很多小夥伴都有個疑問，為什麼高階的家庭影院音箱那麼貴，不就是把喇叭裝進箱子裡嗎？今天小編就帶你瞭解下音箱是如何被設計出來的，專業音箱與DIY裝置的差別。

研發工程師們接到一項研發任務，可能是一個產品構想或產品要求，這個構想可能會描述產品的目標市場和使用者、產品的應用場景、功能需求和效能指標，這些問題是著手研發之前需要初步明確的。

在產品構想和要求比較明確之後，研發團隊開始“編譯”——把文字或數字表述的產品要求編譯成產品雛形。比如對於一款音箱來說，需要考慮它是點聲源還是線聲源？單元的構成如何？有源分頻還是無源分頻？箱體的外形尺寸如何？指向角度多少度？研發團隊會根據經驗並藉助一些設計軟體，做一個初步的規劃。

藉助WinISD、BassBox Pro這一類軟體，工程師可以根據備選的揚聲器單元引數和箱體型別（密閉式、倒相式等）計算得到箱體的重要引數，包括容積、尺寸等。這一“編譯”過程是研發初期最重要的步驟，一般由研發團隊的負責人——研發總監親自指導完成。這時候，產品雖然八字還沒有一撇，但是它的大致樣貌已經存在於研發總監的腦海中了。

WinISD中設計箱體

有了初步的設計思路後，結構工程師可以開始建模工作，TA要把研發總監的想法用圖紙和模型體現出來。藉助Creo、Solidworks、3Dmax、Rhino這類3D設計軟體，結構工程師可以設計出音箱的造型和結構，把研發總監腦海中的產品雛形表現到電腦螢幕或者圖紙上，產品的樣貌得以直觀呈現出來。

3D軟體中的音箱模型設計

接下來可以根據模型製作“白箱”了，研發工程師們口中的“白箱”是研發階段的樣箱，由於後續裝配和除錯過程可能要對樣箱反覆修改，甚至重做多個版本的樣箱，因此這些樣箱不需要做表面的噴塗處理，被叫做白箱。

各種研發白箱

有了箱體之後，可以往裡面安裝揚聲器單元、號角等部件了。對於單元、號角、波導管這類部件的選擇，可以選用市面上已有的現成單元，也可以自行研發或者向揚聲器廠家定製研發。

而在研發喇叭單元和號角這些核心部件時，還可以採用先進的計算機模擬技術 — COMSOL多物理場建模與模擬軟體，對箱體、揚聲器單元、號角、吊掛件等物理特性做模擬模擬，可在軟體中提前發現一些結構和聲學上的問題，提高的設計的可行性、可靠度，並縮短研發週期，降低研發成本。

COMSOl軟體中的號角模擬設計

透過模擬軟體排除潛在問題之後，還需要用到大量的研發測量手段來進行全面評估。在音響系統應用中，音響師常用Smaart或者SysTune這類測量軟體來除錯音響系統，主要測量專案為頻率響應或者房間聲學特性，而對研發工程師來說，這幾項測量還遠遠不夠。研發工程師們還需要知道揚聲器單元的T-S引數、阻抗響應、靈敏度、功率、最大聲壓級、指向性，這些指標對測量環境和測量工具有更高的要求。

很多電聲引數需要在自由場條件下測得，這就需要在消聲室中測量，比如音箱的指向性，需要在消聲室中使用3D轉檯或者機械臂，採用特定的緊韌體將待測音箱與轉檯或機械臂固定，透過轉檯或機械臂實現旋轉，以測量音箱在不同輻射角度時的頻率響應等電聲引數，並據此生成音箱指向性極座標圖或者氣球圖等。需要用到CLIO，EASERA等測量軟體進行測量，並用SpeakerLab生成音箱指向性圖。

消聲室中的做3D指向性測量

FourAudio ELF 旋轉機械臂

OutLine轉檯

音箱的指向性圖

除了電聲指標，音響系統的電子部分也需要做很多的測量，比如分頻板的設計和除錯，需要測量各種元器件的引數，示波器、數字電橋、萬用表是較為常見的電子測量儀器；如果測量DSP和功率放大器的效能，則不得不提音訊電子測量界的事實標準——AudioPrecision測試儀，自1984年以來，AP 提供了高效能的聲學和音訊分析儀器及應用，具有市場領先的THD + N效能，廣泛的數字介面，將功能與易用性相結合的 APx500 測試軟體，幫助世界各地的工程師設計和製造從半導體裝置到消費電子、汽車和專業聲學和音訊產品的創新解決方案。可以說，APx500系列測試儀，是當前各個音訊廠商研發室內必備工具。

用AP 測試儀做電子測量

關於喇叭單元和音箱的研發測試裝置，德國的KLIPPEL可以說是在這個領域的強者。

KLIPPEL的測量系統主要分為三個系列：RD研發系統， QC品質管控系統，PWT功率測試系統。

其中RD研發系統，功能最為強大。

包括小訊號和大訊號線性引數測量、非線性引數測量、磁路掃描、懸掛系統部件測量（單元的彈波和折環），振膜鐳射掃描和模態分析，極座標遠場和近場測量（用於生成3D指向性資料），大訊號失真測量，線性、非線性模擬和溫度模擬等等眾多功能的模組。

KLIPPEL磁路掃描測試

KLIPPEL 鐳射掃描測量

3D掃描模態分析

QC品質管控系統可實現超快的（

KLIPPEL遠場3D指向性測試

KLIPPEL近場掃描系統

音響系統的開發，當然還要經過大量的聽音對比，這也是最考驗研發能力的環節，研發工程師綜合其經驗、聽覺審美、市場取向、產品定位等諸多因素來決定聲音聽起來怎麼樣。

音箱的除錯與對比

在電聲效能達到目標的同時，產品的機械效能和外觀也要同步改進最佳化。比如音箱在使用中的運輸、安裝配件的設計，如果考慮不周或者設計不當，可能會給使用者帶來種種不便。而音箱的外形、表面處理、面網、工藝等有關外觀的因素，也要不斷地打磨。

當產品的效能和外觀都達到設計目標後，可以做小批次的試產了。為了評估音響系統的在各種應用環境中的可靠性，還需要做一系列的環境模擬試驗，較為常見的專案包括跌落、振動、鹽霧、高低溫、防水防潮、太陽輻射等，每一項都需要對應的試驗裝備。比如高低溫試驗箱、鹽霧試驗箱、振動模擬臺、跌落試驗機等。

能夠經受這一系列“摧殘”考驗的產品，才能進入下一步的小批次試產並投入試用。經過一段時間的試用客戶的實地使用、反饋和改進之後，最終得到一個可以大規模生產的定型產品。

當然，即便量產上市了，研發過程也並未終結，由於種種的內外因素，產品在上市後依然可能會有改版或者升級，意味著研發還要繼續。

環境試驗裝置

到此為止，我們算是走馬觀花地介紹了專業音箱研發過程中的一些技術、裝備和工具，而落實到操作中，還有無數複雜的具體問題。學習核心的研發理論和技術，掌握電聲軟硬體的使用需要長年的鑽研學習，建立聽覺審美更要靠十年、乃至數十年的積累，研發所需的巨大經濟投入則讓很多中小企業望而卻步。

正是由於音響研發的高技術門檻，造成了中國這個電聲製造大國在核心的產品研發上與歐美髮達國家差距明顯。沒有研發的核心競爭力，打造品牌就如同在沙基上建大廈。至於某寶上各路大神製作出來秒天秒地的DIY產品，大家看看就好了。