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扬声器结构设计指南及优秀范例集锦

Published on:

12 月 23, 2025

最后一次修改：

1 月 23, 2026

James Li

模具制造和精密制造专家

专门从事注塑成型、数控加工、高级原型制作和材料科学集成。

音频设备的设计主要包括以下几个方面：

产品规划与工业设计 - 确定扬声器的用途、定位、使用场景、方法、物理尺寸和外观。.
声学设计 - 整体扬声器方案设计、驱动单元选择和音质评估。.
结构设计 - 机箱/机柜设计和驱动器安装结构设计--最后由模具厂制作模具。.
原型设计与测试 - 扬声器性能测试/评估、优化/改进以及最终系统音质调试。.

扬声器外壳主要分为 密封/封闭箱 (如固定式、书架式）和 Bass-Reflex (Portedd) 箱体 (如端口式、R-J、传输线设计等）。.

低音反射式（孔式）扬声器设计的总体要求

扬声器声音发射的指向性

声波在传播过程中会根据特定的声学原理产生反射、衍射和干涉等现象。扬声器辐射声波的波长随着频率的增加而缩短。当波长与扬声器的物理尺寸相当时，由于衍射和干涉，辐射声波会产生明显的指向性。.

扬声器的指向性是指扬声器向不同方向辐射声音的能力，与频率有关。高频声音的指向性较强，而低频声音的指向性相对较弱。.

低音炮和低音扬声器 声音发射方向不受限制。音箱可放置在聆听区域内的任何位置。.
全频、中频和高频扬声器： 驱动器最好直接面向聆听位置。如果由于结构或美学设计上的限制而无法直接面对，则必须设计一个声反射器，以减轻指向性造成的声音衰减。.

扬声器的发射方向与听众之间的角度不应超过 90°，如下图所示：

扬声器驱动器的选择

驱动器的选择及其与扬声器箱体的结合直接决定了系统的最终音质。.

根据驱动器开口形状进行选择

圆形孔径的扬声器性能最好，其次是赛道形和椭圆形孔径的扬声器。建议尽量避免使用长条形和超窄的扬声器。.

扬声器的尺寸应根据箱体的尺寸和净容积来选择。根据扬声器系统的设计原则，有必要为扬声器选择合适的 T/S 参数和电声参数。.

驱动磁铁的选择

外置磁铁（铁氧体磁铁）成本效益高，但占用空间大，从而减小了扬声器箱体内部的有效容积。内部磁铁（稀土磁铁）的成本较高，但占用空间较小，在箱体内可提供较大的可用容积，并具有卓越的磁性能。.

锥体的选择

锥形通常采用直边锥和指数锥。直边锥的特点是制造工艺简单，但高频性能相对较差，而指数锥的高频性能较好。在特殊情况下可采用双锥设计。.

锥形筒的主要材料包括天然纤维（植物纤维、动物纤维）、人造纤维（化学纤维、合成纤维）、无机纤维、塑料（如..、, 聚丙烯 锥）和金属（如铝）。可根据对音色和成本的要求进行选择。.

机箱设计

扬声器箱体尺寸的设计需要结合扬声器的参数和箱体内的净容积。只有两者达到最佳匹配，才能最大限度地发挥低频音效。.

箱体材料一般以木质和塑料为主，材料的厚度要根据箱体的振动情况和内部产生的共振情况来确定。在条件允许的情况下，应尽量使用较厚的箱壁，并适当增加 加强筋 内壁上的""可以减少箱体振动，抑制箱体内的声共振。.

外壳必须具有良好的密封性，不得有漏气或类似问题，以免产生风噪和影响低频性能。.

低音反射式箱体中端口的设计对扬声器的低频截止频率起着决定性作用。端口的设计位置和形状需要确保箱体内空气的顺畅流动，以减少低频失真和风噪。端口的长度和横截面积是根据箱体容积和相关扬声器参数设计和调整的。目标是确保扬声器的阻抗曲线尽可能接近双峰特性，如下图所示。.

无源辐射器箱体是低音反射设计的一种变体。其构造是用一个无源辐射器来取代端口。适当的控制可使无源辐射器振动产生的辐射声与扬声器的正向辐射声相位一致，从而改善扬声器的低频特性，增强低频响应。无源辐射器低音反射箱更适合用于体积相对较小的箱体。.

下图显示了两种类型的低音反射箱体（标准端口式与无源辐射器）。.

机箱的内部结构设计需要确保机箱内的气流顺畅。机箱的内部结构设计需要确保机箱内气流顺畅。端口两端的横截面应设计成逐渐过渡的形状，以避免在开口处产生 “啪啪 ”的气流风噪。.

为防止声波在机箱内产生共振，机箱外壳需要足够的强度，可在内部适当增加加强筋，并加强前盖和后盖之间的连接。在机箱内部适当增加吸音材料，并紧贴机箱内壁安装。.

声辐射设计

尽量避免外部结构遮挡声音输出位置（包括端口的输出位置）。最好的方法是让扬声器驱动器直接暴露在外。其次是使用声学透明度较高的材料，如扬声器格栅布、钢网等；然后是带有大孔的塑料面板；尽量避免使用带有小孔的输出面板。扬声器驱动器的声音输出区域不能形成一个封闭的空腔，否则很容易产生 “前腔效应”，从而降低音质。.

扬声器减震设计

当扬声器工作时，驱动器的振动会传递到扬声器外壳的每一个部分。这很容易在不同位置引起共振，产生外来噪音。因此，需要进行适当的阻尼设计。.

例如：在扬声器与其他结构部件固定和连接的位置使用橡胶减震垫。.

对于无源辐射器扬声器（无人机锥形扬声器），应采用对称的双无源辐射器设计，以消除它们带来的振动。.

扬声器的散热设计

箱体中的扬声器驱动器是一种换能装置。它是一种将电能转换成机械能（驱动器振动），然后再将机械能转换成声能（声波辐射）的装置。扬声器驱动器将电能转化为声能的效率很低；剩余的能量会转化为热量。因此，扬声器驱动器的散热非常重要。特别是在空间有限的小机箱内，它直接影响扬声器的可靠性。.

扬声器驱动器的主要发热元件是音圈。音圈的热量通过极板和 T-yoke/U-yoke 传导到磁路和音筐的外表面。因此，在条件允许的情况下，尽量将其设计成暴露在外部，以帮助散热。.

防漏磁设计

扬声器系统中使用的动态扬声器在其磁路中使用永久磁铁，这会导致漏磁。在对漏磁敏感的使用环境中，有必要对扬声器的磁路进行防漏磁设计。.

扬声器结构设计提案

根据产品的结构形式和要求，扬声器设计为单声道结构。根据声音辐射方向，分为三种结构形式：向上辐射结构、向前辐射结构和向下辐射结构。这三种形式的结构设计要求和建议详见以下建议。本产品包含一个麦克风。无源辐射器设计的振动往往相对较大，因此不建议使用无源辐射器低音反射箱体。.

向上辐射扬声器设计

这种结构方法采用了一个向上辐射的圆形、直径相对较大的全频驱动器，一个向前辐射的圆形球顶型高音扬声器，以及向后辐射的端口设计。.

设计说明

圆形大直径驱动器是一个全频驱动器。其辐射方向向上。中频和低频的指向性相对较弱，可以很好地传到听众耳朵的前方；高频的指向性较强，向前方的衰减更为明显。.
球顶型高音扬声器采用分散式辐射模式，可有效扩大高频覆盖范围。它向前辐射，可以很好地补偿全频驱动器衰减的高频部分。.
球顶型高音扬声器采用分散式辐射模式，可有效扩大高频覆盖范围。它向前辐射，可以很好地补偿全频驱动器衰减的高频部分。.
向上辐射区使用具有高声学透明度的格栅布或钢网，以减少声音衰减。整个顶面都是辐射区，以避免产生 “前腔效应”。.
高音扬声器辐射区使用格栅布或钢网，以减少高频衰减。.
整个外壳必须密闭。.
根据调音要求，在内部适当添加吸音材料。.

前置辐射扬声器设计

这种结构方法使用一个全频驱动器和一个球顶型高音扬声器。所有辐射方向都直接面向听众。端口设计为向下或向后辐射。.

设计说明

圆形大直径驱动器是一个全频驱动器。其辐射方向为前方。前向辐射设计使得所有频段的衰减都相对较低，从而使声音能够很好地传到前方听众的耳朵里。.
球顶型高音扬声器采用分散式辐射模式，可有效扩大高频覆盖范围。它向前辐射，可以很好地补偿全频驱动器衰减的高频部分。.
前辐射口采用喇叭状结构，可有效扩大各频段的指向性。.
端口向后辐射。它发出的低频声音基本上没有方向性，可以很好地传到听众的耳朵里。.
前辐射区使用格栅布或钢网以减少声音衰减。6.整个外壳必须密封。.
根据调音要求，在内部适当添加吸音材料。.

向下辐射扬声器设计

这种结构方法使用了一个向下辐射的圆形、直径相对较大的全频驱动器，一个向前辐射的圆形球顶型高音扬声器，以及向后辐射的端口设计。向下的驱动器发出的声音通过反射器结构反射到各个方向，从而实现了全向声音辐射的目标。.

设计说明

圆形大直径驱动器是一个全频驱动器。它的辐射方向是向下的。声音通过反射器结构反射到各个方向，从而达到全方向扬声器的目的。.
向上辐射区使用具有高声学透明度的格栅布或钢网，以减少声音衰减。整个顶面都是辐射区，以避免产生 “前腔效应”。.
端口向后辐射。它发出的低频声音基本上没有方向性，可以很好地传到听众的耳朵里。.
扬声器的辐射区域使用格栅布或钢网，以减少高频衰减。.
整个外壳必须密闭。.
根据调音要求，在内部适当添加吸音材料。.

散热设计

整个产品采用圆柱形设计。产品采用分布式发热单元的模块化布局（见下图产品堆叠图）。主发热单元上增加了通风孔，以加强热对流。如果局部模块产生过多热量，可采用在芯片上安装散热片或使用导热硅胶和冷却板组合散热等解决方案。.

不.	模块说明	组件	组件
1	拾音模块，按键电路	各种天线和连接线	呼吸之光
2	Wi-Fi 和其他子板模块
3	扬声器声学组件
4	主控制板，放大器电路

产品结构堆叠简图注：数字 1 至 4 表示从上到下的顺序。天线根据设计方案和匹配要求堆叠。呼吸灯根据其功能定义和效果图进行堆叠。.

呼吸灯设计

根据工业设计效果，确定所需的灯具数量。然后，根据每盏灯的电气参数和布局图，确定硬件设计方案。目前常见的应用包括对于数量较少的灯，一般用于重点照明或指示效果。对于 3 至 12 个 RGB 灯，通常用于在特定区域营造照明效果，如圆形、周边或边缘等。这些灯光可与产品动作搭配，以产生呼吸或闪烁的灯光效果。如果灯光数量较多，一般采用矩阵排列。更复杂的设置或 LED 矩阵可用于显示动画、图片信息等。.

10 款创意扬声器设计

现在，让我们来看看一些最具想象力的音响设计。.

1.Mobius L50 扬声器

Mobius L50 可将音乐分散到整个频谱，让周围充满深沉、身临其境的音效。.

它的灵感来自于数学中优雅的莫比乌斯带，无缝、连续的外形象征着声音在空间中流动的流动性。这款扬声器的设计目的不仅仅是播放音乐，而是为了增强我们对声音的体验。.

设计来源：Przemysław WolnickiPrzemysław Wolnicki

2.多功能卫星音乐播放器

Satellite 是一种声音对象，既可用作耳机，也可用作扬声器。它的设计可以适应这些不同的情况，增强你的音乐体验。例如，当你独自走在喧闹的城市中时，它就会像耳机一样发挥作用。在与他人共处的时刻，它就会变成扬声器。它就像一颗卫星，始终围绕着一颗行星运行，在这种情况下，这颗行星就是你。.

设计来源Changhwi Kim

3.Beosound 2 扬声器

Beosound 2 扬声器外观精美，摒弃了传统的圆柱形。圆锥形 360 度扬声器也完全由铝制成，经过抛光处理，闪闪发光，熠熠生辉。它已经拥有了惊人的震撼力，但 Bang & Olufsen 相信它一定能做得更好。.

它利用了声音、情感和色彩之间的联系。Beosound 2 渐变系列为您提供了多种颜色，这些颜色相互融合，非常流畅，就像情感和音乐从这一刻到下一刻的变化一样。该系列的 “颜色 ”包括棕色男中音、果冻果酱、电子乐以及其他声音所能表达的情感。你可能会怀疑，这些想法是否真的符合你的想象。但毫无疑问，当你看到它们特殊的外观时，一定会有所感触。.