【科普小常識】原來音箱板材對音質的影響這么大

jhddxb · 發(fā)表于 2017-3-1 08:59

音箱板材分類

原生木材
這里的原生木材是指針對原木組織結構未做改性處理的原生木材。這類音箱用板材由于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，也可能導致每只音箱的音質有所區(qū)別，品質與性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，氣干密度0.9~1.1，抗彎強度＜60MPa，由于密度低，剛性差，在隔音與剛度方面都不能作為高端音箱的箱體材料選擇。尤其是作為落地式矩形音箱時，這類材料在音箱的腰部應力較大，容易產生箱振。
密度板
密度板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制成的人造板材。這類材質的音箱在市面上占了絕大多數。
塑料
一般用價格較低的烯類樹脂如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等通過低發(fā)泡的特殊加工而成。同樣可以切削、開孔、打釘、上螺絲、膠結等，并具有物性均一、質輕、不吸水、尺寸穩(wěn)定、耐腐蝕、耐蟲柱、著色容易等優(yōu)點。但耐候性、強度、觸感較差。另一類塑料類的音箱采用注塑工藝，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，由于壁厚受到限制，箱體的剛性受到影響，所以塑料材質往往被用于制造低檔音箱，其音質無法得到較高標準的控制，但在國外有極少部分高檔音箱也采用塑料材質。

箱材與聲學

箱體材料的力學性能直接影響音箱的性能，其中，材料的密度與隔音相關，材料的力學強度（剛性）與箱殼自振相關，同時也與低音音色相關。
材料阻尼特性與箱內空氣Q值、濾波相關聯。材料密度越低，隔音效果越差，音箱諧振效率就越低；材料力學強度越差，箱殼自振率或越高，音箱雜音就越多；材料的剛性越差，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。
音箱本質上是一個與揚聲器產生空氣諧振的共鳴器。箱材的作用是構造一個能裝載揚聲器并與揚聲器產生諧振（尤其是倒相式、帶通式、迷宮式等開口箱）的特定封閉空間，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(fā)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(fā)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，在力學性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(fā)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余的頻率——對音箱而言就是有害聲波，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性能與品質。所以，對音箱材料的性能與品質的要求，就是在隔音、適當阻尼特性的前提下盡可能消除、避免或減少箱殼自振；同時，也就需要高強度的材料力學性能來保證箱殼不產生任何細微的蠕動與變形。材料力學強度是指材料剛性，也就是抗壓強度。剛性越高，低頻反應越快，效率越高，低頻音色更純凈，音染越少。

密度板的危害

但是，當前采用最普遍的音箱板材是密度板，尤其是中密度板（MDF），這種材料也常常用在所謂Hi-End音箱上。中密度板（MDF）構造由于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性能之靜曲強度為30MPa，這種板材抗壓強度是相當弱的，而密度僅有0.55~0.88，隔音效果與抗壓效果還不如花梨原木。可以說這種材料做Hi-End音箱是不夠格的。所以，該類板材在音箱制造中也存在一些不可彌補的缺陷。
第一，在材料力學上，中密度板由于板材內部組織的均勻分布，雖然從厚度上可起到一定的強度支撐作用，但受制于力學強度指標，其消除、避免或減少箱殼自振的性能還是相當有限的。尤其是生產高性能、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Hi-End音箱在制造時，從用材厚度上避免部分箱殼自振，但厚度提高不等于剛性提高，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(tài)不好等。
第二，在材料工藝學上，密度板材音箱常用乳膠或螺絲作連接鎖固。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。由于密度板的握釘力較差，所制造的音箱如果是將揚聲器單元用金屬螺釘鎖固，隨著揚聲器使用次數增加，其螺釘鎖固強度會逐漸降低，直至松動，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(fā)脹。即便是用油漆（常常號稱鋼琴漆）對音箱進行全封閉狀態(tài)下，由于制造工藝限制，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，積淀到一定程度，箱殼剛性進一步減弱，低頻音色會更加退化。
第四，用涂料（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里外完全封閉。這就使得音箱的正常壽命相當有限了。至于塑料箱體材料，當前我國僅能加工1cm厚度以下的注塑箱殼，其隔音與阻尼性能都是較差的一種，很難達到高保真音箱制造的材料標準。

當然，也有Hi-End音箱采用原木切片，4mm~5mm厚度一片一片地徑向堆積成箱殼，徑向木材箱體的剛性較軸向木材箱體提高數十倍（如美國魔域）。就像一根筷子，折斷它就是在軸向90°使力，很容易。但如果把它豎起來軸向0°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沿徑向周圍的巨大剛性，但沿軸向分布的強度就大大減弱，更何況其密度有限，隔音還是不夠理想，其他木材缺陷也還未根本解決。
高端或高級音箱箱體材料，密度最好＞2，強度最好＞100MPa（箱體空間越大，力學強度越高）。就上述問題看，木材、密度板、塑料等及其相當的材質是不能制造Hi-End音箱的。

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人見百態(tài) · 發(fā)表于 2017-3-1 09:02

這個不錯感謝樓主的分享！

金蘋果的眼淚 · 發(fā)表于 2017-3-1 09:40

匿名 *發(fā)表于 2017-4-26 23:04* | 未知 · 發(fā)表于 2017-4-26 23:04

有需要。

匿名 *發(fā)表于 2017-4-26 23:06* | 未知 · 發(fā)表于 2017-4-26 23:06

強烈支持樓主ing……

linyuzong163 · 發(fā)表于 2017-4-27 11:38

有用?？纯?。

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