大家知道,扬声器是一种把音频电信号转换成声音信号的电声换能器件。当音频电信号送入扬声器的音圈时,音圈在磁路空气隙里按音频电信号的变化规律而振动,这时和音圈连接成为一个整体的纸盆也就推动空气而产生同样的振动。
扬声器的纸盆是与空气相接触的。当纸盆向前方运动时,纸盆前方靠近扬声器的空气层受到压缩形成压缩层;而纸盆后方的空气层因空间的增大形成稀疏层,见图1。由于压缩空气层的压力大于稀疏空气层的压力,所以被压缩状态的空气层就要绕过扬声器附近的周围空间向后运动,造成压缩状态的空气层产生的声波和稀疏状态的空气层产生的声波,二者相互干涉,有些地方甚至会相互抵消,见图2。我们把这种干涉和抵消现象,叫做声波的“短路效应”。


可以理解,当扬声器放声(语言或是音乐节目)时,若伴随着“短路效应”,这时的声音是不会好听的。另外,“短路效应”是否严重,是和声音振动频率的高低密切相关的。通过音圈的音频电流的大小和方向是在不停地变化着,如果电流频率高,则纸盆前后的振动必然也快。这时纸盆所形成的被压缩的空气层来不及向被稀疏的空气层扩散,也就是达不到空气压力的平衡状态。因此当扬声器辐射高频率的声波时,就不会产生“短路效应”。与此相反,当扬声器辐射低频率声波时,就产生“短路效应”。而且,辐射的频率越低,“短路效应”就越严重。因此,使用大口径的低音扬声器,所辐射的低音越低,就越要采取措施消除“短路效应”。

不难理解,如果想办法把纸盆振动时,所产生的压缩空气层和稀疏空气层分隔开,前面说的“短路效应”不就可以避免了吗?实际上正是这样做的。把扬声器单元(也叫单体)安装在特殊的箱子里,如图3所示。这种箱子称助声箱,它把纸盆前后分隔成两个互不通气的空间,一个是无限大的箱外空间;一个是具有一定容积的箱内空间。这样就避免了短路效应。安放扬声器的箱子称为助声箱。常见的助声箱的外形为长方体,它的体积大小根据扬声器的参数合理设计而定。为了改善音质,助声箱内部结构也有多种型式,如封闭式、倒相式、曲径式等等。并且在助声箱内壁上铺一层吸音材料。把扬声器放在这种特殊箱子里,放出的声音就要比不装箱时好听得多。(王义善)