低音炮音箱設(shè)計和實現(xiàn)機械制造專業(yè)

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1、 題目] 低音炮音箱設(shè)計 [摘要] 伴隨著社會的進步，我們的生活在逐漸改善，人們也越來越學會了享受生活。電腦正在普及，在不長的時間里，它已經(jīng)走進了我們的生活，學校、家庭、工作單位，到處都可以看到。而多媒體電腦技術(shù)突飛猛進，慢慢改變著人們的工作、生活、學習和交流方式，它的應(yīng)用給社會帶來了巨大的進步，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、制造、管理、服務(wù)等行業(yè)。隨著電腦的普及，電腦已經(jīng)不再只是局限性的辦公使用，它集休閑娛樂辦公于一體，滿足了人們很大的需求。 在最近的幾年里，娛樂已經(jīng)成為了個人電腦消費中最大的應(yīng)用，它主要分布在音樂、多媒體、電影和游戲上。這一切都是與視聽分不開的，用電腦組成家庭影院已經(jīng)成為了

2、一種潮流趨勢，很多人認為低音炮音箱只要能發(fā)聲就行，但實際上不管是家庭影院還是個人電腦，購買時一般都會配上低音炮音箱，假如沒有了低音炮音箱，多媒體只能是一句空話。 在現(xiàn)在的低音炮音箱市場上，各式各樣的產(chǎn)品很多，人們對低音炮音箱高品質(zhì)的追求包括造型、功能、結(jié)構(gòu)、音質(zhì)等方面。應(yīng)市場的需求，許多新品牌和相應(yīng)的新產(chǎn)品出現(xiàn)了，這導致了新老品牌之間的激烈競爭，各大廠商競相推出新產(chǎn)品，從而間接導致了新概念的出現(xiàn)，包括外觀、立意、用途、設(shè)計等新元素的迸發(fā)給市場格局帶來了不小變化。技術(shù)在不斷的進步，人們對真實還原聲場和音效提出了更高要求，Hi—Fi音響得到了更多人的接受，低頻要能重放次低音，使人的身心感到震撼；

3、高頻為排除高次諧振需要更寬廣的重放頻率，使聲音更加純正、透明；聲場也需要擴大到能表現(xiàn)戰(zhàn)爭等宏大場景，由此就出現(xiàn)了多聲道低音炮音箱，由原來的2.0低音炮音箱到現(xiàn)在的2.1、4.1、5.1、7.1音響系統(tǒng)，使低音炮音箱生產(chǎn)出現(xiàn)了高技術(shù)傾向，重在解決低音炮背景噪音、失真等問題，不斷提高了新型低音炮音箱的生產(chǎn)技術(shù)難度和開發(fā)成本，開辟了低音炮音箱追求高檔、高價的道路。而在實際生活中，大部分人都不可能有很多時間或者金錢來花大價錢買高檔產(chǎn)品來刻意追求享受，市場現(xiàn)狀也是這樣的，中低端產(chǎn)品是市場的主流，2.1低音炮音箱占到了50.9%的市場份額，因此針對這一部分消費者的設(shè)計有很大的實際意義。 [關(guān)鍵詞]

4、 多媒體 Hi-Fi 低音炮 多聲道 Abstract： Along with the society progress, our life is improving gradually, people more and more learned to enjoy the life.The computer was popularizing, in a short time, it already entered our life, the school, the family, the workplace, everywhere we may see

5、.The multimedia computer technology progresses by leaps and bounds, changing peoples work, life, study and communication method, its application has brought the huge progress to the society, and is widely applied to profession and so on production, manufacture, management, service. Along with the co

6、mputer popularization, computer no longer was only the limited work use, its collection leisure entertainment work to a body, has met the people’s needs. In the recent years, the entertainment already became the personal computing to expend the biggest application, It mainly distributes in the musi

7、c, multimedia, the movie and the game.All these cannot separate with the seeing and hearing and It has already become a tendency that composes the family theater with the computer.Many people revealed that the sound box so long as can makes sound the line,In fact ,people generally may match a sound

8、box when purchase a family theater or personal computer, If lacks the sound box, multimedia will not exists. In present sound box market,there are many kinds of sound box products,people’s pursue to high quality sound box including modelling, function, structure, sound quality and so on.To the ned

9、of market,many new products appeared, this has caused the competition between the new an old brand. Each Manufacturer competes to promote new products, thus indirectly has caused new concept proposing, including the modelling, the intention, the use, the design and so on, new element bursting out br

10、ought for the market huge change. The technology unceasingly is progressing and people set a higher request to the real return to original state sound field and sound quality,Hi-Fi sound obtained more peoples acceptance, low frequency must be able to replay the inferior bass in ought to make persons

11、 body and mind feel shocks; High frequency need broader replay frequency for removes the higher mode resonant in ought to make the sound purer; The sound field also needs expand to display the great war scene, thus the multi- sound tracks sound box appeared. 2.0 sound box promoted to the present 2

12、.1、4.1、5.1、7.1system.Then sound box production appeared high-tech tendency,mainly in Solve bass artillery background noise、distortion and so on problems. Unceasingly enhanced the new production difficulty of technology and the development cost , opened the sound box pursue to be upscale, the high pr

13、ice path. But in real life, the majority people have no much time and enough money to spend to buy the upscale product to pursue enjoy.also, the present market situation is such, center the low-grade product is the main product,2.1 sound box occupied 50.9% market shares, therefore aims at this part

14、 of consumers design have large practical significance. Key words： Multimedia Hi-Fi Bass artillery Multi- sound tracks 目錄 1接受項目，制定計劃…………………………………………………4 2市場調(diào)研 尋找問題……………………………………………………4 2.1.低音炮音箱的分類…………………………………………………4 2.2.低音炮音箱板材……………………………………………………5 2.3.低音炮音箱揚聲器…………………………………………

15、……………6 2.4.低音炮的結(jié)構(gòu)和放置………………………………………………6 2.5.低音炮音箱電路…………………………………………………………7 2.5.1．電源電路…………………………………………………………9 2.5.2．放大電路…………………………………………………………9 2.5.3．功放電路…………………………………………………………9 2.5.4．分頻電路…………………………………………………………9 2.6.低音炮音箱的性能指標………………………………………………9 2.6.1.頻率響應(yīng)…………………………………………………………9 2.6.2.額定阻抗……

16、……………………………………………………9 2.6.3.功率………………………………………………………………9 2.6.4.靈敏度……………………………………………………………9 2.6.5.指向性…………………………………………………………10 2.6.6.失真……………………………………………………………10 2.7最受用戶關(guān)注的前十大品牌分析…………………………………10 2.8市場現(xiàn)有產(chǎn)品分析…………………………………………………13 3分析問題 提出概念…………………………………………………15 3.1 趨勢分析…………………………………………………………15 3.

17、2 人群定位…………………………………………………………16 3.3價格定位……………………………………………………………17 3.4 概念設(shè)計及草圖……………………………………………………17 4設(shè)計展開 優(yōu)化深入……………………………………………………27 4.1技術(shù)方面………………………………………………………………27 4.2材料方面………………………………………………………………27 4.3結(jié)構(gòu)方面………………………………………………………………27 5效果圖制作……………………………………………………………30 6展示評價…………………………………………………………

18、……35 1接受項目，制定計劃 目前，個人電腦消費中，娛樂的應(yīng)用像娛樂節(jié)目和設(shè)備（包括電影、電視等器材）、寬帶育樂設(shè)備、操作平臺及原附件、多媒體娛樂技術(shù)及設(shè)備等等相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)成為目前最大的應(yīng)用，在去年的中國國際數(shù)碼互動娛樂產(chǎn)品及技術(shù)應(yīng)用展覽會上，娛樂和育樂軟件、數(shù)碼視覺效果軟件及設(shè)備、無線移動通信軟件、PDA/MP3應(yīng)用軟件及相關(guān)技術(shù)、計算機和游戲機附件、影視數(shù)碼互品生產(chǎn)及包裝和服務(wù)、數(shù)碼類硬件產(chǎn)品等大類持續(xù)升溫，需求爆增，在設(shè)計業(yè)興起的近幾年，數(shù)字娛樂產(chǎn)品以及硬件設(shè)施將會逐漸成為娛樂消費的主流，人們的生活在逐漸改善，享受生活漸漸走入了尋常百姓家，不管是高檔還是低檔產(chǎn)品，最起碼的視聽享

19、受總不會少，像一般的VCD DVD 家庭影院等等。在個人，這可能不太現(xiàn)實，金錢、空間等等一系列因素制約;但有一天你可能會突然發(fā)現(xiàn)，身邊的青年朋友、同事之中擁有音響的越來越多，原是奢華品的音響，逐漸走入我們尋常百姓生活。當有一天我們自己坐在音響前，音樂仔空氣中慢慢彌散，你會意識到，音響能帶給你更廣闊的生活體驗，生活開始一點點不平凡起來。隨著電腦的普及，電腦已經(jīng)不在只是局限性的辦公使用，它集休閑娛樂辦公于一體，用電腦組成家庭影院已經(jīng)成為了一種潮流趨勢。電腦的多媒體在最近的幾年里得到了飛速的發(fā)展，實際用途也不斷地被重新拓展和定義，音響作為它不可缺少的部分，有著它自己的發(fā)展空間，可以說電腦多媒體不能沒

20、有音響，但是音響可以沒有電腦多媒體，它可以按照人們的需求、用途、意向等等做隨意的組合以滿足人們的視聽。有人可能為自己的電腦配置一套音響，也有人可能為自己專門聽音樂的音響買上一臺電腦。雖然它僅僅是滿足人的聽覺，但是已經(jīng)成為了不可或缺的部分，而且技術(shù)的進步、人們思維的創(chuàng)新已經(jīng)給低音炮音箱的功用添加了許多新內(nèi)容，還有許多潛在的新功能也有待開發(fā)，前景是很好地。實際上它是一件不止能發(fā)聲的電子產(chǎn)品，外觀越來越精美新穎，就如同家具一樣，不光能用還能當作裝飾藝術(shù)品，融合現(xiàn)代家裝審美，成為家庭娛樂的必不可少的一部分。 對于很多人來說，不可能有很多時間或者金錢來花大價錢買的高檔產(chǎn)品以追求享受，因此對于低音炮音箱

21、造型及功能的創(chuàng)新設(shè)計和成本的降低則變得重要，而實際上市場現(xiàn)有產(chǎn)品雖多卻遠遠不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)及精神需求,對低音炮音箱進行創(chuàng)新設(shè)計的要求變得越來越迫切。 表1.1 時間計劃表 內(nèi)容 時間 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 市場調(diào)研 調(diào)研報告 分析問題 構(gòu)思草圖 優(yōu)化深入 效果圖制作 編制報告 展示評價 2市場調(diào)研 尋找問題 2．1.低音炮音箱的分類

22、低音炮音箱的分類方法很多，在專業(yè)音響中常見分類如下： 2.1. 1.按使用場合來分 分為專業(yè)低音炮音箱與家用低音炮音箱兩大類。家用低音炮音箱一般用于家庭放音，其特點是放音音質(zhì)細膩柔和，外型較為精致`美觀，放音聲壓級不太高，承受的功率相對較少。專業(yè)低音炮音箱一般用于歌舞廳`卡拉OK廳`影劇院`會堂和體育場館等專業(yè)文娛場所。一般專業(yè)低音炮音箱的靈敏度較高，放音聲壓高，力度好，承受功率大，與家用低音炮音箱相比，其音質(zhì)偏硬，外型也不甚精致。但在專業(yè)低音炮音箱中的監(jiān)聽低音炮音箱，其性能與家用低音炮音箱較為接近，外型一般也比較精致`小巧，所以這類監(jiān)聽低音炮音箱也常被家用Hi-Fi音響系統(tǒng)所采用。 2

23、.1.2.按放音頻率來分 可分為全頻帶低音炮音箱`低音低音炮音箱和超低音低音炮音箱。所謂全頻帶低音炮音箱是指能覆蓋低頻`中頻和高頻范圍放音的音響。全頻帶低音炮音箱的下限頻率一般為30Hz-60Hz，上限頻率為15KHz-20KHz。在一般中小型的音響系統(tǒng)中只用一對或兩對全頻帶低音炮音箱即可完全擔負放音任務(wù)。低音低音炮音箱和超低音低音炮音箱一般是用來補充全頻帶低音炮音箱的低頻和超低頻放音的專用低音炮音箱。這類低音炮音箱一般用在大`中型音響系統(tǒng)中，用以加強低頻放音的力度和震撼感。使用時，大多經(jīng)過一個電子分頻器（分音器）分頻后，將低頻信號送入一個專門的低音功放，再推動低音或超低音低音炮音箱。 2

24、.1.3.按用途來分 一般可分為主放音低音炮音箱．監(jiān)聽低音炮音箱和返聽低音炮音箱等。主放音低音炮音箱一般用作音響系統(tǒng)的主力低音炮音箱，承擔主要放音任務(wù)。主放音低音炮音箱的性能對整個音響系統(tǒng)的放音質(zhì)量影響很大，也可以選用全頻帶低音炮音箱加超低音低音炮音箱進行組合放音。 監(jiān)聽低音炮音箱用于控制室、錄音室作節(jié)目監(jiān)聽使用，它具有失真小、頻響寬而平直，對信號很少修飾等特性，因此最能真實地重現(xiàn)節(jié)目的原來面貌。返聽低音炮音箱又稱舞臺監(jiān)聽低音炮音箱，一般用在舞臺或歌舞廳供演員或樂隊成員監(jiān)聽自己演唱或演奏聲音。這是因為他們位于舞臺上主放音低音炮音箱的后面，不能聽清楚自己的聲或樂隊的演奏聲，故不能很好地配合

25、或找不準感覺，嚴重影響演出效果。一般返聽低音炮音箱做成斜面形，放在地上，這樣既可放在舞臺上不致影響舞臺的總體造型，又可在放音時讓舞臺上的人聽清楚，還不致將聲音反饋到傳聲器而造成嘯叫聲。 2.1.4. 按箱體結(jié)構(gòu)來分 可分為密封式低音炮音箱、倒相式低音炮音箱、迷宮式低音炮音箱、聲波管式低音炮音箱和多腔諧振式低音炮音箱等。其中在專業(yè)低音炮音箱中用得最多的是倒相式低音炮音箱，其特點是頻響寬、效率高、聲壓大，符合專業(yè)音響系統(tǒng)低音炮音箱型式，但因其效率較低，故在專業(yè)低音炮音箱中較少應(yīng)用，主要用于家用低音炮音箱，只有少數(shù)的監(jiān)聽低音炮音箱采用封閉箱結(jié)構(gòu)。密封式低音炮音箱具有設(shè)計制作的調(diào)試簡單，頻響較寬、

26、低頻瞬態(tài)特性好等優(yōu)點，但對撥聲器單元的要求較高。目前，在各種低音炮音箱中，倒相式低音炮音箱和密封式低音炮音箱占著大多數(shù)比例，其他型式低音炮音箱的結(jié)構(gòu)形式繁多，但所占比例很少。 2.2．低音炮音箱板材 　　低音炮音箱的板材是我們能夠直接接觸到的部分，我們大多數(shù)人都只注意到了其外形和顏色是否美觀大方、時尚新潮，但是對于低音炮音箱來說，最重要的還是板材的材質(zhì)。對于不加外殼而出現(xiàn)低頻能量不足的情況，通常采用質(zhì)地輕盈同時又堅硬的板材，這樣才容易使箱體產(chǎn)生共鳴，使低音效果更好。所以說，低音炮音箱的箱體不是薄的就一定差，厚的就好，這要根據(jù)箱體內(nèi)的音效單元決定。選擇合適的厚度和彈性，才能使音質(zhì)達到最佳的平

27、衡點。 低音炮音箱的材質(zhì)一般分為三類： 2.2.1．原木類 原木類是指板材未經(jīng)處理，是原生木材。由于密度非均勻，所以我們可以通過敲打板材的不同部位，根據(jù)其發(fā)聲不同來判斷。在使用 這樣的箱體時，每個低音炮音箱的音質(zhì)都會有所區(qū)別，品質(zhì)也無法得到很好的控制。除非在原木初始加工階段，能夠得到非常精密的修正。但這樣一來也會增加其成本。目前通常的做法只是用原木的木紋作為裝飾而已。 2.2.2．合成類 該類材質(zhì)需要將木材進行化學處理，使木制品有防水和防蛀的功能，然后再壓制而成。例如密集版（MDF）、三合板、防水板等等。合成板材材質(zhì)均勻，低音炮音箱的品質(zhì)也能得到很好的控制，在成本和性能方面是最適用的

28、，所以我們目前看到的低音炮音箱，大部分都是合成板材制造的。中纖板是近年崛起的高科技新產(chǎn)品。它是以樹木中的根、枝、莖等為材料，經(jīng)加工成細纖維，再用填充料粘合劑，由機械熱壓成各種規(guī)格的密度板材（MDF）。纖維板內(nèi)部材質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻、細密，具有韌性好、強度適中、抗潮濕、不易變形、表面光滑、阻尼特性較強、橫切面較細、適合精加工的特點，是當今世界發(fā)展最快的新型人造板，是制作低音炮音箱的最佳材料。 纖維板分中密度板（600kg/m3）和高密度板（可達90kg/m3以上）。高密度板價格較高，一般少用。而中密度板價格適中，性能優(yōu)良，是制作中、高檔低音炮音箱的最佳選擇板材。 2.2.3．塑料類 塑料類的低音

29、炮音箱主要的特點是容易加工，外形可以設(shè)計得比較漂亮，擺脫了木質(zhì)低音炮音箱呆板的方磚型外觀。如目前大部分低音炮音箱使用的ABS工程塑料等。一般來說，塑料材質(zhì)被用在低端的低音炮音箱中，但這也不是絕對的，只不過在國內(nèi)，技術(shù)還不純熟，塑料低音炮音箱的音質(zhì)無法得到保證。國外的部分高檔低音炮音箱也采用塑料材質(zhì)。 2.3.低音炮音箱揚聲器 低音炮音箱揚聲器又稱為揚聲單元，有高音單元、低音單元的區(qū)分，不過每個單元都是由振膜、磁鐵、線圈等組成。每個部分對于揚聲單元的音質(zhì)特性曲線都有影響。例如，不少人認為尺寸較大的紙盆能夠下潛更深，低音效果會更好，但是這還要觀其內(nèi)部，如果尺寸小的揚聲單元內(nèi)部采用較大的磁鐵，能

30、夠獲得較高的磁通密度，也能夠獲得更好的低音特性，所以每個部分都十分重要。 2.3.1．高音單元 高音單元也是由振膜、磁鐵和線圈構(gòu)成，不過在高音單元中，振膜需要能夠產(chǎn)生高頻振蕩，所以材質(zhì)上選擇包括有陶瓷、鈦、鋁絲帶等等。這些材質(zhì)比較清脆，能夠產(chǎn)生較好的高音效果。磁鐵中包括有天然磁鐵、釹、鐵等，磁通密度天然磁鐵最高。磁通密度越高，聲音還原效果越好。 其次是線圈，高音單元通常以漆包線纏繞方式形成線圈，然后通以電流信號，再產(chǎn)生磁性與磁鐵吸引或排斥，帶動振膜發(fā)聲。其纏繞的方向?qū)⒂绊懶盘柵c還原出來聲音的相位，而漆包線的粗細及其感抗則會影響單元的轉(zhuǎn)換率和承受的最大功率，漆包線的長度影響的是單元的阻抗。

31、 2.3.2．低音單元 而低音單元的組成部分也大致相同，這里談?wù)勊鼈儾煌牡胤剑鸵魡卧恼衲ねǔＰ枰^大的尺寸來獲得較好的低音效果，其材質(zhì)一般會采用紙（紙中混和玻璃纖維）、PP（聚丙烯復合材料）、Kevlar（一種人造有機纖維）等等。其中以紙的效果最為出眾。 在紙盆與金屬框架直接需要連接起來，其使用的材質(zhì)將會影響低音單元的低頻響應(yīng)，通常會用海綿、橡膠、布等為原料進行連接，其中布的效果最好，分為W型和M型，壽命比一般材料好很多。 由于很多天然磁鐵和線圈比較難自己固定，提供支撐的部件稱之為T鐵，T鐵需要和磁鐵緊密相連，否則磁通量就不會連續(xù)，影響單元的頻響。其他地方和高音單元差不多，這里就

32、不多介紹了。 2.4.低音炮的結(jié)構(gòu)和放置 低音炮首先是個低音炮音箱，如果在揚聲器工作時由于箱體結(jié)構(gòu)不牢固而導致向體共振，箱體將會產(chǎn)生干擾聲影響低音音質(zhì)。因此，低音炮的低音炮音箱必須要牢固，特別是采用大口徑揚聲器的低音炮，不宜采用塑料材料制造箱體，而應(yīng)采用一定厚度的中密度纖維板制造，并且在容易引起振動的地方增加加強筋以抑制共振。一些低音炮為追求外形的美觀，面板采用塑料制造，那么塑料面板應(yīng)非常牢固的安裝在低音炮箱體上，否則，音量稍大時就容易引起面板共振。一對理想的低音炮音箱，工作時除揚聲器振膜外，其周邊不應(yīng)隨聲波而振動。反之，則主要是箱板厚度、重量不足所造成的。因此，制作低音炮音箱應(yīng)該考慮到

33、低音炮音箱的體積及功率越大，相對箱腔內(nèi)氣壓就越大，箱壁的木板就越要堅硬、厚實，尤其是前后板極易產(chǎn)生振動，其板厚適當厚于側(cè)板。 密閉式低音炮音箱的板塊比倒相式低音炮音箱要厚些。如果是低低音炮音箱，其箱板則要比Hi-Fi低音炮音箱箱板重得多。由于厚板要比簿板的自然諧振小，所以應(yīng)盡量選用質(zhì)地堅硬、重量大，而且有一定厚度的箱板。 密閉式低音炮音箱因為沒有任何漏氣的地方，所以箱板過薄更容易引起共振。如果某一頻率激勵起箱板的振動，則在這一頻率的能量將大量消耗在木板的振動阻尼之中，因而足以產(chǎn)生很深的谷值，嚴重影響音質(zhì)。只有加厚箱板，才能有效果顯著抑制箱壁共振，減少駐波的產(chǎn)生。 一般來說，揚聲器口徑大小

34、與箱板厚度的關(guān)系如下： 揚聲器口徑<12.70cm， 低音炮音箱板厚應(yīng)有15~16mm； 揚聲器口徑為15~20cm， 低音炮音箱板厚應(yīng)有16~18mm； 揚聲器口徑為25~30cm， 低音炮音箱厚應(yīng)有18~20mm； 揚聲器口徑>35.6cm, 低音炮音箱板厚應(yīng)有20~30mm。 如果采用原木板，且其質(zhì)地堅硬，則箱板厚可減少10%~15%。 低音炮也是功放電路的載體，電源電路和所有的功放電路都安裝在低音炮內(nèi)部，要占據(jù)一定的空間，導致低音炮內(nèi)部容積減小，對低音重放有一定的影響；并且，功放電路工作時要散發(fā)一定的熱量，導致低音炮內(nèi)部溫度上升，影響功放電路的穩(wěn)定性。因此，設(shè)

35、計良好的低音炮長將功放電路的散熱片外置，即可以減少對低音炮內(nèi)部空間的占用，也有利于功放電路的散熱。 無論選擇哪種箱體，都希望不要制成等邊方形，至少要避免長、寬、深尺寸相同。箱體最好為長方形，可避免腔內(nèi)某一頻率產(chǎn)生駐波。一般可以制成日字型、斜體型、菱形、圓角型、圓筒形、扁形、梯形等等。 高保真HI-FI音響系統(tǒng)一般都放置在客廳中?？蛷d的面積大都在15M2左右，在這樣的廳堂放置HI-FI低音炮音箱，雖然可以使用落地式，但其高度不宜超過1M，而且功率不宜太大。如果音響系統(tǒng)額定功率為100W，提供給低音炮音箱的有效功率不足。揚聲器亦不可能發(fā)揮出應(yīng)有的放音效果。只有給揚聲器70%以上的功率，才能真正

36、體現(xiàn)出揚聲器的性能本色。 如果是狹窄的小廳堂，則宜用小型HI-FI低音炮音箱或書架式低音炮音箱。其音量適中，音色優(yōu)美，外形也顯得雅致。汽車低音炮音箱的制作，絕大部分根據(jù)汽車后尾的空間來設(shè)計，難度較大。 在放置上，以4.1低音炮音箱為例，它有5個發(fā)音點：前左、前右、后左、后右，聽者被包圍在中間，同時還附加一個超重低音低音炮音箱，以加強對低頻信號的回放處理。對于更高級的5.1、7.1系統(tǒng)則增加了更多的發(fā)音點，效果當然就更好了。 2.5.低音炮音箱電路 一般的多媒體低音炮音箱都是有源低音炮音箱，稱之為有源是指有電源的意思。計算機的聲卡輸出的音頻信號比較弱，推動耳機剛好合適，但是如果是低

37、音炮音箱的話就比較勉強了。所以低音炮音箱中的電路主要的任務(wù)就在這里了。 圖2.1 常見單聲道低音炮電路結(jié)構(gòu)流程 圖2.2 常見雙聲道低音炮電路結(jié)構(gòu)流程 2.5.1．電源電路 我們的市電是220V的交流電，而低音炮音箱中需要的是低壓直流電，所以低音炮音箱電路的第一個部分就是電源部分。通常會采用一個220V的變壓器，它能將220V的交流電變壓為低壓交流電，緊接著將有一個整流電路，其作用是將交流電整流為直流電，一般采用四個二極管作全橋整流即可。 由于整流過的電壓波形還不夠平滑，最后還會有一個濾波電路，電路中起主要作用的是濾波電容，我們拆開

38、低音炮音箱后能看到一顆或幾顆非常大的電容就是起濾波作用的，通常容量越大效果越好。低音炮音箱的電源電路主要是給后面的放大電路供電的，所以其設(shè)計和用料都十分重要，否則最終的音效一定會受到影響。我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)一些低音炮音箱，在沒有音頻輸出的時候會“嗡嗡”地響，這就是因為電源部分交流分量沒有濾波干凈造成的。 2.5.2．放大電路 信號進入低音炮音箱后，需要對它進行初級放大，三極管、場效應(yīng)管都能對信號進行放大，如果要獲得高放大率，可以將多個三極管或場效應(yīng)管進行組合，也可以直接用運算放大芯片來實現(xiàn)。后者集成度高、性能穩(wěn)定，目前大部分都是采用這種設(shè)計。在這個電路中，將會放置音量調(diào)節(jié)開關(guān)、高音、低音調(diào)節(jié)等

39、，調(diào)節(jié)完的信號將被輸入到功放電路中進行放大，最后輸出到揚聲單元。 2.5.3．功放電路 功放電路的全稱是功率放大電路，其實就是將信號的功率放大，包括電壓和電流，使輸出的信號能夠推動揚聲單元。一般做法都是采用大功率的功率管（其實是三極管）放大信號的電流即可。電壓主要在前級放大電路中放大，由于大電流產(chǎn)生高熱，所以功放電路通常要注意散熱。 2.5.4．分頻電路 對于有兩個不同揚聲單元的低音炮音箱來說，分頻電路的作用是將信號分成高頻和低頻信號，分別輸出給高音單元和低音單元。由于各盡所長，所以各個聲道的音質(zhì)將會非常突出。部分低檔的低音炮音箱也會將這個電路省略，以降低成本。 2.6.低音炮音箱的

40、性能指標 2.6.1.頻率響應(yīng)（有效頻率范圍） 這項指標反映了揚聲器工作的主要頻率范圍。當給揚聲器加以恒壓信號源并由低頻到高頻改變信號源頻率時，揚聲器產(chǎn)生的音壓將隨頻率的變化而變化。由此得出的聲壓――頻率曲線，就是揚聲器的頻率響應(yīng)曲線。ＩＥＣ（國際電工委員會）規(guī)定揚聲器所能重放聲音的頻率界限，也就是有效頻率范圍，是取揚聲器聲壓頻率特性曲線中比峰值附近一個倍頻位的平均聲壓級降低10dB的頻率范圍。此范圍越寬，放聲特性越好 一般高保真用揚聲器箱最低要求頻響為50-12500HZ(+4~-8dB),能達到50-16000Hz已足夠了.當然30-20000Hz則更好. 2.6.2.額定阻抗

41、它的指揚聲器在某一特定工作頻率(中頻)時在輸入端測得的阻抗值。通常即在產(chǎn)品商標銘牌上標明，由生產(chǎn)廠給出。揚聲器的阻抗特性。由生產(chǎn)廠給出的額定阻抗通常是在額定頻率范圍可望得到最大功的阻抗模值。額定阻抗一般規(guī)定４歐、８歐、１６歐、３２歐等，國外也有采用３歐、６歐等。 2.6.3.功率 揚聲器的功率大小是選擇使用揚聲器的重要指標之一.應(yīng)該指出國內(nèi)、外揚聲器的標法有很大的差別，這是因為對功率定義解釋各不相同。一般揚聲器所標稱的功率為額定功率。 額定功率或額定噪聲功率，是指揚聲器能長時間連續(xù)工作而不產(chǎn)生異常聲時的輸入功率。一般測試時采用粉紅噪聲信號，通過特定的濾波器，在額定頻率范圍內(nèi)進行測試。按Ｉ

42、ＥＣ標準，被測揚聲器應(yīng)保證在100小時的連續(xù)工作中不產(chǎn)生異常。順便指出，美國ＥＩＡ標準則規(guī)定試驗時間為８小時，而且濾波器也不同。 最大噪聲功率與額定功率不同，它是表明揚聲器承受短時間的大輸入功率的能力，其試驗時間僅為幾秒或幾分鐘。一般最大噪聲功率是額定功率的2-4倍。 2.6.4.靈敏度 特性靈敏度是指當?shù)鸵襞谝粝浼由舷喈斢陬~定阻抗上1W功率的粉紅噪聲信號電壓時,在軸向1m處測得的聲壓級。揚聲器箱的靈敏度與效率是兩個不同的概念，效率是輸出聲功率與輸入電功率之比，但一般地說靈敏度高的揚聲器箱的效率也較高。 一個揚聲器的靈敏度高低，對聲音重放并無決定性的影響，因為人們可以通過調(diào)節(jié)放大器的輸

43、出來獲得足夠的音量。不過，在低音炮音箱制作中，揚聲器的靈敏度卻是一個值得重視的參數(shù)。因為在二分頻或三分頻低音炮音箱中，各揚聲器單元在各自負責重放的頻段內(nèi)，它們的靈敏度必須基本一致，以使整個低音炮音箱在重放時高、中、低音的平衡。特別是對立體聲低音炮音箱，左右聲道使用的單元都必須經(jīng)過嚴格的篩選、匹配。要求左右聲道所用的單元的輸出聲壓級差別應(yīng)正負1dB內(nèi)，不然會影響聲像的定位。 對于專業(yè)低音炮音箱，特別在作遠距離擴聲中（如大型廳堂、體育揚館等），低音炮音箱靈敏度也是必須重視的指標準之一。這是因為要達到同樣大小的放聲聲壓級，采用較高的靈敏度就可大大減輕率放大器的功率容量。通常 ，專業(yè)低音炮音箱的靈敏

44、度都在95dB/m.w以上，甚至高達120dB/m.w。而家用低音炮音箱的靈敏度較小，能有92dB/m.w就算是很大的了。 2.6.5.指向性 指向性用來描述揚聲器將聲波輻射到空間各個方向去的能力。它一般用聲壓級隨輻射角度變化的曲線表示。指向性通常有兩種表示方法：一種是在揚聲器頻響曲線上標出了幾個角度如0度、30度、60度時頻響曲線的變化，通過它與0度時頻率的對比可以看出聲壓級變化的情況。這種頻響曲線稱為指向性頻率性曲線。另一種以極坐標形式表示。它是以揚聲器位置為原點，用極坐標畫出某些頻率的指向性圖，從它可以形象地看出某些頻率的指向性。在Hi-Fi系統(tǒng)中，一般不希望揚聲器（或低音炮音箱）的

45、指向性過于尖銳（狹窄）.否則靠近揚聲器主軸的人聽到的聲頻效果好些，偏離主軸時聲頻效果就差些。使均勻聽到整個重放頻帶聲音的窨范圍受到限制。但對會場擴音場合，揚聲器的指向性卻十分重要，因為利用指向性可減弱揚聲器對傳聲器反饋作用，從而可以消除擴音系統(tǒng)嘯叫。在專業(yè)低音炮音箱中，指向性還有許多其他表示方法。 揚聲器的指向性與頻率有關(guān)，一般低頻（如300Hz以下）沒有明顯指向性。高頻時，由于聲波波長較短，指向性會變得尖銳，因此有些低音炮音箱在不同方向上排列幾個高頻單元，以改善指向性。指向性還與揚聲器的口徑有關(guān)。一般口徑大時，指向性也尖銳；口徑小，指向性較寬。 2.6.6.失真 揚聲器系統(tǒng)的失真包括揩

46、波失真、互調(diào)失真和瞬態(tài)互調(diào)失真等。低音炮音箱的失真特性比單個揚聲器更容易引起特性變壞。通常在分頻點附近，因設(shè)計或調(diào)試不當，失真大幅度增加。諧波失真主要產(chǎn)生在低頻，尤其在共振頻率附近最為明顯。對于高保真用低音炮音箱的最低要求諧波失真不大于2%。 在選擇和使用低音炮音箱時，除了必須了解低音炮音箱的性能指標外，還要進行主觀聽音評價。另外，通常選用著名生產(chǎn)廠家的名牌低音炮音箱。目前，對于專業(yè)低音炮音箱來說，以美國低音炮音箱尤為著名，例如JBL、EV、BOSE、COMMUNITY(C牌)、PEAVEY(百威)、EAW等都是著名的品牌低音炮音箱。 從上面的品牌關(guān)注上我們可以看到，漫步者在市場的關(guān)注方面

47、占的比例最大。這與其今年新品不斷、市場推廣力度以及市場占有量有關(guān)系。在其它關(guān)注方面我們看到低端產(chǎn)品仍然是市場主流，特別是2.1低音炮音箱，占到了50%以上的市場份額。 2.7最受用戶關(guān)注的前十大品牌分析 據(jù)ZDC調(diào)研結(jié)果顯示，2006年4月最受用戶關(guān)注的十大低音炮音箱品牌為漫步者、麥博、創(chuàng)新與輕騎兵這四大品牌，今年多媒體低音炮音箱市場比往年年更為活躍，一些品牌隨著時間推移新加入市場，舊有品牌與新品牌混雜的局面促使各廠家努力創(chuàng)新，從而間接導致了新概念的出現(xiàn)。囊括外觀、立意、用途、設(shè)計等新元素的迸發(fā)給市場格局帶來了不小變化；從技術(shù)層面來看，也出現(xiàn)了不少革新。其具體產(chǎn)品及關(guān)注度如下圖所示。(以下

48、部分圖表資料來自于ZDC調(diào)研中心――首家互聯(lián)網(wǎng)it產(chǎn)品消費調(diào)研中心) 圖2.2 最受用戶關(guān)注的前十大低音炮音箱品牌 由上圖可見，2006年4月，漫步者以47.5%的關(guān)注比例再次成為最受用戶關(guān)注的低音炮音箱品牌， 整體來看，低音炮音箱市場品牌關(guān)注度與價格走勢均處于上揚的狀態(tài)。漫步者是時下低音炮音箱市場中小有名氣的一個，以其典雅氣質(zhì)、細致設(shè)計、出色音質(zhì)、樸實素雅和低廉的價格獲得市場的贊賞.它的產(chǎn)品線比較廣，高中低端都有，在淡季的時候還能夠適時的推出新品也是體現(xiàn)了其求新的欲望。漫步者系列低音炮有兩個優(yōu)勢：一是價格相對比較便宜，二是漫步者低音

49、炮有一個最大的優(yōu)點就是背景噪音幾乎為零。他的幾個系列低音炮主要有以下幾種： (1)R201T ￥150(價格只供參考，以下同) 　　普及型2.1系統(tǒng)。衛(wèi)星低音炮音箱仰角可調(diào)設(shè)計，可確保最佳聽音角度。低音炮內(nèi)置5寸揚聲器，使低頻響應(yīng)扎實厚重。 　　有源功率：30W 峰值功率：360W (2)R2.1TC北美版 ￥280 　　6.5寸大低音單元，濃厚低沉的真實低音，衛(wèi)星低音炮音箱帶來寬廣的中高音與域（線控調(diào)節(jié)）。 　　有源功率：30W 峰值功率：360W (3)R301T ￥210 　　時尚、實用、個性化，暢銷全球。線控調(diào)節(jié)、超薄衛(wèi)星箱、多種擺放方式

50、隨心換多采面網(wǎng)，尤其是超乎期望的音質(zhì)。 　　有源功率：30W 峰值功率：360 (4)R301T北美版 ￥280 　　把多媒體音樂世界推向新的層面。外觀充滿金屬質(zhì)感，洋溢現(xiàn)代氣息。更值得稱道的是表里如一的純正音質(zhì)。 　　有源功率：30W 峰值功率：360W (5)R4.1T北美版 ￥440 　　全木質(zhì)結(jié)構(gòu)。既可用于4聲道音源又可用于普通2聲道音源。前后環(huán)繞衛(wèi)星箱音量分別可調(diào)，適合個人喜好。 　　有源功率：50W 峰值功率：560W (6)R211T ￥170 　　這一款低音炮音箱在外觀上就有所突破，給人的印象時尚漂亮、木質(zhì)結(jié)構(gòu)的低

51、音炮（4.5寸低音單元）帶有一個凸起的弧形“帽子”，顯得非常別致，峰值功率達到了360W。而塑質(zhì)衛(wèi)星低音炮音箱由許多曲面構(gòu)成，線條比較優(yōu)美。在操作上這款R211T的電源開關(guān)、指示燈、音量旋鈕、重低音旋鈕全部前置在低音炮上，使用起來也非常方便。 　 圖2.3 漫步者750 圖2.4 漫步者 R333T 圖2.5麥博 梵高FC360 圖2.6 創(chuàng)新PCWorks TX230 2.8市場現(xiàn)有產(chǎn)品分析 圖2.7 消費者選購價格排行 圖2.8 聲道關(guān)注排行 圖2.9 顏色關(guān)注排行 3分析問題 提出概念 3.1． 趨勢分析 組合音響的小形化、迷你化逐漸受到

52、人們的歡迎，但如今的組合已經(jīng)由以往傳統(tǒng)的家庭組合向現(xiàn)在的電腦組合方向發(fā)展了， 這一切一方面迎合于市場的需求，另一方面得益于技術(shù)的進步。面器材做得越來越精細，做工更為精美，外觀設(shè)計得也更為新穎時尚，沒有開聲就令人愛不釋手，擺在家里就像一件藝術(shù)品，充分迎合了現(xiàn)代家庭的審美品味，得益于技術(shù)的革新，其音質(zhì)也得到很大的改善。因此，不僅那些小居室的家庭選擇迷你音響，而且還有為數(shù)不少的音響發(fā)燒友選擇它作為第二套聽音設(shè)備，或作為臥室音響。同時，迷你音響也走向了多功能化，支持了更多的音頻格式，并有向小型的家庭影院發(fā)展的趨勢。目前國際上低音炮音箱流行的趨勢有二，一是小型化；二是高檔化。形成這種趨勢的原因，主要是：

53、 3.1.1.揚聲器技術(shù)有了長足的進步，尤其是材料改進，使小尺寸揚聲器也能達到較低的重放頻率，改善了揚聲器失真特性和功率承受能力。 3.1.2.功率放大器的推動功率不斷提高，滿足了低失真條件下有足夠的功率，使揚聲器效率不再成為“瓶頸”，可以專注于解決揚聲器的低頻重放和失真問題。 3.1.3.市場對真實還原聲場和音效提出了更高要求，低頻要能重放次低音，使人的身心感到震撼；高頻為排除高次諧振需要更寬廣的重放頻率，使聲音更加純正、透明；聲場也需要擴大到能表現(xiàn)戰(zhàn)爭等宏大場景，使低音炮音箱生產(chǎn)出現(xiàn)了高技術(shù)傾向，不斷提高了新型低音炮音箱的生產(chǎn)技術(shù)難度和開發(fā)成本，開辟了低音炮音箱追求高擋、高價的道路。

54、 3.1.4.隨著生活水平提高，Hi—Fi音響已被更多的人所接受，滿足小尺寸聽音環(huán)境或極限環(huán)境的音響器材成為了大家的需要，推動了低音炮音箱向小型化發(fā)展。 3.1.5.因為低音炮音箱小型化技術(shù)含量提高，而真正能選擇作為高級用途的揚聲器產(chǎn)量并不大，市場又需要多擋次的低音炮音箱產(chǎn)品，所以推動了產(chǎn)品的向下淘汰分級，形成了產(chǎn)品分級生產(chǎn)的“金字塔”，使一部分小型低音炮音箱進入了Hi—Fi領(lǐng)域，進一步強化了產(chǎn)品的高技術(shù)發(fā)展和價格競爭。 3.2人群定位 電腦的娛樂應(yīng)用主要分布在音樂、多媒體、電影和游戲。而在這些領(lǐng)域里，男性消費群體對消費類電子產(chǎn)品的興趣高于女性消費群體，大概是5：1的比例；20~30歲

55、的消費人群占到大概80%的比例，對于多媒體體低音炮音箱，一般都是對音樂、看電影、游戲愛好的人，或者買個人電腦配套才擁有的，而這些方面男性居多；而男性人群里，以在校大學生、低音炮音箱發(fā)燒友、音樂愛好者為多數(shù)；在月收入調(diào)查中，1000元以下的占到54.8%，然這類消費群體收入不高，但市場消費潛力巨大；收入在1000~2000元之間的消費群體最容易受產(chǎn)品價格變動的影響，伴隨著收入的增高，消費者對產(chǎn)品價格的敏感性就越低，也就是說這個人群在買東西時比較關(guān)心價格，然而就是這部分人占到了消費群體的大部分，針對他們的設(shè)計將會有很大的實際意義和很好的市場前景，因而人群定位在18~28歲、月收入在2000以下的男

56、性消費人群。 圖3.1月收入調(diào)查 圖3.2性別分布狀況 圖3.3年齡分布狀況 3.3 價格定位 由于這款產(chǎn)品定位為中低檔，針對的消費人群主要是年輕人和學生，這部分人收入較低，或者是靠父母，因此價格初定在300元~400元之間。 3.4 概念設(shè)計及草圖 4設(shè)計展開 優(yōu)化深入 4.1功能方面 內(nèi)置有源低音控制器和功率放大器，具有音量調(diào)節(jié)、高低因調(diào)節(jié)、低頻調(diào)節(jié)、3D模式立體聲輸出等功能; 在保證低音炮音箱整體性的同時，內(nèi)設(shè)mp3播放器、TFT液晶顯示引導操作，外設(shè)遙控器，更加方便人們在休閑娛樂時的操作；通用插口可以與電腦

57、、CD等一般音源連接適用范圍更廣。 4.2材料方面 采用合成材料密集版（MDF），板材材質(zhì)均勻，品質(zhì)也能得到很好的控制，在成本和性能方面是最適用的，它是以樹木中的根、枝、莖等為材料，經(jīng)加工成細纖維，再用填充料粘合劑，由機械熱壓成各種規(guī)格的密度板材。纖維板內(nèi)部材質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻、細密，具有韌性好、強度適中、抗潮濕、不易變形、表面光滑、阻尼特性較強、橫切面較細、適合精加工的特點，是當今世界發(fā)展最快的新型人造板，是制作低音炮音箱的最佳材料。 4.3結(jié)構(gòu)方面 采用密閉式結(jié)構(gòu)，接口處采用傳統(tǒng)的螺栓連接，再用白乳膠進行密封，為盡可能地降低背景噪音和生產(chǎn)裝配,低音炮音箱板材厚度定為16mm，尺寸圖、爆炸模

58、擬圖如下： 圖4.1 尺寸圖 圖4.2爆炸模擬圖 5效果圖制作 圖5.1 圖5.2 圖5.3 圖5.4 圖5.5 圖5.6 圖5.7 圖5.8 圖5.9 圖5.10 圖5.1 6展示評價 表6.1 低音炮音箱設(shè)計綜合評價 程度 內(nèi)容 最優(yōu) 優(yōu) 一般 劣 極劣 構(gòu)思創(chuàng)意 適用性 可靠性 合理性 經(jīng)濟性 美學價值 其他 在此次設(shè)計中，我

59、從市場調(diào)查開始，通過互聯(lián)網(wǎng)、書籍等途徑進行了一系列的調(diào)查，包括音像產(chǎn)品、消費者、生產(chǎn)廠家、最新資訊、最新產(chǎn)品等方面，從構(gòu)思創(chuàng)意、外觀造型、功能結(jié)構(gòu)等方面對它們進行了全面的調(diào)查，并且對本行業(yè)有了更加深刻的認識和了解，對它的外形進行了優(yōu)化，反復進行草圖構(gòu)思、美學優(yōu)化，將它最完善的一面展示給大家，期待得到預期效果。 這款低音炮音箱造型獨特，外觀大方、在功能上進行了組合易于操作，并且考慮到安全適用、造價等問題，適合于像我們自己這樣的年輕人，特別是男性在校大學生、音樂愛好者、音響發(fā)燒友等消費人群；這款低音炮音箱針對的人群數(shù)量比較廣，價格合適、安全，造型上也符合年輕人的心理取向，預計會有廣闊的市場前景。

60、 至此，這次低音炮音箱設(shè)計已經(jīng)基本完成，在造型上進行了大膽的突破，由于認識有限，與功能、結(jié)構(gòu)、等其它方面可能存在沖突或者不足之處，請大家給予意見，多多指導。 致謝 四年的學習生活即將結(jié)束，再此我向所有幫助過我的老師和同學致以誠摯的謝意。 在這次畢業(yè)設(shè)計過程中，我特別感謝教研室的幾位老師和我們專業(yè)的同學，他們在其間給與了我很大的幫助，特別是老師，從開始到完成一直都給予我悉心指導，再此表示衷心感謝，還有幾位朋友和網(wǎng)友給我寶貴的意見和建議，在此也感謝他們。 參考文獻 ［1. 陳曉平 電路原理(第2版) ，機械工業(yè)出版社，2011 2. 李傳珊 電工基

61、礎(chǔ)，電子工業(yè)出版社，2009 3. 查麗斌 電路與模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第2版），電子工業(yè)出版社，2011 4. 張慶雙 經(jīng)典音箱設(shè)計與制作300例，電子工業(yè)出版社，2011 5. 徐政 電力系統(tǒng)諧波——基本原理、分析方法和濾波器設(shè)計，電子工業(yè)出版社，2011 6. 謝宜仁 單片機接口技術(shù)實用寶典，機械工業(yè)出版社，2011 7. 孫肖東 設(shè)計倒相式音箱的理論參考，電聲技術(shù)，1997年第4期 8. 洪志剛 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計，機械工業(yè)出版社，2011 9. 趙廣林 AV功放機實用單元電路原理與維修圖說（第2版） ，電子工業(yè)出版社，2009 10. 程靜濤 計算機有源音箱的設(shè)計 ，電聲技術(shù)，2011 第2期 11. 徐巖 小型音箱的設(shè)計與制作，實用影音技術(shù)，2009 第4期 12. 馬曉軍 信號處理——模擬與數(shù)字信號、系統(tǒng)及濾波器，機械工業(yè)出版社，2011 第 37 頁 共 37 頁