高階音箱內涵(四):箱材密度

音箱的箱體聲學包括、箱材、箱體形狀兩個方面。本章專門討論箱材的密度問題。

箱材,即音箱的箱體材料。

音箱一般都有箱體亦或說腔體,既是裝載驅動單元等元件的結構,又是開口音箱的諧振腔體。它的功能一是為單元等裝載提供結構條件,二是對低頻率單元背部發聲進行隔音,三是完成一個低頻的諧振腔。概括起來其功能有三:結構、隔音、諧振。隔音與諧振是它的主要聲學功能。

1。 箱材的聲學功能

1。1。 隔音功能

無論開口箱(倒相式、帶通式、傳輸式等)或密閉箱,都必須隔音。一方面是低頻隔音,另一方面是抗擾隔音。

先講低頻隔音。

所有的電聲驅動體(包括動圈式、電容式)都必須將發聲體前後的聲音隔開,才能具備較好的低頻。尤其是80Hz以下的超低頻。

聲波的形狀特性,使較低頻的相位從180度~360度(見拙作《高階音箱內涵(三)振膜的高效性(上)》-“相位”)。振膜朝前振動和朝後振動的聲相位相反,頻率越低±抵消程度越大。

為了解決這個問題,最早的音箱是一塊很大的障板,將前後聲波隔開。那個時期的錄音條件不好,較低的低頻記錄不了,問題還不是特別突出。後來錄音技術條件向好,問題顯現出來,解決方案是音箱結構成5個面,即背部不封口。再後來就乾脆6個面都封,就構成了理論上的一個無限大障板,“真”把前後聲波隔開了,避免“較低頻”的±抵消。

什麼是±抵消

數學上的±抵消=0(﹢加﹣=0),聲學上的±抵消≠0。因為聲學上的二聲波相疊加,不可能做到相位完全一致。

聲相消與聲相長是兩個意義相反的概念。

聲相長:一個揚聲器輸出10W90dB,將輸出提高到20W(能量翻倍)時,SPL=93dB;但兩個揚聲器輸出10W90dB時,能量同樣翻倍,只要相位一致,SPL會增加6dB=96dB。

聲相消與之相反:一個揚聲器輸出10W90dB,將輸出降低到5W(能量減倍)時,SPL=87dB;但兩個揚聲器輸出5W90dB時,能量同樣減倍,只要相位相反,SPL會減小6dB=84dB。

我們討論的是因隔音不力的音箱聲相消問題。音箱正面聲波與背面聲波都是在一個功率上運作,所以它的聲波反相等同於一個揚聲器工作聲相消原理,即衰減3dB。

高階音箱內涵(四):箱材密度

圖1 相位差聲相消示意圖

揚聲器低頻的聲相消前後相位不同,理論上是180度。實際上前後發聲的質點位置不同,相反相位不能絕對重合,因此沒有重合的那部分就沒有被消除。如果真是前後發聲質點位置完全相同,聲相消就真=0了。任何帶低頻的振膜都有形狀和厚度,所以正面聲源與負面聲源始終是存在振動質點相位差的,儘管差距很小,也難避免聲相消干擾的“全軍覆沒”。

儘管沒有全軍覆沒,但聲相消也足夠讓人耳“聽不到”。

所以,低頻隔音功能是必須的。

隔音功能,是音箱表現400Hz以下所必須解決的。而且頻率越低,越需要隔音。

閉口箱(密閉箱)的隔音是為了避免驅動單元背面輻射造成的聲相消,而正常發揮驅動器正面聲波的傳播;開口音箱的隔音既為了發揮驅動器正面聲波的正常傳播,還必須將其諧振聲波透過倒相後與正面聲波疊加,以加強低頻形成聲相長。

再說抗擾隔音。

對於2分頻以上的多分頻音箱,如果高音、中音單元不是密閉結構,就必須進行抗擾隔音。一旦裝載於音箱的低音單元背部發聲,其振動波就會干擾高音單元或中音單元的振膜運動。所以,要阻隔低音單元背部氣流對高音或中音振膜的干擾,這就必須進行抗擾隔音。如果高音單元、中音單元的盆架材質密度不夠,超低頻聲波會透過材質干擾其振膜運動。

1。2。 諧振功能

閉口箱(密閉箱)不需要諧振(≠沒有諧振),開口箱需要諧振(只要開口就會有諧振)。

揚聲器單元都有共振頻率,共振頻率是振幅最大的頻率點。開口箱利用諧振器(倒相管與音箱的諧振關係),透過反向即聲相消的方式抵消一部分共振頻率點的振幅,壓低其阻抗,並在聲相消過程中的將反向聲波倒相與正面聲波疊加,由此來增強低頻。這是閉口箱低頻不如開口箱的主要原因(詳情另文闡述)。

諧振功能有兩個:一是削減共振頻率點的振幅,二是增強系統低頻。

但要知道:此諧振不是箱體的諧振,而是空氣的諧振。

音箱箱體諧振與樂器箱體諧振不同。只能箱體內的氣體諧振,不能讓包裹住氣體的箱殼諧振。這是音箱聲學的獨特性。樂器既需要箱殼諧振,也需要被箱殼包裹住的氣體諧振,而且箱殼諧振的音色與振幅,決定了樂器的藝術品質。如鋼琴、定音鼓、提琴、箏、豎琴、二胡、琵琶等凡與箱鳴相關的樂器。

音箱不是箱鳴樂器,而是重放裝置,一旦箱殼諧振,就會凸顯箱材固有頻率的振幅和音色,它一俟疊加進重放聲波,就會產生嚴重的聲染色,改變甚至劣化重放音樂的音質。

1。3。 結構功能

首先,箱殼自身要結構成體,無論是板料還是其他材料,都必須自身完成箱體結構;其次,箱殼上還必許結構或裝載驅動單元、接線柱、減震器等零部件,甚至連分頻器、倒相管(還包括有源音箱的電子裝置),都會一併裝載於箱殼上。

如果箱材密度和剛度不夠,箱體的隔音系數和剛性係數都會影響音箱整體效果。包括結構上的任何部件都會因之受累。

2。 箱材分類

由於歷史原因,音箱文化積澱,使音箱造形多數為矩形。而矩形最方便的製造就是用板材來結構。

當前的音箱板材主要有兩類:大宗箱材與小宗箱材。

2。1。 大宗箱材

大宗箱材,是指大眾化音箱商品採用的箱材。這類箱材歷史最長,應用範圍最廣。

第一類:原生木材。這是最早音箱製造時期的箱材。指標對原木組織結構未做改性處理的原生木材。這類音箱用板材由於每一塊都是軸向開板,其經緯組織結構不一致,導致每一塊板材的密度與強度都沒有一致性,音箱內部周圍氣流對揚聲器振膜背部的壓流都不一致,不僅使揚聲器單元背部獲得的空氣壓力不均衡,也可能導致每隻音箱的諧振音質有所區別,品質與效能無法得到一致性控制。這種原生木材密度最高的是花梨木、子彈木、蛇木、紫檀木等,氣幹密度0。9~1。2之間,抗彎強度<60Map左右,由於密度低,剛性差,在隔音與諧振、裝載等方面都不能作為高階音箱的箱體材料選擇。無論落地式、書架式,都屬於音箱聲學效能很差的材料。

第二類,MDF(也叫硬度纖維板、中纖板、高密度板等)。是以木質纖維或其他植物纖維為原料,施加脲醛樹脂或其他適用的膠粘劑製成的人造板材。這類材質的音箱在市面上佔了絕大多數。

第三類:塑膠。一般用價格較低的烯類樹脂如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等透過低發泡的特殊加工而成。同樣可以切削、開孔、打釘、上螺絲、膠結等,並具有物性均勻、質輕、不吸水、尺寸穩定、耐腐蝕、耐蟲柱、著色容易等優點。但耐候性、強度、觸感較差。另一類塑膠類的音箱採用注塑工藝,外形可以較隨意變化,受加工技術的影響,注塑音箱的壁厚受到了較大的限制,由於製造工藝壁厚受到限制,箱體的剛性和密度受到影響,聲學效能較MDF更差;同時,它只能滿足小型音箱的製造條件。

大宗≠好。

有發燒友認為買音箱還是要買大品牌。因為大品牌有質量控制和技術支撐。事實上,世界上的大品牌(規模大、體量大、影響大)都造不出好音箱。如哈曼卡頓、bose、哈曼卡頓旗下的JBL等。它們造出高效能、高品質音箱了嗎?沒有。因為它們使用的箱材都是木質或塑膠,密度太低。那你要問,產品不好為什麼做到那麼大。第一,成本低,售價低,老百姓買得起;第二,用老牌資本主義製造信譽,忽悠99%的專業知識缺乏的吃瓜人。這種忽悠甚至影響到汽車整車廠用大品牌作為促銷噱頭。

這種靠歷史信譽維持的大品牌已經開始走向沒落了,他們終會被質量競爭、效能競爭、技術競爭的實力所擊潰。

2。2。 小宗箱材

指與小眾商品應用相關的箱材。

第一類:金屬。通常採用金屬鋁(合金)。鋁及鋁合金在金屬中資源含量大、易加工、密度大、固有頻率高等特點,其價效比與聲學效能綜合性較好,所以,是金屬箱材中應用最普遍的箱材。如芬蘭真力、美國(魔域)MAGICO等。不過,芬蘭真力的工藝為鑄鋁,而且鋁殼厚度太薄,低頻隔音效果較差。凡是鑄鋁工藝的箱材都有氣孔,很難封隔低頻的聲相消。

當然也有大宗商品應用鋁合金的型材。不過壁厚太薄,除開美觀外,聲學上沒有任何意義。

但由於其材料成本、加工難度與效率遠遠高於木材,產品成本遠遠>大宗箱材,售價高,只能滿足財富階層小眾消費條件,也就自然劃入小眾商品箱材範圍。

第二類:石材(包括陶瓷)。石材的加工難度較金屬鋁合金等更高,售價更高。相對金屬類應用範圍更窄。如德國Fischer & Fischer。

高階音箱內涵(四):箱材密度

圖 2 德國Fischer & Fischer石材音箱

3。 箱材與聲學特性

箱材既然具備聲學功能及其結構功能,就自然有著自己的聲學特性。

3。1。 箱材聲學特性概述

聲學就是力學。它是力學的分之,是力學於聲音物理特殊性的表現。而音箱聲學又不同於建築聲學等其他聲學,也有著自身的特殊要求和效能。

前面提到:箱殼不能諧振只能空氣諧振就是其特殊性之一;之二,它與驅動器的效能相關;之三,它與驅動器能量諧振的質量相關;之四,它與諧振器(如倒相管)的協調相關;之五,它與氣壓相關。

箱體材料的力學效能直接影響音箱的效能。其中,材料的密度與隔音相關,材料的力學強度(剛性)與箱體內空氣剛性相關,同時也與低音音色相關。材料阻尼特性與箱內空氣Q值、濾波相關。材料密度越低,隔音效能越差,低頻效率就越低;材料力學強度越差,箱內空氣剛性越差,低頻的彈性就越差;材料阻尼越低,箱內空氣Q值就越高,同時濾波效率也越低等等。

3。2。 箱材聲學特性的意義

箱材的第一個作用就是結構功能的意義。

將揚聲器、倒相管、不同規格的板材、分頻器、接線柱結構在箱殼上,安裝及其結構質量是否穩定、可靠、精準等,看起來是一個純結構問題,其實與箱體聲學直接關係。

如上述大宗類舉例的木質材料,傳統做法的結構方法主要靠乳膠連線板塊、金屬螺絲緊固揚聲器等零部件。木質材料的握釘力本身就差(61N~154N,以60%引孔,自攻螺絲向連線件擰進深度14mm為前提。注:1N=100g),差不多6。1kg~15。4kg;比較金屬螺絲的拉力(如304不鏽鋼M4×14規格為23kg/mm²)288kg,相差18倍~47倍。

木螺絲的握釘力與金屬螺絲的拉力,都是衡量連線緊固的力作用程度。幾十倍的差距不小。它直接影響箱體結構強度和剛度。而箱體結構強度與剛度,直接影響其聲學效應。剛度差即氣體易變形,諧振隨即變形。效率下降同時音染增大。

箱材的第二個作用就是聲學上的諧振意義。

構造一個能裝載揚聲器等零部件並與揚聲器產生諧振(尤其是倒相式、帶通式、迷宮式等開口箱)的特定聲學空間,其產生正確的諧振是與箱體內的空氣產生諧振而與非箱殼產生諧振。在諧振過程中,揚聲器振膜的振動會引發箱體內空氣的膨脹收縮運動,空氣的膨脹收縮能量也會引發箱殼的膨脹收縮運動。在此情形下,就需要箱殼材料具有一定的抗壓作用,即能抵抗空氣膨脹收縮的影響,在力學效能上具備不受箱體內空氣運動影響的性質,即靜曲強度。如果靜曲強度低,箱殼材料內部會發生移位,箱殼就會因空氣膨脹收縮運動影響而產生振動,這種振動可稱為箱殼自振。

而其振動頻率就是額外或者多餘的頻率——對音箱而言就是聲染色,有害聲波,亦即箱殼雜音。而箱殼振動的能量同時也會對諧振能量實施抵消或疊加的影響,從而破壞音箱的諧振效能與品質。所以,對箱材的效能與品質的要求,就是在隔音、適當阻尼特性的前提下儘可能消除、避免或減少箱殼自振;同時,也就需要高強度的材料力學效能來保證箱殼不產生任何細微的蠕動與變形,同時保證箱內空氣的剛性。材料力學強度是指材料剛性與靜曲強度,也就是抗壓強度。剛性越高,低頻反應越快,效率越高,低頻音色更純淨,音染越少。

箱材自振越少,甚至無自振就可以保持空氣諧振的純淨性和剛性,既無音染,且低頻能保持彈性。聽感就會低音音質稜廓分明、線條清晰;低音音色厚而不渾、大而不肥等,十分耐聽。

箱材的第三個作用就是聲學上的隔音意義。

3。2。1。 箱材的隔音

前面提到:箱材隔音的目的,首先是為了將驅動單元發聲前後的低頻隔開,使之避免聲相消,從而正確發揮音箱低頻效應;其次是將影響高音、中音單元背部振動干擾的聲能量及其空氣擾動隔開。

而將±低頻隔開,避免聲相消的唯一方法就只有箱材的密度效能。

也就說箱材的密度決定了隔音效能,隔音效能決定了聲相消程度,聲相消程度也決定了聲相長的程度,聲相長的程度決定了音箱的低音效果。

要想音箱低頻效果好,箱材的密度佔有十分重要的地位。

3。2。1。1。 箱材聲學隔音的特殊性

音箱聲學隔音與建築等聲學不同。

建築聲學隔音可以採用夾層“三文治”方式。如中空玻璃。玻璃之間夾一層空氣;或剛性材料(磚、水泥或其他)中間夾一層軟性材料(玻璃纖維)。音箱卻不能做夾層:一來空間有限,不可能製造很大很重一個傢伙;二來它必須保持絕對剛性,不能因夾層而失去其剛性:三來音箱內部不能做吸音處理,尤其是開口箱。一旦箱材內壁附著有阻尼膠或吸音棉,即刻會讓驅動單元背部驅動能量大減,削弱了聲相長的作用,顯然是削足適履的方法,不可取。

所以,音箱聲學的隔音只能依賴箱材本身的密度。

3。2。1。2。 箱材密度理論原則

首先要認識聲學隔音定律:面密度每增加一倍,隔音量在理論上增加6dB。

面密度是指特定厚度物質單位面積的質量。

材料面密度:如20mm厚條件下,中纖板=0。9kg,鋁=5。4kg,琉璃玉(一種仿玉石)=5。6kg,青銅=17。4kg,黃金=38。6kg;(美國Shape Audio就用黃金製造的Claas-D數字功放有源音箱售價$:6950000)鋨=45。18kg。

音響隔音主要是隔低音。材料厚度越大、隔音量越大。

首先了解隔音量。

以125Hz為例看看上述部分材料不同厚度的隔音量。

125Hz材料厚度隔聲量表:

壁厚

5mm

10mm

20mm

40mm

80mm

MDF

21dB

27dB

33dB

39dB

45dB

57dB

63dB

69dB

75dB

81dB

琉璃玉

58dB

64dB

70dB

76dB

82dB

青銅

137dB

143dB

149dB

155dB

161dB

表 1 125Hz材料厚度隔聲量表

隔音量意味著聲相消的降低程度。對於開口箱而言,意味著聲相長的疊加程度。隔音量越高,低頻量感越大。

其次,要知道箱材的隔音量與頻率成正比。頻率越低,隔音量越小;頻率越高,隔音量越大。也就說音箱頻率響應越低,箱材密度就要越高。

理論上講,頻率每升高1個倍頻程隔聲量增加6dB;相反,頻率每降低1個倍頻程,隔音量減小6dB。

業界常用的音箱壁厚為18mm。在這裡用18mm厚材料舉例超低頻隔聲量。見下表:

頻率/壁厚

125Hz/20mm

52。5Hz/20mm

26。25Hz/20mm

MDF

29。7dB

24。3dB

18。9dB

62。1dB

56。7dB

51。3dB

琉璃玉

63dB

57。6dB

52。2dB

青銅

134dB

128。7dB

123。3dB

表 2 20mm厚材料不同超低頻隔聲量

上表可見:同為20mm壁厚,鋁與琉璃玉在52。5Hz超低頻與26。25Hz極低頻條件下,隔音量都>MDF2倍以上。

第三,瞭解了箱材的隔音量,反過來就可以推測其透聲比。所謂透聲比,就是指材料透傳、或透射、或滲漏的聲量比。也就說有多少比例的聲能量“透”出來了。

見下表隔音材料超低頻透聲比:

比較項

125Hz20mm/透聲比%

52。5Hz20mm/

透聲比%

26。25Hz20mm

透聲比%

MDF

70。3

75。7

81。1

37。9

37

43

琉璃玉

30

36

42

青銅

0

0

0

表 3 隔音材料超低頻透聲比

表3可見:MDF在超低頻、極低頻的透聲比均>鋁、琉璃玉的近2倍,而青銅則無透聲。也可直接將透聲比看成是聲相消比。如MDF,125Hz抵消70。3%;52。2Hz抵消75。7%;26。25Hz抵消81。1%。類推之。

第四,從箱材透聲比可以順推出低頻超低頻經聲相消(抵消)後剩下的餘量。這個餘量,就是聲相長的疊加量。

看看以90dB隔聲材料超低頻率抵消量後餘量表:

頻率

125Hz

52。5Hz

26。25

MDF

29。7dB

24。3dB

18。9dB

62。1dB

56。7dB

51。3dB

琉璃玉

63dB

57。6dB

52。2dB

青銅

90dB

90dB

90dB

表 4 90dB隔聲材料超低頻率抵消量後餘量表

表4,是剔除了隔音量中透傳、透射、滲漏部分的聲能量。它說明:該部分聲能量會與驅動器前部分聲能量正疊加,是開口箱延伸低頻、提振低頻量感的主要正能量。其中,青銅材料可以增加3dB,鋁和琉璃玉可以增加1。7dB左右,MDF只能增加0。6dB。

不要小看上表4中3dB、1。7dB、0。6dB數字上的微弱差異。如果增量3dB=即音量大1倍(=93dB);1。7dB=增量70%-30%聲相消(=91。2dB);0。6dB=增量6%-94%聲相消(=87。4dB)。後者的增量直接降低了低頻量感,因為聲相消去掉了-3dB的94%聲壓。換言之,MDF因材料密度缺陷反而會破壞正常音箱低頻。

結合材料楊氏模量,密度越高,低頻的稜廓、線條、彈性越清晰,反之越模糊、越散、越糊塗。所以,要期望聽到訊號真實的低音,MDF及其木材類,因密度太低是不可能的。

青銅密度高,為什麼很少青銅材料製造呢?這要考慮建築承受能力。我國民用建築樓層承重規定:每平方米/300kg。青銅音箱材質很容易超重,不安全。除非只能放置於費樓層位置。

當然,上述做出的是理論分析。意在說明箱材密度對音箱低頻的重要性及其作用。與實踐引數差距有一定差異。如上表中90dB的假設沒有設定距離。而音箱的聲相消與聲相長的距離是非常近的,可能是cm級甚至mm級。距離越近,箱材密度發揮的作用就越大。

4。 箱材密度於超低頻的好處

通常的音箱設計,兩分頻的超低頻表現依靠中低音單元,三分頻的超低音表現靠低音單元,四分頻的超低音表現可能靠超低音單元。

但實際應用中,中/低頻單元與低音單元居多,很少用超低音單元。拙作《低音揚聲器與超低音揚聲器的區別》一文中已經講過:超低音揚聲器80Hz以下聲壓級較低音驅動單元要高很多,而且曲線下降較緩。低音揚聲器或中/低音揚聲器儘管可能F0也低,但是80Hz以下的聲壓級不高,而且曲線下降較陡。這樣,中/低音揚聲器或低音揚聲器的超低音量感就會不足,就必須用音箱諧振來提升和延伸更低低頻的聲壓。類此,箱材的密度就更重要了。

此時,最有效的方法就是採用高密度箱材,以減少超低頻響應資源的浪費,合理、有效地利用箱材聲學特性。

高密度材料成本與製造成本肯定高了不少。如原材料成本:中纖板2。3元/kg;鋁合金29元/kg;琉璃玉石粉35元/kg。直接加工成本:中纖板7元/時;鋁合金46元/時;琉璃玉80元/時。CNC:木工CNC每分鐘行程可達到30米;鋁合金CNC每分鐘行程只能到7米。同樣厚度18mm:木材(包括中纖板)箱體從結構到外觀(貼皮、油漆),造價為727元/m²;鋁合金(陽極氧化)為7200元/m²;琉璃玉(打磨)9090元/m₂。其中,琉璃玉無論產品規格大小,因為是燒鑄,從燒爐升溫-降溫,再出爐-打磨等都需要12天×24小時。

也就說,木箱產品成本與鋁合金、琉璃玉比較為:1:10:56。

相比較而言,就明白為什麼絕大多數音箱要用木質材料了:成本低。

低成本的聲學結果是:低頻差。箱體作用不僅不有益於低音,反而有害於低音。從這個意義上講,迄今絕大多數發燒友沒有真正意義上的音樂低頻體驗經歷。

超低頻(80Hz以下),是音樂的“地基”,沒有它,音樂作為“流動的建築”是晃的、缺乏穩定狀態的(聽感不穩、不端莊,三腳貓一樣慌慌張張的)。哪怕是書架箱,超低頻仍然很重要,至少50Hz要能保證,否則談不上“高階”二字。我聽過的所有幾十萬~幾百萬的歐美音箱,重放交響樂都不穩,慌慌張張的。

有些發燒友十分敬重某錄音師、某評論家對音箱的評價。其實不然。因為世界上的錄音師、評論家與發燒友一樣,很難聽到真實的音樂重放低音。他們自己都不知道什麼是真正的低音。還有部分吃瓜的,認為低音“打胸口”就是好低音,稱為“震撼”。我要告訴你,“打胸口”絕對不是好低音。美國曾經做過1萬人社群調查,發現其中40%夜店生活者有壞膽固醇。壞膽固醇,即壞脂蛋白膽固醇,也叫低密度脂蛋白膽固醇。它和高血壓、冠心病、腦血栓、糖尿病密切相關。“三高”已是城市病第一殺手。要注意:這種現象就是“打胸口”得來的。真正的音樂低音不是“打胸口”,而是按摩胸口及其人體器官。不僅“不殺人”,反而養人、護人。(如果讀者對此有興趣,在評論區留言。我視需求量專述現代音樂治療)

更何況音樂的超低頻部分(80Hz)以下,對人體器官生物頻率有正能量疊加作用(視需求另文闡述音樂頻率與生命健康)。

5。 木質材料——高階音箱的禁區

透過上述分析總結:任何木質材料,都不能或者說都做不到高階音箱的品質和效能。這是我40年研究、實踐所總結的結論。

但是,當前採用最普遍的音箱材料是密度板,尤其是中密度板(MDF),這種材料也常常用在號稱所謂Hi-Fi&Hi-End音箱上。

中密度板(MDF)構造由於是粉狀鋸末膠合壓制,因此其內部組織均勻,力學上沒有徑向弦向之分,也沒有縱向橫向之分,即便是質量最好的高密度板力學效能之靜曲強度為30Mpa,這種板材抗壓強度是相當弱的,而密度僅有0。45~0。88(高密度板),隔音效果與抗壓效果還不如花梨、子彈、蛇、紫檀等原木。可以說這種材料做高階音箱是不夠格的。所以,該類板材在音箱製造中也存在一些不可彌補的缺陷:

除上述列表缺陷外,補充如下。

第一,在材料力學上,中密度板由於板材內部組織的均勻分佈,雖然從厚度上可起到一定的強度支撐作用,但受制於力學強度指標,其消除、避免或減少箱殼自振的效能還是相當有限的。尤其是生產高效能、高品質或較大箱體的音箱時,該弱點是不可克服的。即便某些號稱Hi-End音箱在製造時,從用材厚度上或加支撐經以減少部分箱殼自振,但厚度提高不等於剛性提高,其剛性不夠的缺陷,導致該類音箱的低頻表現缺乏彈性、反應遲緩、音色不通透、音質瞬態不好等。

第二,在材料工藝上,密度板材音箱常用乳膠或螺絲作連線鎖固。尤其是揚聲器單元的安裝,常常用自攻螺絲將單元盆架鎖固在箱體上。由於密度板的握釘力較差,隨著揚聲器使用次數增加,其螺釘鎖固強度會逐漸降低,直至鬆動,從而降低音箱整體剛性,音質會逐漸下降。

第三,該類材料其最大的缺陷就是不防潮,見水就發脹。即便是用油漆(常常號稱鋼琴漆)對音箱進行表面全封閉狀態下,由於製造工藝限制,在所有握釘處、開孔處的縫隙都有可能形成板材吸潮的條件,板材吸潮越多,積澱到一定程度,箱殼剛性進一步減弱,低頻音色會更加退化。

第四,用塗料(包括鋼琴漆)來封閉密度板的毛孔,只能保新5年。更何況任何廠家都沒有對它進行裡外完全封閉,而是僅僅油漆外表。這就使得音箱的正常壽命相當有限。

第五,木材諧振頻率低,在單元驅動下,全身都會劇烈抖動,時發聲的單元、分頻器、接線柱等始終處在晃動中,不僅難以精確發聲,而且電纜接觸處還會產生反電動勢,破壞線訊號迴路。

至於塑膠箱體材料,當前我國僅能加工1cm厚度以下的注塑箱殼,其隔音效能很差的,很難達到高保真音箱製造的材料標準。

當然,也有所謂Hi-End音箱採用原木切片。用4mm~5mm厚度一片一片地徑向堆積成箱殼,徑向切片,軸嚮應用,其剛性較軸向切片徑向應用的木材箱體提高數十倍(如美國魔域)。就像一根筷子,折斷它就是在徑向使力,很容易。但如果把它豎起來軸向用力,就太不容易損毀了。這種材料在使用方法上雖然提高了箱體軸向力學的巨大剛性,但其密度有限,隔音量還是不達標。

高階或高階音箱箱體材料,密度最好>2。5,強度最好>100Map(箱體空間越大,力學強度越高)。就上述問題看,木材、密度板、塑膠等及其相當的材質是不能製造高階音箱的。

當前所見到的音箱,絕大多數是MDF板結構,原木皮裝飾。其最大害處:應力大、共振大、染色大、失真大、聲相消大;容易受潮、氧化、不耐用;自攻螺絲握釘力不夠,影響緊固作用等。

6。 音箱材料密度簡易識別

廠商或經銷商,一般不會標出產品箱材密度和厚度。要想大致瞭解其密度,可以:

1、用重量除以體積:

廠商一般都有音箱規格標稱和重量標稱。只需要將高、寬、深相乘,得出體積,再將重量除以體積,便可得到其體積/密度。

如法國FOCOL ARIA 960,規格:390 x 225 x280 (mm)=24。57Dm³,重量8。5kg,體積密度為0。34kg/Dm³;

又如英國Spendor S3/5,規格165 x 305 x 190(mm)=9。56Dm³,重量4。5kg,體積密度為0。47kg/Dm³;

再如義大利

S

onusfaber minima vintage,規格330×200×275(mm)=18。15Dm³,重量6。9kg,體積密度為0。38kg/Dm³;

如中聲院CAA極致榮譽9號,規格277×166×23(mm)=10。57Dm³,重量為15kg,體積密度為1。5kg/Dm³。

從音箱體積考察密度:kg/Dm³數<0。5kg/Dm³為低密度;≥0。5kg/Dm³為中密度;>1kg/Dm³為高密度;>1。5kg/Dm³為超高密度。

不過要注意:要減除那些“設計>科技”、“噱頭>搞頭”的音箱裝飾重量。如美國威信新旗艦相體後背附加的鋁合金部件(我估計所佔比重超過20%)。

這是經驗判斷。

2、用重量除以壁厚體積:

這樣可以更準確地判斷箱材密度。

先從規格中計算體積,然後瞭解箱體聲學容積,再用體積減去容積=箱材壁厚體積,之後用重量除以箱材壁厚體積,再減去低音單元重量,即得到箱材密度kg/Dm³數。

箱材密度標準:kg/Dm³數≤1。0為低密度;≥1。5為中密度;≥2。0為高密度;≥2。5為超高密度。

綜上所述:箱材的密度與低音的品質、效能有著直接的作用關係。密度高,則低音強,反之低音差。

材料的剛性、密度、強度的綜合力學指標,可以衡量箱體隔音和自振效能。三者偏高,則能保證箱體諧振低、染色少、低頻好;反之,諧振高、染色多、低頻差。

音箱製造的聲學目的更多的是為了低頻的展示。至於那些低密度箱材的音箱,不僅低頻差,而且易產生低頻諧振染色和聲相消。這樣,音箱不僅失去了存在意義,反而拖累了揚聲器及其系統的品質。

這種音箱還有音箱的意思嗎?