機械畢業(yè)設計67陜西理工學院娛樂產品設計音箱設計

陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 1 頁 共 40 頁 娛樂產品設計 音箱設計 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 ， 它的應用給社會帶來了巨大的進步，被廣泛應用于生產、制造、管理、服務等行業(yè)。 隨著電腦的普及，電腦已經不 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，娛樂已經成為了個人電腦消費中最大的應用， 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成為了一種潮流趨勢 ， 很多人認為音箱只要能發(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音箱，假如沒有了音箱，多媒體只能是一句空話。 在現(xiàn)在的音箱市場上 ，各式各樣的產品很多， 人們對音箱高品質的追求包括造型、功能、結構、音質等方面。應 市場 的需求，許多新品牌 和相應的新產品出現(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品， 從而間接導致了新概念的出現(xiàn) ， 包 括外觀、立意、用途、設計等新元素的迸發(fā)給市場格局帶 來了不小變化 。 技術在不斷的進步，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；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)了多聲道音箱，由原來的 2.0 音箱到現(xiàn)在的 2.1、 4.1、 5.1、 7.1 音響系統(tǒng)， 使音箱生產 出現(xiàn)了高技術傾向， 重在解決低音炮背景噪音、失真等問題， 不斷提高了新型音箱的生產技術難度和開發(fā)成本 ， 開辟了音箱追求高 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品 來刻意追求 享受，市場現(xiàn)狀也是這樣的，中低端產品是市場的主流， 2.1 音箱占到了 50.9%的市場份額，因此針對這一部分 消費者的設計有很大的實際意義。 關鍵詞 多媒體 Hi-Fi 低音炮 多 聲道 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 2 頁 共 40 頁 Entertainment product design- Sound box design Duan Hongtao （ Grade02,Class01,MajorIndustrial design， Mechanical engineering Dept.， Shaanxi University of Technology， Hanzhong 723000， Shaanxi） tutor: Hu Chengduo 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.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 computer popularization, computer no longer was only the limited work use, its collection leisure entertainment work to a body, has met the peoples needs. In the recent years, the entertainment already became the personal computing to expend the biggest application, It mainly distributes in the music, 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 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,peoples pursue to high quality sound box including modelling, function, structure, sound quality and so on.To the ned 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 brought 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 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 2.1、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 price 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 of consumers design have large practical significance. Key words： Multimedia Hi-Fi Bass artillery Multi- sound tracks 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 3 頁 共 40 頁 目錄 1 接受項目，制定計劃 4 2 市場調研 尋找問題 4 2.1.音箱的分類 4 2.2.音箱板材 5 2.3.音箱揚聲器 6 2.4.低音炮的結構和放置 6 2.5.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.音箱的性能指標 9 2.6.1.頻率響應 9 2.6.2.額定阻抗 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 最受用戶關注的前十大品牌分析 10 2.8 市場現(xiàn)有產品分析 13 3 分析問題 提出概念 15 3.1 趨勢分析 15 3.2 人群定位 16 3.3 價格定位 17 3.4 概念設計及草圖 17 4 設計展開 優(yōu)化深入 27 4.1 技術方面 27 4.2 材料方面 27 4.3 結構方面 27 5 效果圖制作 30 6 展示評價 35 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 4 頁 共 40 頁 1 接受項目，制定計劃 目前，個人電腦消費中，娛樂的應 用 像 娛樂節(jié)目和設備（包括電影、電視等器材） 、 寬帶育樂設備、操作平臺及原附件 、 多媒體娛樂技術及設備 等等 相關產 品 已經成為目前最大的應用 ，在去年的 中國國際數碼互動娛樂產品及技術應用展覽會上， 娛樂和育樂軟件 、 數碼視覺效果軟件及設備 、無線移動通信軟件 、 PDA/MP3 應用軟件及相關技術、 計算機和游戲機附件 、 影視數碼互品生產及包裝和服務 、 數碼類硬件產品 等大類持續(xù)升溫，需求爆增，在設計業(yè)興起的近幾年，數字娛樂產品以及硬件設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品，最起碼的視聽享受總不會少，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，但是已經成為了不可或缺的部分，而且技術的進步、人們思維的創(chuàng)新已經給音箱的功用添加了許多新內容， 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品以追求享受，因此 對于音箱造型及功能的創(chuàng)新設計和成本的降低則變得重要，而實際上市場現(xiàn)有產品雖多卻遠遠不能滿足人們日益增長的物質及精神需求 ,對音箱進行創(chuàng)新設計的要求變得越來越迫切。 表 1.1 時間計劃表 內容 時間 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 市場調研 調研報告 分析問題 構思草圖 優(yōu)化深入 效果圖制作 編制報告 展示評價 2 市場調研 尋找問題 2 1.音箱的分類 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 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 5 頁 共 40 頁 分為專業(yè)音 箱與家用音箱兩大類。家用音箱一般用于家庭放音，其特點是放音音質細膩柔和，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)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)音箱的靈敏度較高，放音聲壓高，力度好，承受功率大，與家用音箱相比，其音質偏硬，外型也不甚精致。但在專業(yè)音箱中的監(jiān)聽音箱，其性能與家用音箱較為接近，外型一般也比較精致 小巧，所以這類監(jiān)聽音箱也常被家用 Hi-Fi 音響系統(tǒng)所采用。 2.1.2.按放音頻率來分 可分為全頻帶音箱 低音音箱和超低音音箱。所謂全 頻帶音箱是指能覆蓋低頻 中頻和高頻范圍放音的音響。全頻帶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音箱即可完全擔負放音任務。低音音箱和超低音音箱一般是用來補充全頻帶音箱的低頻和超低頻放音的專用音箱。這類音箱一般用在大 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音箱。 2.1.3.按用途來分 一般可分為主放音音箱監(jiān)聽音箱和返聽音 箱等。主放音音箱一般用作音響系統(tǒng)的主力音箱，承擔主要放音任務。主放音音箱的性能對整個音響系統(tǒng)的放音質量影響很大，也可以選用全頻帶音箱加超低音音箱進行組合放音。 監(jiān)聽音箱用于控制室、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。返聽音箱又稱舞臺監(jiān)聽音箱，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，故不能很好地配合或找不準感覺，嚴重影響演出效果。一般返聽音箱做 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. 按箱體結構來分 可分為密封式音箱、倒相式音箱、迷宮式音箱、聲波管式音箱和多腔諧振式音箱等。其中在專業(yè)音箱中用得最多的是倒相式音箱，其特點是頻響寬、效率高、聲壓大，符合專業(yè)音響系統(tǒng)音箱型式，但因其效率較低，故在專業(yè)音箱中較少應用，主要用于家用音箱，只有少數的監(jiān)聽音箱采用封閉箱結構。密封式音箱具有設計制作的調試簡單，頻響較寬、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，在各種音箱中，倒相式音箱和密封式音箱占著大多數比例，其他型式音箱的結構形式繁多，但所占比例很少。 2.2音箱板材 音箱的板材是我們能夠直接接觸到的部分，我們大多數人都只注意到了其外形和顏色是否美觀大方、時尚新潮，但是對于音箱來說，最重要的還是板材的材質。對于不加外殼而出現(xiàn)低頻能量不足的情況，通常采用質地輕盈同時又堅硬的板材，這樣才容易使箱體產生共鳴，使低音效果更好。所以說，音箱的箱體不是薄的就一定差，厚的就好，這要根據箱體內的音效單元決定。選擇合適的厚度和彈性，才能使音質達到最佳的平衡點 。 音箱的材質一般分為三類： 2.2.1原木類 原木類是指板材未經處理，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，根據其發(fā)聲不同來判斷。在使用 這樣的箱體時，每個音箱的音質都會有所區(qū)別，品質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。合成板材材質均勻， 音箱的品質也能得到很好的控制 ，在成本和性能方面是最適用的， 所以我們目前看到的音箱，大部分都是合成板材制造的。 中纖板是近年崛 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 6 頁 共 40 頁 起的高科技新產品。它是以樹木中的根、枝、莖等為材料，經加工成細纖維，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）。纖維板內部材質結構均勻、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、高檔音箱的最佳選擇板材。 2.2.3塑料類 塑料類的音箱主要的特點是容易加工，外形可以設計得比較漂亮，擺脫了木質音箱呆板的方磚型外觀。如目前大部分音箱使用的 ABS 工程塑料等。一般來說，塑料材質被用在低端的音箱中，但這也不是絕對的，只不過在國內，技術還不 純熟， 塑料音箱的音質無法得到保證。國外的部分高檔音箱也采用塑料材質。 2.3.音箱揚聲器 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，但是這還要觀其內部，如果尺寸小的揚聲單元內部采用較大的磁鐵，能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、磁鐵和線圈構成，不過在高音單元中，振膜需要能夠產生高頻振蕩，所以材質上選擇包括有陶瓷、鈦、鋁絲帶等等。這些材質比較清脆，能夠產生較好的高音效果。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，再產生磁性與磁鐵吸引或排斥，帶動振膜發(fā)聲。其纏繞的方向將影響信號與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。 2.3.2低音單元 而低音單元的組成部分也大致相同，這里談談它們不同的地方，低音單元的振膜通常需要較大的尺寸來獲得較好的低音效果，其材質一般會采用紙（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，其使用的材質將會影響低音單元的低頻響應，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，這里就不多介紹了。 2.4.低音炮的結構和 放置 低音炮首先是個音箱，如果在揚聲器工作時由于箱體結構不牢固而導致向體共振，箱體將會產生干擾聲影響低音音質。因此，低音炮的音箱必須要牢固，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。 一對理想的音箱，工作時除揚聲器振膜外，其周邊不應隨聲波而振動。反之，則主要是箱板厚度、重量不足所造成的。因此，制作音箱應該考慮到音箱的體積及功率越大，相對箱腔內氣壓就越大，箱壁的木板就越要堅硬、厚實，尤其是前后板極易產生振動，其板厚適當厚于側板。 密閉式音箱的板塊比倒相式音箱要厚些。如果是低音箱，其箱板則要比 Hi-Fi 音箱箱板重得多。由于厚板要比簿板的自然諧振小，所以應盡量選用質地堅硬、重量大，而且有一定厚度的箱板。 密閉式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，因而足以產生很深的谷值，嚴重影響音質。只有加厚箱板，才能有效果顯著抑制箱壁共振，減少駐波的產生。 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 7 頁 共 40 頁 一般來說， 揚聲器口徑大小與箱板厚度的關系如下： 揚聲器口徑 35.6cm, 音箱板厚應有 2030mm。 如果采用原木板，且其質地堅硬，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部，要占據一定的空間，導致低音炮內部容積減小，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 致低音炮內部溫度上升，影響功放電路的穩(wěn)定性。因此，設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，可避免腔內某一頻率產生駐波。 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 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，提供給音箱的有效功率不足。揚聲器亦不可能發(fā)揮出應有的放音效果。只有給揚聲器 70%以上的功率，才能真正體現(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 音箱或書架式音箱。其音量適中， 音色優(yōu)美，外形也顯得雅致。汽車音箱的制作，絕大部分根據汽車后尾的空間來設計，難度較大。 在放置上，以 4.1 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.音箱電路 一般的多媒體音箱都是有源音箱，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，但是如果是音箱的話就比較勉強了。所以音箱中的電路主要的任務就在這里了。 圖 2.1 常見單聲道低音炮電路結構流程 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 8 頁 共 40 頁 圖 2.2 常見雙聲道低音炮電路結構流程 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 9 頁 共 40 頁 2.5.1電源電路 我們的市電是 220V 的交流電，而音箱中需要的是低壓直流電，所以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。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。我們經常會發(fā)現(xiàn)一些音箱，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 信號進入音箱后，需要對它進行初級放大，三極管、場效應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計。在這個電路中，將會放置音量調節(jié)開關、高音、低音調節(jié)等，調節(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將會非常突出。部分低檔的音箱也會將這個電路省略，以降低成本。 2.6.音箱的性能指標 2.6.1.頻率響應（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曲線。（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 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。通常即在產品商標銘牌上標 明，由生產廠給出。揚聲器的阻抗特性。由生產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)定歐、歐、歐、歐等，國外也有采用歐、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 .應該指出國內、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，在額定頻率范圍內進行測試。 按標準，被測揚聲器應保證在 100 小時的連續(xù)工作中不產生異常。順便指出，美國標準則規(guī)定試驗時間為小時，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 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 10 頁 共 40 頁 特性靈敏度是指當音箱加上相當于額定阻抗上 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節(jié)放大器的輸出來獲得足夠的音量。不過，在音箱制作中，揚聲器的靈敏度卻是一個值得重視的參數。因為在二分頻或三分頻音箱中，各揚聲器單元在各自負責重放的頻段內，它們的靈敏度必須基本一致，以使整個音箱在重放時高、中、低音的平衡。特別是對立體聲音箱，左右聲道使用的單元都必須經過嚴格的篩選、匹配。要求左右聲道所用的單元的輸出聲壓級差別應正負 1dB 內，不然會影響聲像的定位。 對于專業(yè)音箱，特別在作遠距離擴聲中（如大型廳堂、體育揚館等 ），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)音箱的靈敏度都在 95dB/m.w 以上，甚至高達 120dB/m.w。而家用音箱的靈敏度較小，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（或音箱）的指向性過于尖銳（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)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，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。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)的失真包括揩波失真、互調失真和瞬態(tài)互調失真等。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，因設計或調試不當，失真大幅度增加。諧波失真主要產生在低頻，尤其在共振頻率附近最為明顯。對于高保真用音箱的最低要 求諧波失真不大于 2%。 在選擇和使用音箱時，除了必須了解音箱的性能指標外，還要進行主觀聽音評價。另外，通常選用著名生產廠家的名牌音箱。目前，對于專業(yè)音箱來說，以美國音箱尤為著名，例如 JBL、EV、 BOSE、 COMMUNITY(C 牌 )、 PEAVEY(百威 )、 EAW 等都是著名的品牌音箱。 從上面的品牌關注上我們可以看到， 漫步者 在市場的關注方面占的比例最大。 這與其今年新品不斷、市場推廣力度以及市場占有量有關系。在其它關注方面我們看到低端產品仍然是市場主流，特別是 2.1 音箱 ，占到了 50%以上的市場份額。 2.7 最受用戶關注的前十 大 品 牌 分析 據 ZDC 調研結果顯示， 2006 年 4 月 最受用戶關注的 十大音箱 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、設計等新元素的迸發(fā)給市場格局帶來了不小變化；從技術層面來看，也出現(xiàn)了不少革新。 其具體產品及關注度如下圖所示。 (以下部分圖表資料來自于 ZDC 調研 中心 首家互聯(lián)網 it 產品消費調研中心 ) 圖 2.2 最受用戶關注的前十大 音箱 品牌 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 11 頁 共 40 頁 由上圖可見， 2006 年 4 月，漫步者以 47.5%的關注比例再次成為最受用戶關注的音箱品牌， 整體來看，音箱市場品牌關注度與價格走勢均處于上揚的狀態(tài)。 漫步者是時下音箱市場中小有名氣的一個， 以其典雅氣質、細致設計 、 出色音質 、 樸實素雅 和低廉的價格 獲得市場的贊賞 .它的產品線比較廣，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)星音箱仰角可調設計，可確保最佳聽音角度。低音炮內置 5 寸揚聲器，使低頻響應扎實厚重。 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)星音箱帶來寬廣的中高音與域（線控調節(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。線控調節(jié)、超薄衛(wèi)星箱、多種擺放方式隨心換多采面網，尤其是超乎期望的音質。 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。外觀充滿金屬質感，洋溢現(xiàn)代氣 息。更值得稱道的是表里如一的純正音質。 有源功率： 30W 峰值功率： 360W (5)R4.1T 北美版 ￥ 440 全木質結構。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，適合個人喜好。 有源功率： 50W 峰值功率： 560W (6)R211T ￥ 170 這一款音箱在外觀上就有所突破，給人的印象時尚漂亮、木質結構的低音炮（ 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。而塑質衛(wèi)星音箱由許多曲面構 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 12 頁 共 40 頁 成，線條比較 優(yōu)美。在操作上這款 R211T 的電源開關、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 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 13 頁 共 40 頁 圖 2.5 麥博 梵高 FC360 圖 2.6 創(chuàng)新 PCWorks TX230 2.8 市場現(xiàn)有產品分析 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 14 頁 共 40 頁 圖 2.7 消費者選購價格排行 圖 2.8 聲道關注排行 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 15 頁 共 40 頁 圖 2.9 顏色關注排行 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 逐漸受到人們的歡迎， 但 如今 的 組合 已經由以往傳統(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的進步。面器材做得越來越 精細 ，做工更為精美，外觀設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品，充分迎合了現(xiàn)代家庭的審美品味 ，得益于技術的革新，其音質也得到很大的改善 。因此，不僅那些小居室的家庭選擇迷你音響，而且還有為數不少的音響發(fā)燒友選擇它作為第二套聽音設備，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： 3.1.1.揚聲器技術有了長足的進步，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，使音 箱生產出現(xiàn)了高技術傾向，不斷提高了新型音箱的生產技術難度和開發(fā)成本，開辟了音箱追求高擋、高價的道路。 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，推動了音箱向小型化發(fā)展。 3.1.5.因為音箱小型化技術含量提高，而真正能選擇作為高級用途的揚聲器產量并不大，市場又需 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 16 頁 共 40 頁 要多擋次的音箱產品，所以推動了產品的向下淘汰分級，形成了產品分級生產的 “ 金字塔 ” ，使一部分小型音箱進入了 Hi Fi 領域，進一步強化了產品的高技術發(fā)展和價格競爭。 3.2 人群定位 電腦的 娛樂應用主要分布在音樂、多媒體、電影和游戲。 而在這些領域里 ， 男性消費群體對消費類電子產品的興趣高于女性消費群體 ，大概是 5： 1 的比例 ； 2030 歲 的消費人群 占 到大概 80%的比例，對于多媒體體音箱，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、音箱發(fā)燒友、音樂愛好者為多數；在月收入調查中， 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10002000 元之間的消費群體最容易受產品價格變動的影響 ， 伴隨著收入的增高，消費者對產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 1828 歲、月收入在 2000 以下的男性消費人群。 圖 3.1 月收入調查 圖 3.2 性別分布狀況 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 17 頁 共 40 頁 圖 3.3 年齡分布狀況 3.3 價格定位 由于這款產品 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 概念設計及草圖 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 18 頁 共 40 頁 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 19 頁 共 40 頁 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 20 頁 共 40 頁 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 21 頁 共 40 頁 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 22 頁 共 40 頁 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 23 頁 共 40 頁 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 24 頁 共 40 頁 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 25 頁 共 40 頁 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 26 頁 共 40 頁 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 27 頁 共 40 頁 4 設計展開 優(yōu)化深入 4.1 功能 方面 內置有源低音控制器和功率放大器，具有 音量 調節(jié)、 高低因 調節(jié)、 低頻 調節(jié)、 3D 模式立體聲輸出 等功能 ; 在保證音箱整體性的同時，內設 mp3