「技术」建议收藏！一文读懂低音炮的常见设计

说到低音炮，大家对它的普遍印象就是“越大越好”。低音单元要口径大，功率大，箱体要容积大，这样才能输出能量足够大的，且频率足够低的低音。所以当年日本的Diatone才会疯狂到做出1600mm口径的低音单元，然后用这个单元做出D-160这款巨型的超低音音箱，它非常重，又非常大，所以最终的下场只能作为研究用途。

JBL 2269H 18英寸超低音单元的阻抗曲线尖峰位置落在30Hz，因此30Hz就是这低音喇叭的共振频率（f0）

目前，低音炮里面使用的大口径低音单元最常用规格的是15英寸和18英寸两种，再大的还有21英寸，或24英寸，对于那些追求极致的发烧友来说，自然是越大越好！但这些低音音箱在家庭环境里依旧是个庞然大物，除非你有足够的空间摆放。但到了实际应用层面就复杂得多，例如，要针对不同定位，不同安装需要等多方面进行考虑而使用不同的设计，这次内容就是给大家介绍几种家庭影院超低音音箱的设计。

有源伺服技术

我记得80年代的时候，YAMAHA有一款ATS-S1的小型书架音箱，2路2分频低音反射式设计，低音喇叭的口径才160mm，箱体容积也不大，但低频延伸标称达到28Hz！这岂不是逆天了吗？到底有这可能性吗？答案是可以的！因为ATS-S1使用的就是有源伺服技术（Active Servo Technology），需要配上原厂的AST-A10功放使用，这种技术并不是什么新技术，现在被广泛地应用在有源低音音箱里面。

YAMAHA在1988年推出的ATS-S1音箱，通过有源伺服技术，让低频下限扩展到28Hz

有源伺服技术主要采用负阻驱动。负阻驱动源于Philips公司在1970年代开发的Motion FeedBack，简称“MFB”，负阻驱动就是利用输出阻抗与喇叭音圈阻抗相等，但为负值的放大器来驱动喇叭，从而抵消音圈阻抗，使得总阻抗趋向于零，使得功放驱动力趋向无穷大，而最最最关键的是削平低音喇叭的谐振峰，这时候音盆在所有频率下均以等速振动，从而扩展低频的重播下限。而且Motion FeedBack还能从低音喇叭中反馈输出信号到输入端进行比较再做修正，可以起到降低失真的作用。

Philips曾经采用Motion FeedBack技术推出了MFB系列有源一体化音箱。例如，MFB 545、MFB 544、MFB541等型号。到现在这几个型号的音箱在二手市场也吃香，甚至还有外国的小型音响公司还专门复刻这些音箱的功放电路出售，用于替换原来的功放。

Philips公司在1970年代开发的Motion Feed Back技术，第一；可扩展低频延伸下限；第二，通过反馈修正降低失真

有源伺服技术（Active Servo Technology）的好处就是喇叭本身做不到的，可以通过电子电路的相互优化的方式来实现，能在一个低音喇叭的口径，以及箱体容积相对较小的前提条件下获得良好的低频响应。但它必须有专用的功放一起搭配使用，正因为这样，有源一体化低音音箱里面才被广泛地使用。

Rythmik Audio有源低音音箱所使用的Direct Servo Technology就是一种典型的有源伺服技术

融入电子修正，改善重播效果

低频效果在99%的家庭环境，甚至视听室里面都不好弄。那是因为房间比例的问题，低频在不同位置的听感不一样，有些地方听起来很轻，有些却很重，其频响曲线会明显的谷和峰，要改善低频重播效果，还得需要通过对低音音箱的摆位、做声学处理，还有就是借助电子修正方式来解决这些问题。

例如，Paradigm（百里登）、Martin Logan、JL Audio、Velodyne Acoustics（威力登）的某些型号的有源超低音音箱就内置了自动修正功能，要使用这些功能都需要测试麦克风配合使用才能完成。在测试时，电子修正功能会要求你把麦克风摆放在皇帝位，甚至皇帝位之外其他多个位置做测量，测量时会由超低音音箱发出一连窜的测试音，麦克风在接收之后会根据预设目标曲线进行修正，通常地会对延时、均衡做调整。

Martin Logan的低音音箱使用ARC房间声学修正技术

这类超低音音箱都必须配合功放一起工作，所以只会出现在有源低音音箱里面。而且因为修正方式都以数字方式进行，所以在信号处理流程上会经过A/D和D/A处理，道理上是会劣化声音的。而且自带修正系统的精度问题也是值得斟酌，能起到多大的作用，我相信只有用家才有体会，所以使用过的用家们不妨发表一下自己的看法和感想。

在我看来，要弄好低音效果，其首要的条件是必须有一只性能出众的超低音音箱，其次是房间要做好声学处理，然后再进行合理的摆位，至于使用电子修正功能是作为辅助。另外，甚至还有人提出实时修正功能。其方式就是在靠近音箱音盆位置放置麦克风，然后在聆听位置再放置另一只麦克风，两只同时拾取声音，然后做对比后再做修正。至于效果怎样，目前还不得而知。

JL Audio G 213超低音音箱

倒相式

倒相式是超低音音箱里面最常见，最常用一种设计。倒相式设计就是一个开放式的亥姆霍兹共振腔，由于共振腔存在共振频率，可以把低音喇叭的共振频率时的振动实现高效转换。所以相比起密闭式，倒相式设计最大的优势是可以提高灵敏度，还能降低低音喇叭的截止频率，可以重播出频率更低的低频。

从外表上看，倒相式就是在密闭箱体上开个孔而已，将低音喇叭背部的声波引出。倒相式箱体看似简单，但实际上内藏玄机，其设计难度比密闭式高。它的性能关系到箱体容积、导声管设计（包括长度、开头面积大小等），还有内部吸音材料。例如，在其他条件不变时，将导声管长度加长，阻抗曲线峰会往更低的频率移，可以播放出频率更低的低频，反之会往更高的频率移动；同样地，在其他条件不变时，增加箱体容积，阻抗曲线峰会往更低的频率移，相反会往更高的频率移。当然，这世界上没有完美的音响。倒相式也有它的缺点。例如，低频的瞬态响应速度会变差（相对于密闭音箱）。

安卓系统有个Bass Reflex的App，当你改变箱体容积、导声管的长度、直径等参数就可以看到低频下限的变化

倒相式音箱也会出现变种设计，目的是为了改善它的性能，无源辐射器就是倒相式变种。它用一个无源辐射器来代替原来的开口，通常使用1只，但也有使用2只的，而且无源辐射器的口径大小通常与低音喇叭口径一致，由低音喇叭带动下工作。例如，Sunfire True Subwoofer系列、James Loudspeakers Mavericks M122、M152、M213，还有好几款产品都是如此设计的超低音音箱。无源辐射器消除导管开口所产生的谐振，消除声染色，还能提高低音输出。至于低频的瞬态响应与传统的倒相式设计差别不大。

使用无源辐射器是倒相式的变种

传输线式箱体

传输线式（Transmission Line）也叫“迷宫式”，或者“曲径式”，也是一种扩展低频响应的设计方式，像PMC就是全线产品都离不开传输线式设计的，即使是一对小小的2分频2单元书架音箱也能发出丰满，充盈的低频效果，而且这种丰满充盈的低音即使在较低的音量播放时也能感受得到，听感上更平衡。从外观上看，传输线式与倒相式一样有开口，但传输线式箱体内部实际上是设计成一条有一定长度，且经过弯曲的管道。

PMC是使用传输线技术当中，目前最为国内发烧友认识的品牌

传输线式内部的管道长度，管道的截面积，还有阻尼材料都影响着传输线的性能。其中，传输线内部管道的长度是非常关键的。一般来说，传输线的长度是低音喇叭谐振频率波长的1/4，同时为某一低于共振频率波长的1/2。而管道的截面积可以是从始端到末端是一致的，也有从大到小变化，呈现收尾形状的，也有从小到大变化，呈现号角形状的……但不管怎样的变化，管道的最小截面积不能小于低音喇叭的有效驱动空气面积，否则会影响到最终的低音效果。

至于内部的阻尼材料方面，背部声波通过管道遇上阻尼材料的时候声速会降低，因此吸声材料的差异、放置量的多少都会对声速产生不同程度的影响，直接影响到最终的声音效果，至于放什么材料，要放多少，这也是厂家的秘密所在。所以，传输线式在设计时的难度更大，更具有挑战性。

至于传输线式在低音炮的应用上，PMC TwentySub、XBD（BB5、MB5的辅助低音音箱部分）、Wisdom Audio STS、SCS都使用传输式设计的，尤其是Wisdom Audio那只像衣柜那么大的STS低音炮，内置2只15英寸的低音喇叭，再结合传输线式箱体，音箱的灵敏度高达101dB@2.83v，在20Hz的时候能输出130dB@1m的声压级，重播电影里面的低音效果通道声音时能产生地动山摇般的低音效果。

Wisdom Audio STS巨型低音炮

等压式/推挽式

等压式驱动本身就是应用在低音，或超低音播放而设计的，需要至少通过2只低音单元共同协助来完成。组成方式有三种。第一：最常见的就是“Cone to Cone”方式，俗称“贝壳式”，就是两只低音喇叭的音盆部分相向，连接时两只喇叭相互反相，一只往前运动时，另一只往后运动，反之如此类推；第二：“Cone to Magnet”方式，就是一前一后排列，连接时两只低音喇叭为同相。第三：“Magnet to Magnet”方式，也称“背对背”，或“磁钢对磁钢”，连接方式也是两只喇叭的相位一正一反。这三种方式实际上两只喇叭的音圈都是同时以相同方向做往返运动。这种设计能增强低音效果的前提下缩小箱体体积，也能减少失真。

推挽式，如下图的ELAC SUB2070有源低音音箱。虽然两只低音喇叭在一个密闭式箱体里面以“背对背”方式安装，两只喇叭的音盆朝外。在连接方面，两只低音喇叭都是正相连接的。在工作时，两只低音喇叭的音圈都是以相反方向移动的，且同时往外传送低音。这种设计，一方面可以增强低频效果，另一方面也是降低失真的其中一种手段。而且还能抵消箱体的振动。除了右图ELAC SUB2070外，高端产品当中的Magico Q-Sub有源超低音也是这种设计，双15寸低音，每只低音喇叭用2000W功放推，标称低频能延伸到15Hz。

另外，Miller&Kreisel Sound、Ken Kreisel Sound和PerListen Audio的超低音音箱也坚称使用Push-Pull结构。其中，Miller&Kreisel Sound、Ken Kreisel Sound是一脉相承，PerListen Audio其中一个创始人也曾经运营过Miller&Kreisel Sound，或许这也是PerListen Audio的超低音音箱使用Push-Pull的原因。它们跟上面的设计有些不同，一只喇叭安装在前障板，音盆朝外，一只安装在底部，音盆朝箱体内部。两只喇叭的相位是相反的，当前障板的喇叭音盆往前运动，底部的喇叭往后运动，相反，一只往后退，另一只往前推。

Miller&Kreisel Sound X-10有源超低音音箱

其它类型的低音设计

ASW（Acoustic Super Woofer）

Acoustic Super Woofer方式现在主要应用在与Soundbar配套的，以及2.1配置的多媒体有源音箱的低音部分，还有就是一些户外型低音音箱也是这种设计。其优点是能在一个比较小的箱体，一个口径较小的喇叭里面获得很大的低频能量感。它的箱体跟常见的倒相式箱体类似，但喇叭单元是安装在箱体内部的。换句话说，喇叭驱动箱体内的空气，然后从导管输出。所以从外观上看，你是看不到低音喇叭的。

Acoustic Super Woofer在1953年获得专利，后来被日立公司重提，并应用在Lo-D品牌的音箱里面，这种方式的箱体实际上是一个低通滤波器，所以ASW方式的喇叭单元所输入的是一个全频声音信号，通过箱体、从导管出来之后就剩下低频了，至于能辐射出多低的频率，还得看开口导管的设计。通常地，使用这种设计的音响，大多数是辐射100Hz以下的低频信号。Acoustic Super Woofer方式设计的超低音音箱，正如上述所说那样，低频能量很大，但听感是比较混，解析度和速度很一般。

日立在1970年代推出的HS-1400W，超低音部分的低音喇叭口径才200mm，但通过ASW方式，低频延伸标称能到35Hz

THX Balanced Bass-line

估计现在能说出这个名字的人是很少了，它由THX公司为了嵌入式安装而提出的一种方式，主要生产商是BG Radia，例如，BGX系列入墙超低音。它的特点如下：1.所有低音喇叭的都是小口径，并安装在独立的腔体里；2.低音喇叭以“Cone to Cone”方式安装，并组成线列阵，而且两只低音喇叭中间留有一定宽度的缝隙空间；3.工作时相对的2只低音喇叭以“对推”方式工作，从而把空气从缝隙里挤压出去。BG Radia BGX系列入墙超低音最小的是BGX-S6B，共使用6只喇叭，最大的型号叫BGX-4850，共使用48只喇叭，据称其能量相当于一只18英寸的低音喇叭。

BG Radia BGX系列嵌入式低音喇叭组件

气动式低音喇叭

除了文章开头所说的大口径锥形音盆的低音喇叭，也有气动式低音喇叭，但这种喇叭如今几乎绝迹，除了ESS公司做过外，我还查到Tymphany（迪芬尼）曾经推出过的LAT系列的气动低音喇叭。与ESS的气动式低音喇叭不同的是，LAT系列的音圈磁路系统是两端各有一个，两个音圈以相反方向做活塞工作，带动中间多块振膜做挤压和拉伸动作，将空气“吹”出去。外国有烧友就把这种低音喇叭买回家做自己DIY，尽管已经这产品已经停产，但有兴趣的朋友仍然有机会买到库存的，或者状态好的二手货!

外国发烧友用4只Tymphany的气动式低音做成低音柱

加不加超低音是两回事！——ATC发布 C4 Sub MKⅡ主动式超低音箱

新音响New Audiophile

11月24日，第24届广州国际音响唱片冬季特展盛大开幕，位于东方宾馆一楼会议厅一室力高音响发布了ATC最新出品的C4 Sub MKⅡ主动式超低音箱。

ATC音响产品以其标志性的高输出、低失真等特点闻名于世，在50年间深受音乐家、录音师和音响发烧友的信赖。

ATC C4 Sub MKⅡ主动式超低音箱发布会由ATC的工程师兼技术销售经理Ben Lilly与力高音响主理人Jacky梁兴杰联手主持。

C4Sub MKⅡ集合了全新的12英寸低音单元、优化升级之后的散热口以及300W AB类的“炮放”于一体。

低音单元是新型SS75-314SC，是第一个为ATC超低音系统而设计的驱动单元，配合ATC标志性的长间隙/短音圈配置，具有超长的30mm磁隙。低音单元外围有长冲程橡胶环围绕，可提升低频量感。在低音单元背后，安装了强悍的6英寸钕磁铁，这是ATC 有史以来第一次组装最强大的磁铁，以及高流量、低噪音的散热口。

C4 Sub MKⅡ采用全新300W AB类放大电路，从而产生快速、动态的低音，降低音染。

配置两个平衡线路输入为立体声或家庭影院系统提供连接，而两个平衡输出可用于馈送合作的“主”立体声扬声器或连接多个低音炮。

箱体方面C4 Sub MKⅡ采用25mm厚面板和重型支撑。它有标准樱桃木、黑木、胡桃木和橡木实木皮贴面，以及缎光黑色和缎光白色饰面，或采用优质红木、欧洲皇冠切面胡桃木、毛刺木兰等饰面，可选择高光饰面和还提供黑色/白色钢琴漆。厂方推荐C4 Sub MKⅡ与ATC SCM19、SCM20、SCM40、SCM50和SCM100等音箱搭配。在较大的房间或与较大的音箱配合使用时，可以使用两只超低音箱组成2.2 HIFI系统来进一步提升性能。而在与比较小的音箱或者比较小的环境时，可用一只C4 Sub MKⅡ，组成2.1 HIFI系统。

C4 Sub MKⅡ的设计和制造注重解析度和整合度，为听众提供平衡和连贯的体验，扩展低频响应，而不会掩盖细节或改变音色。它为拥有较小扬声器且缺乏空间安装较大立体声扬声器的客户提供了升级途径，出色的性价比，同时也丰富了ATC在家庭影院中的产品系列选择。C4 Sub MKⅡ低通滤波器为模拟四阶 Linkwitz-Riley，具有滤波器频率选项，确保与合作扬声器的最佳搭配。此外，业界标准 80Hz 低通滤波器和「关闭」选 项，还配备极性开关、可变 180°相位调整和超过 21 dB 范围的步进衰减器，以实现精确电平匹配。作为HIFI系统使用时，可以先把前级输出讯号接入C4 Sub MKⅡ主动式超低音箱，再输出到后级放大器。

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加不加超低音，是两个概念

文：陈建华

近年2.1系统或者2.2系统在高保真立体声系统上使用早已见怪不怪。简而言之，2.0就是一对音箱，2.1是一对音箱再加上超低音，2.2就是加上二只超低音。而在主音箱和功放、音源系统不动、听音室环境不再改造的情况下，最超值的升级玩法就是增加两只1只或者两只超低音箱（理论上用在立体声系统上不应该称为低音炮，叫做超低音箱更贴切，有别与AC用的低音炮叫法）。

ATC C4 Sub MKⅡ是专门为ATC Hi-Fi音箱而设计的超低音箱，当然，它也可以作为ATC音箱用在多声道家庭影院系统上使用。Hi-Fi系统的超低音并非发烧友所理解的AV多声道系统用，能在Hi-Fi系统上使用的也能在AV系统上使用，反过来则不一定能行。音响迷群体中始终有人顽固地认为，两声道立体声系统就不应该加超低音的，但实际上，很多售价数百万的Hi-End品牌旗舰级音箱也是超低音分体或中高音箱体与超低音箱叠加在一体的，都使用超低音设计，只是它们是无源超低音，也有一些是使用无源中高音箱加有源超低音箱的组合。

Hi-End级音箱都这么做了，这些顽固地认为立体声系统不需要加超低音的，估计他们是被某些劣质家庭影院“低音炮”给震到怕了。之所以推荐使用2.1或者2.2系统，是因为要让一对音箱发出20Hz-20kH全音域的频宽实在是需要很多条件的。高音比较好解决，低音则复杂得多，比如使用体积庞大的巨型音箱和超大输出功率的功放，还需要听音环境配合。而加上超低音的玩法，就是把相对比较难搞的低频部分分离出来，用单独的低音音箱来播放，既减轻主音箱的工作负担，还可降低主音箱的失真度，缩小整体体积，投入的性价比更高。

要知道力高发布会现场也就是他们的展厅，可是近180平方、可容纳近百人的剧院式会议室。高度也达到3.8米，宽度超过10米，长度超过17米，如此巨大的容积对任何音箱都是挑战，要发出令人满意的声压容易，要轻易充盈如此大的空间而声音密度和能量不被稀释，ATC C4 Sub MKⅡ就发挥出巨大的作用了，力高音响使用一只ATC C4 Sub MKⅡ与一对ATC SCM 50PSLT组成2.1系统，因为主音箱的一部分低频被超低音箱承担因而压力更小，播放流行人声更为细腻通透，应对突如其来的电子乐超低频段，下潜极深且速度极快，能量巨大却不拖沓，低频有质有量有层次。

播放动态庞大的大型管弦乐录音，当管弦乐齐奏的爆棚片段毫无压力，甚至从容不迫，加了ATC C4 Sub MKⅡ的SCM 50PSLT更为轻松淡定，从超低音到中高音衔接顺畅，音色一致性非常统一，声音的完成度是非常高。低音提琴、大提琴、中、小提琴等乐器的质感、音色风格一致，且形体感准确。虽然在那么大的空间，也不在皇帝位上，不敢说像在中小空间的皇帝位上“数人头”但也能清楚分辨出乐器相应的前后左右位置关系。

加不加超低音的系统是两回事，即使SCM 50PSLT本身已经很优秀了，加了C4 Sub MKⅡ超低音箱更是如虎添翼，不仅弥补超低频下段的频率与能量，相当于主音箱整体的不失真声压间接也提高了。这样的2.1系统组合下来，效果是相当的预算投入一对更大的落地箱与升级更大功率的功放无法比拟的，因为您不需要为升级音箱之后而在功放上投入更多。加不加超低音，真的是两个概念的。

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