音响技术论文 

有源音箱论文

概述

有源音箱（Active Speaker）又称为“主动式音箱”。通常是指带有功率放大器的音箱，如多媒体电脑音箱、有源超低音箱，以及一些新型的家庭影院有源音箱等。有源音箱由于内置了功放电路，使用者不必考虑与放大器匹配的问题，同时也便于用较低电平的音频信号直接驱动。

有源音箱是指在音箱内部装有自配功放的一类音箱。这些功 放是专门用于推动音箱内的喇叭，由于进行了专门的匹配设计，所以这 些功放都能较好地用于推动音箱内的喇叭，从而让使用者不需再去考虑 功放的功率有多大以及阻抗是否匹配等问题。另外，由于在音箱内还装 有在放大器的前边便进行分频的电子分频器以及每台功放仅仅负责放大 一段频率的声频信号，所以放大器的效率往往可以做得高些，失真也相 对可以小些。

此外，还有一些专业用内置功放电路的录音监听音箱和采用内置电子分频电路和放大器的电子分频音箱也可归入有源音箱范畴。

有源音箱

最简单的音响系统包括3个环节：音源、功率放大器和音箱。

音源指声音播放设备如收音机、卡座、CD机、VCD、DVD、MP3等。对于电脑而言，光驱和声卡都属音源设备。一般音源设备的输出信号较小，大约在数百毫伏到两伏之间，如果直接接音箱可能声音很小甚至根本无声。而且由于音箱的阻抗一般很低，绝大多数在4~8欧姆之间，一些设计比较特殊的音箱在某些频段的阻抗甚至不到两欧姆，接近短路，极易使音源设

备过载，严重时甚至可能造成音源设备的损坏。因此，必须在音源和音箱之间加一级功率放大器(简称功放)，将音源输出的微弱信号放大到足够的功率去推动音箱，使音箱发出足够的音量。同时功放具有较高的输入阻抗（一般几十千欧姆）和较低的输出阻抗（零点几欧姆），可以在音源和音箱之间起到缓冲的作用，既不会使音源设备过载，又能轻易推动音箱。

无源音箱

无源音箱（Passive Speaker）又称为“被动式音箱”。无源音箱即是我们

通常采用的，内部不带功放电路的普通音箱。无源音箱虽不带放大器，但常常带有分频网络和阻抗补偿电路等。

有源音箱通常标注了内置放大器的输出功率、输入阻抗和输入信号电平等参数。有源超低音箱则还标注了输入信号的频率特性（如全频带信号还是低频信号）、低通滤波器特性等参数。无源音箱一般标注阻抗、功率、频率范围等参数。

品牌

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功能作用

一般Hi-Fi音响的各个环节都是相对独立的，通过各种连线的连接即可

构成完整的音响系统。下图就是一套比较高级的数字化音响系统的示意图。 在这套系统里，音源被分解成两部分：负责输出数字信号的数字部分和负责对数字信号进行数/模转换的解码部分。这种分体式数字音源在高档Hi-Fi音响中已屡见不鲜，带光纤输出的声卡或USB接口的创新Extigy外置声卡也是典型的例子。功放部分也被分为前置放大器和后级放大器。前置放大器主要负责信号的电压放大、音量控制、多路音源的切换、音调调整以及阻抗匹配等功能，而后级则专司功率放大。

所谓有源音箱就是指将功放做在音箱内部，可直接与音源连接并正常工作的音箱。一些有源音箱不仅将功放集成到音箱内，还将解码器也集成到音箱内部，可以直接接受数字信号，这就是数字有源音箱。虽然从

字面上看，有源音箱可以认为是必须插电源的音箱，但严格地说这个“源”应理解为功放，而不是指电源，因为有不少需要插电源却仍需外部功放推动的音箱，这些音箱显然不属于有源音箱。

有源音箱的组成

有源音箱的构成可分为有源和无源部分。有源部分主要由功放组件和电源变压器组成。功放组件用来对音乐信号进行放大并实现各种操控功能，而电源变压器则为功放组件提供电能。无源部分主要包括扬声器、分频器和音箱箱体。 扬声器是整个音响系统的最终发声器件，目前绝大多数有源音箱使用的是动圈式设计，结构简单，成本低廉且性能良好，但对高音和低音对于扬声器的不同要求难以兼顾，所以必须使用分别针对高音和低音的两种单元，既提供良好的音质，又保证频带的完整。低音单元的重放频率一般在20～6000Hz之间，口径大多数在3～8英寸之间。高音单元一般体积较小，重放频率为1500～25000Hz，振膜直径在12～25毫米之间。

分频器的作用是根据频率将信号分别分配给高音单元和低音单元，高水平的设计师还能利用分频器对声音的音色进行调整。分频器的另一个作用是防止大功率的低频信号损坏高音单元。一般中低档有源音箱仅用最简单的单电容分频，成本低但效果差，而高档音箱则配备经过精心设计和调整并由多元件构成的真正的分频器。

箱体的作用主要是防止发生“声短路”现象。“声短路”现象是指扬声器正面和背面所发出的声波因相位相仿而抵消，主要发生在低频段。扬声器如果不装在音箱上是没有低音的，箱体的作用就是将扬声器两面的声波隔离，避免“声短路”现象。 扬声器、分频器和箱体的组合是有源音箱的重中之重，是有源音箱音质的决定性因素，对于多媒体有源音箱来说，该组合更决定了音箱音质的70%以上。

有源音箱的特点

1. 成本低，价格极易被接受 独立的外置功放的机壳应该具备足够的机械强度并有良好的屏蔽性，一些制造精良的机壳的成本往往达到总成本的15～20%。有源音箱的功放设置在音箱内部，比功放要少一套机壳，成本得以大幅降低。在功放电路方面，外置功放一般采用分立元件，音质较好但成本较高，且安装调试复杂，生产难度较大。而有源音箱一般采用功率集成电路，价格低，设计简单，一般无须调试，而且保护功能齐全，容易大批量生产。这使有源音箱的成本进一步降低。在线材方面，优质音响线材的价格是相当昂贵的。有源音箱只需一根喇叭线，而普通音箱至少需要一对，这又使有源音箱的成本降低不少。 2. 连接简单，使用方便

有源音箱大幅简化了音响系统的环节，因此连接简单，只需一个随身听和一对有源音箱即可构成最简单的音响系统，连线只有两根。 3. 省去搭配的烦恼

音响器材的搭配是非常重要的，尤其是功放和音箱的搭配。生产音响器材的

厂家众多，风格各异，若搭配得当，各器材间的风格能够互补，从而发出令人满意的声音。若搭配不当，则不是硬得刺耳就是软如稀泥。要熟知众多厂家器材的特点，对于一般消费者是非常困难的。有源音箱的功放和音箱由同一厂家生产，有时甚至是同一人设计，出厂前就可将搭配的问题解决，替用户省去了烦恼

有源音箱制作

音箱的外形尺寸见图１，扬声器为银笛ＹＤ－１０６－８２２Ｐ－Ｓ或ＹＤ－１０６－８２２Ｐ－Ｓ１；高音为ＹＤＱＧ－４０１４。

经典的ＮＥ５５３２搭配ＴＤＡ１５２１方案见图２。

电源变压器使用２０Ｗ双１２Ｖ输出的。输出功率只要有２×８Ｗ，就能满足需求。

电路板的设计注意两点：１．ＴＤＡ１５２１的②、③、⑧脚为信号弱地，应将它们并在一起引向前级，通过前级地线分支而接地。如果将它们单独接一地线分支会出现无法消除的本底交流声，其特点是噪音恒大，不随音量变化而变化。这是ＴＤＡ１５２１运用中很特殊的地方。２．在尽量靠近ＩＣ正、负电路引脚处并一只０．１μＦ电容接地。此电容能使功放块稳定，工作不自激.

现在电脑用的低音炮，大部分采用的都是高保真功放IC TDA1521A制作功放电路，TDA1521A采用九脚单列直插式塑料封装，具有输出功率大、两声道增益差小、开关机扬声器无冲击声及可靠的过热过载短路保护等特点。特别是具有外围元件少，不用调试，一装就响的特点。也特适合自制，用于随身听功率接续，或用于改造低档电脑有源音箱。 TDA1521A既可用正负电源供电，也可用单电源供电。双电源供电时，可省去两个音频输出电容，高低音音质更佳。单电源供电时，电源滤波电容应尽量靠近集成电路的电源端，以避免电路内部自激。制作时一定要给集成块装上散热片才能通电试音，否则容易损坏集成块。散热板不能小于200×100×2mm3。现在就将两种常用的电路介绍给大家！

TDA1521 A是高保真立体声集成功放。其特点是：集成度高，外围元件很少，音质好，失真小，内部有两个15W的功放电路，两个声道的参数一致性很好，外围元件很少，具有完善的防开机、关机冲击和过热、过载短路保护功能，可不接输出耦合电容，可单电源供电，也可以双电源供电等。TDA1521A常用于调谐器、录音机、组合音响等电声设各中。