构方式采用圆形较大口径的全频扬声器朝下出声、圆形球顶高音往前出声，导向孔设计往后出声；下方扬声器发出的声音经反射机构将声音往四周反射，到达四周出声的目的。音箱内部安装示意图：倒相管声音反射出声结构蒙布/钢网出声区全频倒相管声音反射出声结构蒙布/钢网出声区全频扬声器高音音扬声器设计说明：圆形大口径扬声器为全频扬声器，其出声方向向下，通过反射结构将声音向四周反射，达到全指向性音箱的目的上方出声区域采用透声率较高的蒙布或钢网，以减少对声音的衰减；整改顶面都作为出生区域，避免出现“前室效应”；倒相管往后出声，其发出的低频声基本无指向性，可以较好的到达听者的耳朵里；音箱出声区域采用蒙布或钢网，以减少对高频的衰减；整改箱体必须密闭；根据调音情况，内部适当增加吸音棉；三、散热设计整个产品圆柱体设计，产品采用模块化分散发热单元（如下图产品堆叠简图），主要发热单元增加散热孔，提高热对流；如果局部模块发热过高可以采用增加芯片贴装散热片或者导热硅胶、散热板组合方式散热。产品结构堆叠简易图示：1拾音模块、按键电路各种天线，连接线呼吸灯2WIFI及其他子板模块3音箱声学组件4主控板、功放电路注：序号1到序号4为自上往下，天线根据设计方案和匹配情况堆叠，呼吸灯根据功能定义和效果图堆叠。四、呼吸灯设计根据工业设计效果，确认要多少个灯，然后硬件设