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天玛科技(广东)股份有限公司
音箱的低音之争:倒相管 vs 被动板,谁更胜一筹?

2025-06-13 16:32:25

  TEANMA天玛

  在扬声器设计中,驱动单元后向声波与前方相位相反,极易导致低频抵消(“声短路”),严重削弱低音效率。密闭箱虽能隔绝前后声波干扰,却牺牲了50%的声能利用率。为了实现更澎湃、更深沉低音的效果,音响设计师们开发了多种技术来突破传统密闭箱的限制。其中,导相管和被动板是两种最主流、也最具代表性的解决方案。它们都能显著提升音箱的低频延伸和效率,但实现方式和效果却各有千秋,没有绝对的“胜者”,只有更适合特定场景的选择。

  导相管

  在箱体上开一个精确计算的管道,通常为圆形或矩形。当低音单元前后运动时,它驱动箱体内的空气。导相管巧妙地利用了箱内空气的“弹簧”作用和管道内空气质量的惯性,形成一个亥姆霍茨共振器。当箱内空气在特定频率共振时,管道释放的声波与单元前向声波相位对齐,形成叠加增益。(通过管道引导箱内反向声波,经相位反转后与前向声波叠加,显著提升低频输出)

图一

  实测表明,显著增强调谐频率附近的低频输出,倒相箱可比同体积密闭箱提高3-6dB声压级。降低低频下限(让音箱能播放更低的频率),提高整体效率(用更小的功放功率获得更大的声压),但这也带来了潜在的气流噪声和瞬态响应稍慢的问题。

  被动板

  用一个没有音圈和磁路的“假喇叭”(被动板)替代倒相管的开口。这个被动振膜拥有自己的悬挂系统和一定的质量(通常配重),其发声依靠主动单元工作时压缩箱体内空气产生的驱动力。当低音单元向内运动压缩箱内空气时,箱内压力增大,推动被动振膜向外运动;反之,当低音单元向外运动时,箱内形成负压,将被动振膜向内吸。被动振膜的运动放大并延伸了低音单元的运动。

  其设计核心在于通过增大振动面积来推动更多空气,从而增强低频表现。该结构与密闭式音箱类似,都依赖箱体内外的气压差驱动振膜与主动振膜的面积比例而变化:当被动振膜面积较大(甚至远超主动振膜)时,单位面积受力减小,易导致响应变慢和振膜失控;反之,若振动振膜面积较小,其作用更接近密闭式结构,声音表现也更相似。

  同样能有效增强低频输出和降低低频下限,效果与导相管类似。其最大优势在于完全避免了气流噪声(因为没有空气高速流过狭小管道)。被动板的瞬态响应通常被认为介于密闭箱和倒相管之间。但它的成本更高(额外的振膜、悬挂、配种),且低频滚降斜率更陡峭(调谐频率以下衰减更快)。

  深入对比:优势与局限

特性

导相管
被动板

低频增强

显著,尤其在调谐频率附近
显著,与导相管相当

低频延伸

良好,能有效降低F3点(-3dB点)
良好,与导相管相当

效率

高,功放利用率高
高,与导相管接近

气流噪声

存在风险:高速气流易产生湍流啸叫(风噪),尤其在大音量、低音强时。可通过优化管口形状(如圆形加弧度、喇叭口)、使用吸音棉、增大管径缓解,但难根除。
无:最大优势!完全消除风噪问题,适合要求高纯净度的应用。

瞬态响应

相对较慢:管道内空气质量导致启动和停止略有延迟。
相对较好:比导相管更接近密闭箱的“干脆”,但不及密闭箱。

中频泄漏

存在风险:箱内特定中频可能通过管道溢出,需靠吸音棉抑制。
无:被动振膜有效密封箱体,防止中频泄漏。
驻波干扰
存在风险:管道长度可能引发特定频率共振。三分频系统因分频点高可规避。
风险较低:无管道结构,但箱体内驻波仍需处理。
低频滚降
相对平缓(24dB/oct)
更陡峭(通常>24dB/oct)

设计

复杂度

中等:需精确计算管道长度、直径和箱体容积。
高:需精确设计被动板的质量、顺性,调谐更复杂,成本更高。
体积/成本
相对较低:材料成本低,但优化设计(防噪)可能增加成本。占用箱体内部空间。
较高:被动振膜本身成本高,且需要额外空间安装。
适用场景
追求高效率、深下潜、成本效益的HiFi、家庭影院、多媒体音箱等。
追求纯净低音无风噪、紧凑设计(小体积下实现好低音)、便携音箱、高级书架箱、低音炮等。

  导相管和被动板都是提升音箱低频性能的有效手段,没有绝对的“更胜一筹”,关键在于应用场景和设计目标:

  选择导相管,如果:

  · 追求最高的性价比和功放效率。

  · 需要最大的低频声压级输出(如大音量影院效果)。

  · 音箱体积限制相对宽松。

  · 能接受精心设计优化后可控的气流噪声风险· (通过管口形状、吸音棉、合理使用音量)。

  · 设计目标是主流消费级产品

  选择被动板,如果:

  · 绝对消除气流噪声是首要任务(如高保真监听、追求极致纯净音质)。

  · 需要在非常紧凑的箱体内实现良好的低音延伸(被动板不占内部管道空间)。

  · 看重相对更好的瞬态响应。

  · 需要完全密封的前障板(防尘、防水有优势)。

  · 成本不是最主要的限制因素(多见于中高端、专业或便携产品)。

  图片来源

  图1:https://m.yoojia.com/ask/17-11555626360467487349.html?_swebfr=220011