2.0音箱

定义

2.0音箱指使用两只音箱分别承担左、右声道重放任务,并在箱体内置功率放大电路的有源音箱。^[1]所谓「2.0」中的「2」表示两路声道,后一个「0」表示不另设独立的低频声道,与由一个低音炮加两只卫星箱构成的2.1音箱相区别。^[3]

按箱体结构,2.0音箱可分为分离式与连体式两类:前者由两只独立箱体分别对应左、右声道;后者把两个声道装在同一个箱体的不同位置,多用于便携式蓝牙音箱一类产品。^[4]常见的桌面产品多为分离式,其中一只箱体内置功放,称为主音箱,另一只仅装有扬声器单元,称为副音箱,两者之间以专用连接线传输信号。^[1]

「有源」一词指箱内带有功放,而不是单纯指需要接电源。^[2]与之相对的无源音箱内部不含功率放大电路,必须外接功率放大器才能工作,箱内一般只保留分频网络与阻抗补偿电路。^[5]

原理

2.0音箱的基本环节是:音源输出的低电平模拟或数字信号进入主音箱,经前级与电子分频处理后,由内置功放放大,再驱动高音单元与中低音单元发声;副音箱则通过连接线取得已经放大的信号。^[6]由于功放与单元同处一箱、连线极短,厂家可以在设计阶段完成两者的匹配,使用者无需再考虑功放功率与阻抗是否合适。^[2]

左右声道的信号差异是立体声重放的基础。人耳根据到达两耳的声音强度差与时间差判断声源方位,当两只音箱分别重放录音中的左、右通道时,听者可在两者之间听到并不存在的中间声像,从而获得声场定位感。^[7]用公式表示,若左、右声道信号为 $L(t)$ 与 $R(t)$,则在两只音箱连线的对称中点上听到的信号近似为 $(L(t)+R(t))/2$,声像位置由两者的幅度比例决定。

多数2.0音箱采用两分频结构,即每只箱体各配一只高音单元和一只中低音单元,由分频电路划分各自的工作频段。^[1]有源音箱的电子分频在功放之前完成,各路功放只放大对应频段,因此效率与失真指标可以做得较好;无源音箱则在功放之后才由被动分频器分频,功放需承担全频段功率。^[6]

flowchart LR

A[音源] --> B[前级与电子分频]

B --> C[高音功放]

B --> D[中低音功放]

C --> E[主音箱高音单元]

D --> F[主音箱中低音单元]

D --> G[连接线]

G --> H[副音箱单元]

发展历程

多媒体音箱早期结构简单,只有左、右两只声道音箱,即2.0形式,这也是最为传统的音箱设计。^[1]在个人电脑普及的阶段,声卡只输出模拟小信号,箱内自带功放的2.0有源音箱因接线简单成为桌面配套的常见选择。^[2]

1997 年,创新公司(Creative)在电脑音频产品中引入 2.1 概念,把低频交由独立低音炮重放,多媒体音箱由此分化出2.1与2.0两条路线。^[8]2.1产品凭借低频量感与摆放灵活在市场上占据较大份额,2.0产品则在中高频表现与用料上保持自身定位。^[9]

此后,2.0音箱逐步向无线连接与高解析规格演进。2016 年 5 月推出的漫步者 S2000V2 即采用2.0声道、木质主副箱结构,支持光纤、同轴、AUX 及蓝牙 4.0 输入。^[10]近年产品进一步加入 HDMI eARC、USB-C 等接口与 LDAC 等高清无线编码,并保留超低音输出以便日后扩展为2.1系统。^[11]

2023 年,《家庭影院技术》杂志介绍了杰士(Klipsch)KD 家庭影院系列中新增的2.0声道有源音箱 KD-400,其整合了蓝牙、模拟与光纤输入以及超低音输出,反映此类产品向客厅影音场景延伸的趋势。^[12]

应用

桌面听音是2.0音箱最主要的用途。受空间限制的电脑用户、租房人群可将其直接接在电脑、电视或播放器上使用,无需另行配置功放,搬动时也便于打包。^[13]两声道录音的 CD 与流媒体音乐本身只有左、右两个通道,以2.0系统重放与录音格式相对应。^[1]

在录音与制作环节,一部分2.0有源音箱被用作近场监听。其功放与单元由厂家统一匹配,便于在较小空间内获得可预期的重放结果,这一用途也见于专业录音监听音箱的划分之中。^[2]

此外,部分用户在2.0音箱的超低音输出端外接有源低音炮,将其升级为2.1系统,以补足低频;也有厂家提出「2.0.1」一类折中架构,在主音箱之外增加只重放超低频段的箱体,使卫星箱仍按两声道标准工作。^[14]

双声道立体声也被视为最基础的立体声格式,电视、手机等设备的内置扬声器同样采用左、右两声道的重放方式,只是受体积所限,单元与箱体的设计空间远小于独立音箱。^[7]

局限

2.0结构无法独立重放极低频。受箱体容积与中低音单元口径限制,小尺寸2.0音箱的低频下潜和量感通常有限,这也是2.1音箱在1997年后迅速普及的原因之一。^[1]若需更强的低频,往往要另加低音炮,而这已不属于2.0的范畴。^[9]

两声道重放本身存在声场方面的先天限制。立体声只能依靠左右两只音箱与听者构成的几何关系营造声像,人头转动时中间声像可能出现漂移,侧墙反射声的延迟又受房间尺寸制约,无法像多声道系统那样通过环绕声道或电子延迟加以控制。^[15]对于需要真实环绕效果的电影内容,2.0系统不能替代5.1、7.1等多声道配置。^[9]

箱体结构也带来工程上的取舍。有源音箱把电源、功放与单元装在同一箱体内,出于成本与散热考虑,吸音材料的用量往往受到限制;又因主音箱内有放大电路,主、副两只箱体的内部容积存在差异,可能造成左右声音不完全一致。^[16]低端的2.0产品为节省成本常把分频点设得较高,使部分较低频率的立体声细节被合并为单声道重放,影响听感。^[8]

摆放条件对效果影响明显。2.0音箱的低频具有指向性,两只箱体需按听音位置调整角度与间距,体积较大的型号常需借助脚架,不像2.1系统的低音炮那样可以随意置于桌下。^[9]

参见

• 有源音箱 —— 内置功率放大器的音箱总称,2.0音箱是其中一个类别。

• 无源音箱 —— 内部不含功放、需外接放大器的一类音箱,与有源音箱相对。

• 2.1音箱 —— 由两只卫星箱与一只独立低音炮组成的三件式系统。

• 功率放大器 —— 把低电平音频信号放大到足以驱动扬声器单元的电路。

• 立体声 —— 用两个或更多声道重放以还原声源方位的方式。