何謂「單體」？看完馬上理解揚聲器－－音箱結構秀出聲音魔法

在尋找揚聲器時，單看揚聲器的外型，音箱內部的結構通常無法一窺究竟，但揚聲器的運作原理正隱含其中，以下就用剖面方式來解開音箱結構的祕密。雖然，聽覺感受無法完全透過視覺來了解其差異，然而揚聲器的發聲原理，正是物理現象的實作，來呈現完美的聲音。

以不同元件及材質組裝完成的單體，要有完美運作的表現，還需要搭配上一個適合的音箱，才能夠為不同層次的聲音提供最真實的表現平台。以下讓你一覽不同音箱設計的原理說明，了解運作及組合的原理之後，將有助於理解，為何在挑選揚聲器時，在聽覺感受上會產生那些難以解釋的感受。

障板式(無音箱)

• 特色：

  高音清亮，人聲表現佳。

• 原理：

  障板是最基本的音箱形式，單體要安裝在障板的中心附近。

  透過障板，可以將單體前方與後方的聲波隔離，越大的障板越能有效地隔離聲波，並且能夠聽到更多的低音。

• 延伸閱讀：

  也有人選擇將障板往後折，形成一個後開放式無背板的音箱，與障板相較之下，體積稍微縮小一些，但是低音的量感還是有其限度。

密閉式音箱

• 特色：

  忠實呈現單體的低音，而且低音反應迅速。

• 原理：

  將單體裝在一個適當容積的箱子裡，使單體前後方的聲波不會互相干擾。聽眾只會聽到單體前方所發出來的聲波，而製作音箱的關鍵就在於「箱體黏合時是否確實氣密，不產生漏氣」。

• 延伸閱讀：

  何謂「適當容積」的箱子？這必須根據單體的尺寸、大小與規格等參數進行搭配。由於是密閉式音箱，所以從單體後方所發出的聲波，會完全消失在箱體內，無法善加利用。另外在後面的〈聊經典〉單元，會跟各位談到音響歷史上的傳奇經典 LS 3/5A，就是密閉式音箱。

低音反射式音箱

• 特色：

  若將與密閉箱一樣大小體積的兩種音箱進行比較，低音反射式音箱擁有更多的低頻量感，因此成為目前市面上最常見的音箱形式。

• 原理：

  低音反射式音箱利用單體後方的聲波，經過設計過的共振管，讓聲波共振並反轉相位，增強單體前方的聲波，故又稱倒相式音箱。

• 延伸閱讀：

  共振管的位置及大小，是根據亥姆霍茲共振器(Helmholtz resonator)原理。想像對著一個酒瓶口吹氣，瓶口的空氣柱產生振動，振動的空氣柱與瓶身內的空氣腔相互作用產生了共振，因而發出嗚嗚的響聲。瓶子裡裝些水時，聲音也會有所不同，這是因為瓶身空氣腔的體積發生了變化，影響到瓶口空氣柱的共振頻率，聲音也就跟著不同。

傳輸線式音箱

• 特色：

  藉由內部傳輸管在音箱內摺疊，小音箱也能獲得大型落地喇叭的壯觀氣勢、音場表現及低頻延伸。

• 原理：

  音箱內部有著長長的「傳輸管」，單體裝置在一端，聲波通過傳輸管最後到達「開口」。傳輸管的有效長度越長，越能完整呈現低音的延伸。

• 延伸閱讀：

  為了擁有夠低的低頻延伸，傳輸管要盡可能延長。但這純屬早年的理論結構，以家用產品的實用大小而言，難以實現。這類音箱內部結構極為複雜，傳輸線的通道寬窄及內部阻尼(參見P40 小小聲觀察)結構等，需配合轉彎處而有所不同。

被動輻射器

• 特色：

  被動輻射器(參見 P40 上圖)從音箱外部看起來與一般單體無異，檢視音箱內部可看出沒有驅動系統。特色是可以推動更多的空氣，擁有更充沛的低音。因為不需要電源，也能夠發出聲音，所以又稱為被動振膜、空紙盆。

• 原理：

  被動輻射器的設計方法和性能，與低音反射式音箱非常接近，被動輻射器是倒相管的一種替代品，它本身也是一個發聲器，但不包含驅動系統，主要隨著喇叭振動，音箱內部的空氣隨之壓縮或舒張，進而被驅動發聲。

• 延伸閱讀：

  結構與標準的單體相似，擁有獨立的懸掛系統，框架、懸邊、彈波一應俱全。隨著微型喇叭的興起，這種設計被廣泛運用，但也被做了很大的簡化，僅保留了懸邊作為懸掛系統。

帶通式音箱

• 特色：

  從外部觸摸不到喇叭單體，只透過通氣孔發出聲音。好處是不需分頻電路，發聲時只有管口的空氣策動外接空氣運動，造成聲輻射。

• 原理：

  在長方形的密閉箱中，正中間裝一塊隔板，把箱體分成二個音室，其中一個音室裝個共振管變成倒相箱，另一個就成了密閉箱，在中間隔板上開孔裝設單體，單體的尾端在密閉室內，此箱體唯一的開口就是一個管道，這樣的設計常用於低頻揚聲器。

• 延伸閱讀：

  「帶通」意指這類型箱體本身對聲音訊號具有帶通濾波器的作用，只允許一定頻率的聲波輻射出來。箱體的作用和一般揚聲器的分頻器作用一樣，只不過這裡是聲學濾波而不是電路濾波。基本上有四階帶通與六階帶通二種，但是六階設計極為困難，所以很少見。

小小知識家：揚聲器的懸吊系統

「阻尼」源自英語 damping，指任何震動系統在震動時，由於外界作用或系統本身引起的震動幅度逐漸下降的特性，以及此特徵的量化表徵。

以車子為例，每台車子都會有懸吊系統來避免路面上的坑坑洞洞傷害到乘客，那我們可以用彈簧當作懸吊嗎？答案是不行的，如果使用彈簧只會使過坑洞時車子還是繼續彈跳。一套好的懸吊系統最重要的功能就是抑制彈跳和震動，揚聲器同樣也需要一套良好的「懸吊系統」，否則振膜會容易在共振時過度震動。單體的「懸吊系統」最主要的就是懸邊與彈波，再來音圈、磁氣路以及擴大機的輸出阻抗多多少少都能幫助提供阻尼。

箱體的阻尼就是裡面的吸音材料，要達到穠纖合度的阻尼量並不是件簡單的事情，像箱體構造與使用的單體種類都該被考慮進去。

如果單體設計不良，會導致阻尼過多或不足。當阻尼不足時，會導致發聲時產生多餘的波動，就很難再現瞬態訊號。如果阻尼過多時，低頻響應將會變差。