视听观点 | 为何大型书架式音箱多采用3分频设计？

在音响领域，我们常常会发现大型书架式音箱多采用3分频设计，这背后蕴含着深刻的声学原理和设计考量。

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喇叭发声的物理特性奠定基础

喇叭发声依赖于振膜的振动，而振膜的振动面积与响应频率之间存在着紧密且明确的关联。从物理原理上来说，振膜的振动面积越小，其质量相对较轻，在受到高频信号驱动时，能够更迅速、灵敏地做出反应，从而产生较高的响应频率。相反，振膜的振动面积越大，质量也就相对较重，对于低频信号的驱动具有更好的适应性，能够推动更多的空气，进而产生低沉、有力的低频声音。

基于这样的原理，在音箱的设计中，我们能够清晰地看到不同频段喇叭的振膜大小差异。中低音喇叭和低频喇叭承担着重放低频信号的重任，因此它们的振膜设计得最大，以确保能够充分推动空气，产生足够的低频能量。中音喇叭的振膜面积次之，主要负责中频段声音的重放，在声音的连贯性和表现力方面起着关键作用。而高音喇叭的振膜最小，能够快速响应高频信号，精准地还原声音中的细节和高频泛音。

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2分频音箱的中频衔接难题与应对

在2分频音箱的设计中，当采用大口径的中低音喇叭时，会面临一个棘手的问题——中频衔接。由于大口径中低音喇叭在低频表现上具有显著优势，但其上端频率响应能力相对有限。而高音喇叭虽然在高频段表现出色，但低频下限往往难以与大口径中低音喇叭的高频上限完美衔接。这就导致在中频段，两个喇叭之间的频率覆盖可能出现不连续、相位不一致等问题，进而影响声音的连贯性和平滑性，使声音听起来不够自然、真实。

为了解决这一难题，工程师们采取了多种方法。一种常见的方法是采用号角高音设计。号角高音通过特殊的号角结构，能够有效地提高高音喇叭的低频下限，使其能够更好地与中低音喇叭的中频段衔接。同时，号角结构还能够增强声音的指向性，提高声音的传播效率。另一种方法是使用振膜更大的球顶形高音。较大的振膜面积使得球顶形高音在低频响应方面有所提升，能够更好地覆盖中高频段，与中低音喇叭实现更平滑的过渡。此外，扩大铝带/气动高音的发声面积也是一种有效的解决方案。增加发声面积可以提高高音喇叭的低频输出能力，改善中频衔接效果。

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3分频设计的优势与必然选择

除了优化2分频音箱的中频衔接外，增加一只中音喇叭，组成高音、中音、低音的3路分频系统，是另一种更为直接和有效的解决方案。在3分频设计中，高音喇叭专注于重放高频信号，能够精准地还原声音中的细节和高频泛音，展现出清脆、明亮的高音效果。中音喇叭则负责中频段声音的重放，这是人耳最为敏感的频段，中音喇叭能够在这个频段发挥出最佳性能，使声音更加饱满、圆润，增强声音的感染力和表现力。低音喇叭则专注于低频信号的重放，通过大口径的设计，能够推动更多的空气，产生深沉、有力的低频声音，营造出强烈的氛围感。

这种设计使得三只喇叭单元各自工作于自己最擅长的频段，就像三位专业运动员在各自的赛道上发挥优势一样，能够更精准地还原声音，减少失真，提高声音的质量和动态范围。理论上，3分频设计能够带来更好的声音效果，因此不少追求高品质音质的大口径音箱都采用了这种设计。

然而，3分频设计也并非没有代价。首先，增加一只中音喇叭无疑会增加音箱的制造成本，包括喇叭单元的采购成本、音箱内部空间的调整成本等。其次，分频器的设计难度也会随着增加。分频器是音箱中至关重要的部件，它的作用是将音频信号按照不同的频段分配到对应的喇叭单元。在3分频设计中，分频器需要精确地划分高、中、低三个频段，并确保信号在分配过程中不会出现失真、相位偏差等问题。这就要求工程师具备更高的设计水平和更丰富的经验，增加了设计的复杂性和难度。

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大口径喇叭与3分频设计的紧密关联

对于那些希望通过大口径喇叭来获得极低频率响应的厂家来说，采用3分频设计几乎是一种必然的选择。大口径喇叭在低频表现方面具有天然的优势，能够推动更多的空气，产生更强的低频能量，从而获得更好的极低频率响应。然而，如前文所述，大口径喇叭在高频响应方面存在不足。为了实现全频段的良好重放，让音箱能够准确地还原各种音乐类型中的丰富声音信息，就需要采用3分频设计。通过高音、中音、低音喇叭的分工合作，充分发挥大口径喇叭在低频段的优势，同时保证中高频段的清晰和准确，为用户带来更加真实、震撼的听觉体验。

综上所述，大型书架式音箱多采用3分频设计是声学原理、音质追求和实际需求共同作用的结果。尽管3分频设计增加了成本和设计难度，但它所带来的音质提升和更好的听觉体验，使其成为了众多音箱厂家和音响爱好者的首选。