無源輻射器

無源輻射器(英文名:Passive Radiators - PRs)通常被不明真相的用戶當成音響生產(chǎn)商偷工減料的產(chǎn)品。從外觀上看它和普通低音單元相同;但是內(nèi)部看，它的結(jié)構(gòu)卻有很大不同。沒有任何引線連在上面，背面也沒有常見的驅(qū)動磁鐵。某些制造商和銷售人員甚至將其描繪成"音箱上的大型低音單元"(外觀上無源輻射器通常要比低音單元外觀上更大)或"雙低音單元"(和音箱上的真正低音單元并稱)。但實際上，它并不能產(chǎn)生更強勁的低音。

那么，為什么我們要用無源輻射器?它是什么?在音箱上裝備它有什么優(yōu)點和缺點?

1.? 我們可以把無源輻射器比作加在"彈簧"上的"重量"。"彈簧" 由紙盆邊緣的振膜折環(huán)和封閉在箱體內(nèi)的空氣構(gòu)成。"重量" 則是由紙盆和配重共同組成。配重是無源輻射器設計環(huán)節(jié)中的重要環(huán)節(jié)，直接關系到最終的發(fā)聲效果。(配備了低頻無源輻射器的音箱實際上也是倒相管音箱的一種。從聲學公式上來看它們完全相同，但是典型的倒相管音箱在箱體上開有孔，連著一個向內(nèi)的管子，由此營造出"下潛很深而且富有彈性的聲音" - 在這里配重變成了管子內(nèi)的氣體)。

2. 無源輻射器通過配重的變化能夠產(chǎn)生諧振，原理類似于音叉。但與音叉不同的是，無源輻射器的振動在偏離諧振頻率一定范圍內(nèi)不會迅速衰減。無源輻射器的衰減頻率通常是每八度音階減少18db。盡管曲線看來非常陡峭，但仍然能為音箱提供實用的半個八分音。這樣就能將其設計成在揚聲器低音單元達不到的下潛深度處進行諧振發(fā)聲，同時從低音單元的發(fā)聲頻率到無源輻射器的發(fā)聲頻率之間不會出現(xiàn)明顯"斷檔"，從而從高到低產(chǎn)生一條平滑的音頻曲線。

所有的低音單元，隨著低音的不斷下潛，最終會力不從心。在音頻輸出上低音揚聲器開始衰減的點被稱為"-3db"點。在該點上低音單元產(chǎn)生的聲壓會比它在正常頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生的聲壓低3個分貝。通過調(diào)教無源輻射器使其能夠在該點附近共振，為揚聲器整體聲音輸出貢獻出半個八分音。當然，在無源輻射器諧振頻率以下，音頻響應會衰減得很嚴重;但是在PR的諧振頻率和低音單元的低頻下限之間，會產(chǎn)生一小段低頻的延伸。

3. 通常想來，無源輻射器的振動和杠桿類似:當?shù)鸵魡卧募埮柘蛲膺\動時，它的紙盆會向里運動;或者低音單元的紙盆向里運動時，它的紙盆會向外運動。但是實際情況卻并非如此。低音單元的紙盆和無源輻射器的紙盆可以同時向內(nèi)或向外運動(這被稱為"同相位")，或是反向運動的結(jié)合("異相位" - 最極端的例子是"異相180度"，如同前面說的杠桿)。理論上，要讓兩者的聲音疊加增強，應該進行嚴格的同相位運動。但是由于物理上的限制，大多數(shù)情況下這類共振系統(tǒng)都有少許異相運動存在。

另外有趣的一點是，在無源輻射器的頻率共振點上，其振幅達到最大;而此時低音單元的振幅為最小.

4. 配備無源輻射器的音響系統(tǒng)一大優(yōu)點是，能將小尺寸低音單元產(chǎn)生低音的負擔轉(zhuǎn)嫁到更大尺寸的無源輻射器上(低音單元在"-3db"點上要想產(chǎn)生和其在頻率范圍內(nèi)同樣響度的聲音需要最大的氣流推動量)，此時無源輻射器能進行更大的線性振動(紙盆的內(nèi)外往復運動)。另一個明顯的優(yōu)點是低頻響應點延伸得更低。另外設計時可以采用更小尺寸的低音單元，使得低音和中頻響應得以更準確，分離度更好。

5. 當然，無源輻射器的音響系統(tǒng)也有缺點。其中之一，就像上面提到的一樣，出現(xiàn)在低音單元和無源輻射器之間的相位差異。理論上，音響系統(tǒng)產(chǎn)生的聲音在各頻率上都具有相同相位。這意味著在所有頻率上，錄音階段聲波處于壓縮狀態(tài)的話，在聽音環(huán)境下也應處于壓縮狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，只要總的相位反應不發(fā)生突然改變或是斷續(xù)，人的聽力/大腦系統(tǒng)就不會察覺到聲音的變化。如果在很小一段周期內(nèi)相位反應急劇變化，就能被人耳所感知。

密封音箱在響應頻率范圍外僅以每八分音符6db的速度衰減;而倒相管音箱 / 無源輻射器在頻率范圍外卻以每八分音符18db的速度衰減，在它的共振頻率外能提供較少可用的低音。

因此，無源輻射器不適合裝備在衰減頻率在40HZ以上的小型音箱上 - 在40Hz以上有很多有用的信號需要表達，而無源輻射器在這種情況下表現(xiàn)并不好。在這種情況下，可能更大尺寸的低音單元是一個更好的選擇。

從右圖可以看出，無源輻射器和低音單元的區(qū)別就是沒有驅(qū)動磁鐵和音圈。振膜的運動靠箱體內(nèi)氣流的推動而進行。通過不同配重的調(diào)節(jié)，無源輻射器可以在不同頻率上進行共振。(點擊右圖查看詳細大圖)。

使用"無源輻射器"的音響通常包含一個主動揚聲器單元和一個被動單元(無源輻射器)。被動單元通常和主動揚聲器單元外形類似，但是沒有音圈和驅(qū)動磁鐵。它只有一個紙盆，不和任何音圈或電路相連。無源輻射器通常被用來調(diào)整低音，使得設計者能夠調(diào)節(jié)音箱整體的音色。無源輻射器在音箱內(nèi)主動單元對箱體內(nèi)空氣的帶動下進行被動發(fā)聲。

通常使用無源輻射器來代替倒相管都是用以調(diào)節(jié)較小箱體的音質(zhì)和使其具有更好的低音表現(xiàn)。尤其是在一些情況下，由于箱體太小而不適合安裝倒相管，無源輻射器就是一個較好的替代方案。它通常也用來消除箱體氣流的擾動并減輕由倒相管中氣流的高速運動所引起的對揚聲器單元沖程的壓縮。