增量又增“质” 探寻双低音的设计原理

低频表现不佳已经成为阻碍笔记本电脑音箱发展的绊脚石，各大音箱厂商为此也伤透脑筋。目前，低频表现稍好的产品普遍是通过添加无源辐射器，或是采用独立低音炮，这两种设计方案在本刊的报道中也经常见到。不久前，又出现一种基于2.2声道架构的笔记本电脑音箱，其双低音单元的设计使人眼前一亮。对于深究技术的读者来说，相信大家都想知道这种架构有何特别。它是如何在狭小的腔体里让两只低音单元协同工作的？两只低音单元之间又是怎样避免相互干扰的？故此，《微型计算机》特邀该方案的设计师，慧海技术工程师张永东先生为大家讲解双低音设计的技术原理。

张永东 慧海技术工程师

MC：传统低音炮都只有一只低音单元，这种双低音单元的设计有何不同？如何避免两只低音单元间的干扰现象？

张：在笔记本电脑音箱里，受到低音单元尺寸的限制，如果仅采用一只低音单元，其低频表现很难有突破。这种双低音单元的设计就是为了突破这一限制做出的调整，在低音炮里同时采用两只低音单元能拥有更强的力度和更浑厚的声音。以慧海WF-2201为例，使用了两只F80低音单元，虽然单元尺寸只有2.25英寸，但通过采用耐高温、强磁的钕铁硼以提高磁能利用率和瞬态表现，采用双弹波设计增强低音丰满度以及采用特殊纸桨配置的鼓纸和高弹性的橡胶悬边来降低内部损耗等设计，都能提高喇叭品质，获得优秀的声音。

如果要避免两只单元间的干扰，可以通过独立的双腔结构，在低音炮里设计两个完全独立的密闭音室，将两只低音单元安装在两个独立的音腔中，使得单体可以产生迅速紧密的低频反应而互不干扰，这样还能有效消除驻波与梳形滤波的产生。同时，在低音炮的左右腔体内各设置一个倒相孔，让低音更加扩散更有力度，使得整体音箱在临场环境效果下实现两只低音单元互不干扰。

慧海WF-2201音箱的低音炮内置两个独立腔体

MC：除了架构设计上的不同，这种双低音单元又是如何工作的？

张：传统2.1音箱的工作原理是通过分频电路将完整的音频信号分频为中高频和低频信号。然后将分离出来的中、高频信号通过前级和后级放大后输出到卫星箱。将低频信号通过前级放大、低频提升处理之后再进行后级放大，这样便能获取纯净的低音。而在设计双低音的时候，为了解决单元之间的串扰问题，好通过两路独立的电路进行驱动。在WF-2201音箱的设计方案中，前级部分采用了多组NE5532前级运放芯片，并在前置处理中实现双线分音，将左右声道的两路独立音频信号分成中高频、低频信号，低频信号的频率截取在200Hz以下的，然后再通过两路独立的功放分别推动两只低音单元。

慧海F80低音单元分层结构图

MC：目前各大音箱厂商都在探寻提升笔记本电脑音箱低频的方法，在您看来，还有哪些可以尝试的设计思路呢？

张：由于笔记本电脑音箱必须保持体积小巧的特点，因而在腔体空间和单元尺寸上就会受到限制。以目前的技术来说，可以提升低频的思路大致有三种：1、对现有的低音单元进行改良，使得单元与箱体谐振更好，使得低频效果更好；2、增加DSP电路，增强模拟低音效果；3、增加低音单元的数量，加大低音的功率，使用低音串联、并联连接方式，达到改善低频的目的。

双低音单元的引入拓宽了笔记本电脑音箱的设计思路，这种设计在一定程度上解决了小型音箱承载功率较小，声音不够开阔，低频力度不足的缺陷，不过它同样会受到箱体和单元尺寸的限制，在回放电影时与传统2.1音箱还是有差距，希望未来的改良产品中在低频量感以及震撼感方面还能有所突破。