在之前写的「专题」为了追求重播效果那些疯狂的音响扬声器篇（连载1）文章里面，我们说到的低音炮当中那些疯狂的产品。后来专题内容经过二次编辑之后上传到影音CN账号，引起了网民们的热烈讨论。低音炮顾名思义就是家用声音箱系统，用来重放超低频声音信息的音箱设备，在家庭影院环绕声系统中毫无疑问是必不可缺的重要角色，同时那些定位相对较高的两声道Hi-Fi音响系统中，也会采用低音炮来重播低频信息，从而实现更为全面的全频声音回放。
说到低音炮，大家对它的普遍印象就是“越大越好”。低音炮中所采用的低音单元要口径大、功率大、箱体容积大，这样才能输出能量足够大的，且频率足够低的低音。因此，当年日本的Diatone才会疯狂到做出mm口径的低音单元，并且使用这个庞然大物制造出D-这款巨型的低音炮，实现8Hz～Hz的惊人低频响应范围。这也让我们充分认识到大口径低音喇叭对于重放低频的重要性。但要做出这样的一只低音炮，难度是很大的，即使做出来了也很难应用到家庭环境。就像刚才说到的DiatoneD-，它非常重，且非常大，最终的下场只能落得研究用途。
JBLH18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，甚至24英寸。虽然它们比起Diatone的mm口径低音单元，它们要小很多，但放在家庭环境里面依旧是庞然大物。换句话来说，要玩大口径低音炮，还得要求家里有足够的空间来摆放。
为什么大口径低音喇叭更有利于低频重播？
为什么要大？其实一个低音喇叭的低频重播下限能达到多少，最主要是看共振频率f0这个参数。到底哪个才是共振频率呢？这得看喇叭的阻抗曲线，如果在某个低频段的阻抗呈现最大，并且形成一个尖峰形状的，从而阻碍功放的电流，使得低音喇叭的声压级快速下降。而那么这个尖峰也叫“谐振峰”，所对应的频率就是喇叭单元的共振频率。
如左上方的计算公式，共振频率f0主要受振动系统的等效质量（m_0）和振动系统的弹性系数（S_0）所影响。其中，等效质量就是音盆（包括防尘帽），音圈的质量和因为震动带动的喇叭两侧的空气质量之和。系统的弹性系数（S_0）就是力顺（CMY）的倒数。力顺（CMY）受弹波（又称“定心支片”）和折环所影响，弹波和折环越柔软，会有较高的力顺，共振频率会降低，低频重播下限更低。
如此一来，加大振动系统的等效质量（m_0），减少弹性系数（S_0）（相当于增大力顺），那么就可以让共振频率（f0）往更低的频率下移，而增大音盆的口径，相当于增加振动系统质量，又或者使用较为柔软的折边和弹波都能实现更低的共振频率（f0），那么就代表着这低音喇叭能重放出更低的频率。虽然找到解决问题的方式，但总不可能不断地加大增加音盆的口径，或使用非常柔软的弹波和折边，两者之间需要获得一个平衡点。
同样是18英寸口径低音单元，AurasoundNS18--4A的共振频率（f0）可以到20Hz
另外，这里还能说明另一个问题。就是“煲箱”，为什么音箱刚买回家的时候听起来比较生硬，低音出不来，就是因为新音箱的折环和弹波往往比较硬，共振频率较高（f0），相反使用一段时间后，折环和弹波会相对变软，共振频率（f0）会适当降低，低音的延伸会更好。
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mm，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（ActiveServoTechnology），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。例如，RythmikAudio（雷鸣）、Sunfire（骄阳）、Paradigm（百里登）等有源低音音箱正是如此。
YAMAHA在年推出的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公司在年代开发的MotionFeedBack，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MotionFeedBack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MotionFeedBack技术推出了MFB系列有源一体化音箱，例如MFB、MFB、MFB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公司在年代开发的MotionFeedBack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（ActiveServoTechnology）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。所以，有些低音炮的低音喇叭口径不大，才10英寸，或者12英寸，但低频能下潜至20Hz，甚至更低，这就是有源伺服技术的功劳所在了。
RythmikAudio有源低音音箱所使用的DirectServoTechnology就是一种典型的有源伺服技术
倒相式
倒相式是低音炮里面最常见，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。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，听起来会有慢半拍的感觉；而且也不是所有的低音喇叭都适合做成倒相式。
安卓系统有个BassReflex的App软件，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SunfireTrueSubwoofer系列、JamesLoudspeakersMavericksM、M、M，还有好几款产品都是如此设计的低音炮。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（TransmissionLine）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，PMCTwentySub、XBD（BB5、MB5的辅助低音音箱部分）、WisdomAudioSTS、SCS都使用传输式设计的，尤其是WisdomAudio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dB
2.83v，在20Hz的时候能输出dB1m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。WisdomAudioSTS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“ConetoCone”方式，俗称“贝壳式”，就是两只低音喇叭的音盆部分相向，连接的时候两只低音喇叭的相位相反，一只往前运动时，另一只往后运动，反之如此类推；第二：“MagnettoMagnet”方式（其中一只喇叭在箱体内部），也称“背对背”，或“磁钢对磁钢”，连接方式也是两只低音喇叭的相位一正一反。第三：“ConetoMagnet”方式，就是一前一后排列，连接时两只低音喇叭为同相。这三种方式，不管两只喇叭是同相，还是相互反相接线，实际上两只喇叭的音圈都是同时往前/往后运动，可等效成一只喇叭，可加强低频效果，驱动的时候需要两台功放驱动，但这种方式的低音炮已经不多见了。
MillerKreisel、KenKreisel和PerListenAudio的低音炮都坚称自己的使用Push-Pull结构。其中，MillerKreisel、KenKreisel是一脉相承，PerListenAudio的创始人也曾经运营过MillerKreisel，或许这也是PerListenAudio的低音炮使用Push-Pull的原因。它们都有两只低音喇叭，一只在前障版，音盆朝外，一只在底部，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冲时，底部的喇叭会往后拉，相反，一只往后退，另一只往前推。两只喇叭的音圈永远以相反方向运动，不仅可以提高低频输出，而且箱体内部的空气形成能有效抑制振膜在谐振频率处的位移量，减少非线性失真。
但如果要说到推挽结构，Tymphany（迪芬尼）曾经推出过的LAT系列低音喇叭，我不知道大家见过没有。这系列的喇叭体积不大，通常都是DIY发烧友买来自己装音箱的，有部分疯狂的烧友会购买多只，然后组成线阵形式做成一条低音柱，实际效果怎样就无从得知。其实这种低音就是海尔式低音的基础上再优化而来的。海尔式低音只有一个音圈磁路系统，但LAT系列是两端各有一个音圈磁路结构，输入信号的时候两个音圈磁路结构就做Push-Pull运动，从而带动中间的多块振膜做挤压和拉伸动作，将空气“喷”出去。
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。其实，现在的家庭影院AV功放，甚至部分两声道功放本身也具备了电子修正功能，例
如DiracLive、Audyssey、AccuEQ（安桥/Integra）、YPAO（Yamaha）等，同样可以起到修正的作用。
MartinLogan的低音音箱使用ARC房间声学修正技术
但目前市面上有些有源低音炮会内置电子修正功能，例如Paradigm（百里登）、MartinLogan、JLAudio、VelodyneAcoustics（威力登）的某些型号的有源低音炮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，测量时会由低音炮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。
JLAudioG低音炮
这类低音炮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，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，我相信只有用家才会更有发言权，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低音炮，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最后作为微调。另外，还有实时修正功能。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。
其他类型的低音设计
ASW（AcousticSuperWoofer）
AcousticSuperWoofer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。
日立在年代推出的HS-W，超低音部分的低音喇叭口径才mm，但通过ASW方式，低频延伸标称能到35Hz
AcousticSuperWoofer在年获得专利，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Hz以下的低频信号。AcousticSuperWoofer方式设计的低音炮，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。
BGRadiaBGX系列嵌入式低音喇叭组件
THXBalancedBass-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BGRadia。例如，BGX系列入墙超低音，它驱动空气的方式从海尔式低音喇叭变化过来的。它的特色如下：
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“ConetoCone”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。BGRadiaBGX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-，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。
关于驱动低音炮的功放
现在市面上绝大多数的低音炮都是有源一体化设计的，当然也有部分低音炮是音箱和功放分开的，但本身也有指定的功放。这些内置的功放，或者指定搭配的功放，它们绝大部分都是D类功放的天下，像Hypex、ICEPower、PascalAudio，还有其他品牌的都有现成功放板可选，只有少部分厂家依旧坚持使用AB类功放。例如，秦朝音响的BQNX是个很好的例子，使用18英寸低音口径喇叭，专门给它设计一台输出功率为2W的SUB-2功放去推它。
BQNX是少数的，配置大功率AB类功放驱动的产品，功放部分输出功率2W
BQNX是少数的，配置大功率AB类功放驱动的低音炮，功放部分输出功率2W。虽然D类功放在发烧友圈子里面不像AB类，甚至胆机受欢迎，但对于音箱厂家来说可是个好东西。使用D类功放的意图是很简单的。功放板的体积小，功率大，发热量低，小小的功放板子动不动就给你几百瓦功率，稍大一点的能上千瓦功率，推力猛烈，可以直接装到音箱里面去，与音箱一体化之后还方便使用，方便运输。即使做成外置功放，功放的体积也不会太大，其机箱的高度能控制在2U、甚至1U高度，方便安装在机架里面。
RELAcoustics/SX背部的接线板，它就提供了喇叭线端子，官方称为“高电平输入”
除了功放部分，有源低音炮在功能上一般都能提供分频点调整、相位调整、信号输入这些基本的功能。其中，信号输入部分大多数会提供RCA平衡、XLR平衡两种，还有一些能提供喇叭线接线端子，这种输入方式是连接功放的喇叭线端子使用的。但要注意的是，这种接法并不是用外置功放去推低音喇叭，而是功放过来的信号会经过降压，再次放大后驱动低音喇叭，因为不是所有功放都不具备低频管理功能，像大多数的HIFI功放就不提供这功能，又或者说你需要对特定声道（例如，在家庭影院里面你需要对前置左/中/右声道做低频扩充，变成全频播放时）做低频补偿时就可以使用这种方式。例如，英国RELAcoustics就很推崇这种连接方式。另外，有些产品的功放板上还能提供EQ调整功能，可以对频响曲线做补偿，改善低频播放效果。
结语
低音炮是扬声器系统里面的一部分，拿来重播音频里面的超低频部分，科学家们为了要解决超低频部分的回放而想尽了各种办法，从低音喇叭、箱体、电子线路几部分着手，一方面不断从技术上进行完善，追求更好的低频重播效果，而另一方面会根据不同产品的市场定位、应用场景而提出不同的解决方案，可谓“八仙过海，各显神通”。在这次的专题文章里面，我就给大家简单地介绍了几种常见的低音炮的设计。但音响设计本身就是一个很大的矛盾体，不管是采用哪一种设计方式都不可能有完美的设计，只能说“按需配置”，或者“取得平衡，尽可能地合理化”。
