自从世界上第一块声卡安装在电脑上，音箱就与电脑为伴了。虽然电脑上的大部分音响系统无法达到Hi－Fi（高保真）的效果，与家庭中传统的音响还有明显的距离，但新样式的电脑音箱如雨后春笋般不断涌现，让人目不暇接，下面就来介绍一下其中的一朵奇葩——3D音箱。
什么是3D音箱
3D音箱就是我们现在经常看到的2.1音箱，它由一个低音音箱和两个小的中、高音音箱组成，小音箱像卫星一样用线连在低音音箱上，因此又把它们称为2.1卫星音箱，如果是四小一大的组合，就叫4.1卫星音箱，由于这种音箱采用了与相位传导有关的原理来工作，早先也被称为是相位传导音箱，现在则往往统称为低音炮，真是花样多多。家庭音响系统中很早就出现了这样的音箱，其代表作就是美国BOSE(博士)系列音箱，而在国内电脑市场中最先引入该技术的是创新的PCWorks2.1(SoundWorks)音箱，当时在电脑界引起了不小的震动。
3D音箱的工作原理
要说清3D音箱的工作原理，先来看看传统音箱的工作原理以及3D音箱与传统音箱的区别。
音箱是将电信号转换为声信号的设备，它实现了声音的再还原过程。虽然扬声器经过了多年的开发和研制有了很大的进步，但单个扬声器要想还原人耳能听到的20Hz～20KHz的声音却还是件难事，因此就将这个频带分成高、低两部分，经过分频器分别送出，高音由经过特殊设计的高音扬声器来还原，而低音用低音扬声器还原。
低音扬声器工作时，其振膜前、后的声波相位刚好相反，而低频又具备很强的绕射能力，当扬声器后面的声音绕到前面后就干扰了前面的声音，将扬声器装在密闭箱子表面能吸收后面的声波，避免干扰，因此我们看到的扬声器基本上都是装在箱子里的。扬声器装进箱子后，由于箱子的容积有限，内部空气在扬声器工作时又会对其起反作用，使扬声器的低频率下限升高，同时，箱子内声音被完全吸收而没有任何用处也实在可惜，因此就出现利用一个经过特殊设计的长圆管将内部的声音反相后重新送到箱子外的倒相式音箱，倒相出来的声音专门弥补扬声器下限的不足，因此声音能再向下延伸些。
传统音箱大多为密闭式或倒相式设计，箱体较大，在电脑边摆放一直是个问题，而且成本也下不来，而3D音箱在某些地方刚好弥补了传统音箱的这些不足。由于人耳对300Hz以下的声音的方位感觉迟钝，所以在电路部分，采用专门设计的电子分频器先将左、右声道中300Hz以下的低频部分分离出来，然后送到同一个低频功率放大器进行放大，然后再输出到一个专用的低音音箱，而中、高频部分经过两个功率放大器放大后再分别送到左、右音箱，由于不需要还原较低的低频，因此左、右音箱的箱体减少了很多，这样就构成了一大（低音箱）两小（中高音箱）的3D音箱格式。
3D音箱箱体的设计
3D音箱的低音音箱只能重放300Hz以下频率的声音，除了可以随意摆放和调整低频的音量大小等好处外，还可以采用特殊的箱体来加强低频的还原能力。在音箱内部加块隔板，将箱体分成两个部分，把专用的低频扬声器装在内部的隔板上，其中的一个箱体被设计成密闭式，另外一个则通过长管与外界相连，这个有开口的箱子可以进行“赫姆霍茨共振”，将共振频率附近的声音传出箱子，这种设计与避免谐振的传统音箱完全不同。采用这样的音箱可以还原更低的声音，而且由于扬声器在箱子内部，谐振时扬声器产生的大量失真的高次谐波被自然吸收，因此能获得较纯净的低频。控制共振的频率、带宽必须通过计算箱子的空间和管子的口径长度来实现。
除了采用单开口的箱体外，也可以将密闭箱设计成开口式，谐振的频率与另外一边略有不同，这样形成的两个谐振峰能进一步拓宽低频下限，而某些低音音箱则采用了三腔的设计，将低音扬声器前面谐振后的声音与后面声音进行混合后再进行第三次谐振，因此频带宽度向下延伸的更多，而高次谐波则滤除的更加干净。
中、高频部分由于不需要还原低频的声音，扬声器承受的功率降低了不少，可以采用小口径的全频带扬声器，箱子的体积也因此大为减少，摆放更加方便，特别适合电脑用户的使用。而3D音箱的中、高频部分会被直接送到一个有专门的扬声器单元处理，避免了分频器对声音的影响，无论音色还是声场还原上都要比传统音箱准确的多。
由于3D音箱的特殊设计，低频有更好的延伸，而中、高频的衔接也很出色，摆放上也非常方便。但也要注意的是，如果中、高频的声音都加在一个或两个扬声器上，这样对扬声器的要求就高得多了，既要能达到专用高音扬声器的效果，又要衔接300Hz的低频，扬声器的带宽、高频特性、承受功率等性能要相当出色才能担此重任，有部分音箱将中高音单元分开，相对而言表现也会理想一些。而实际使用中的分频点往往设计在150Hz。
3D音箱声学部分的改进
通过上面的测试我们已经清楚了3D音箱的主要缺点是无法实现平坦的衔接，而这正是因为扬声器技术的局限所导致的，一方面扬声器无法做到很宽的频带，另外一方面，低音音箱通常无法获得较高频带的低频，这几乎成了3D音箱无法克服的先天毛病。通常情况下，除了换用更好的全频带小扬声器外（能做的到吗？），增加中高音音箱的体积也是一个可行的办法（失去了美观和摆放方便的优点），实在不行也可以在中高音音箱内加几块玻璃纤维来略微改善低频特性。
转载本站内容请标明来源和作者，本站转载内容均标明作者和出处，如有遗漏请联系本站及时处理！
为承办好相关论坛重点相关工作，原定云展会顺延！
创新云展会，2023年BAE北京国际音乐音响展相约2024年，在线恭候！
点击进入报名领取礼物>>
