倒相箱可以說是目前市場占有率最大的箱體了，如果不能很好的理解倒相管的原理，那么就很難設(shè)計好倒相箱，因為看似簡單的這種箱子，其實是很難設(shè)計的。
在開始之前，我現(xiàn)給大家講一種現(xiàn)象。就是如果你手拿一個注射器，醫(yī)院打針的那種，那么你就會發(fā)現(xiàn)一種現(xiàn)象，針頭開孔大的那種，你在打針的時候，手很容易就能夠把液體推出去。如果開口和針管一樣粗，那么是最容易的，開口越小，哪么推起來就越費力。這一點是直觀可以體會的。我要說的是，揚聲器在倒相箱里的情況，和你打針是類似的，只不過打針是液體，壓縮率小，而箱體中是空氣，壓縮率高。
那么我們來分析揚聲器在箱體中的情況。可以說當(dāng)揚聲器振膜向后移動的時候，（向后指的是向箱內(nèi)）我們知道，箱內(nèi)的空氣被壓縮，試想，這時速度是很快的，箱內(nèi)空氣的壓縮，是揚聲器背面的先被壓縮，然后再向其他地方傳導(dǎo)。這就會產(chǎn)生一個問題，揚聲器帶來的空氣壓縮，在箱體內(nèi)導(dǎo)致了箱內(nèi)空氣壓強的不均衡，而我們知道倒相箱的空氣泄放，只有倒相孔這條通路，因為我們就可以得知，壓強的傳導(dǎo)是向倒相孔附近傳遞的，而且箱內(nèi)在這一時刻，是揚聲器附近壓強高，倒相孔壓強低，空氣向倒相孔移動。要命的問題來了，在揚聲器向后位移到最大的時候，這個不聽話的家伙，又向前移動了。而空氣向倒相孔傳導(dǎo)是有慣性的，實際上地球上任何運動的物體都有慣性，也就是說，空氣在揚聲器向前運動的時候，他還是繼續(xù)在向?qū)嗫滓苿樱@就產(chǎn)生了一個問題，揚聲器此刻背后的空氣的壓強又突然變小，產(chǎn)生了一個把空氣拉回來的拉力。然后這個可憐的空氣沒辦法，當(dāng)慣性不足以抵抗拉力的時候，他又被從倒相孔往回拉。周而復(fù)始，一次次的折騰。這里面最重要的問題是，我們可以看到，揚聲器的運動總是快于空氣的運動，也就是說空氣的運動總是滯后于揚聲器的運動。說到這里我們先打住，你只要理解了空氣運動滯后于揚聲器的運動就可以了。
再來說一下聲波，物理我們大家都學(xué)過。聲波在在空氣中的傳播有一個重要的理論就是，如果兩個聲波，在空氣中疊加，如果相位一致，那么會使得波峰和波峰疊加，那么振幅會使疊加后的振幅，如果相位相差180度，那么會導(dǎo)致波峰和波谷疊加，會抵消，甚至為0。了解了這個原理，我們來看揚聲器。為什么裸露在空氣中自由震動的揚聲器，不會感覺到低音，那就是因為，揚聲器前面震動的聲波的相位正好和背面震動聲波的相位相反，那么，相互抵消了，所以感覺不到聲音。
了解了這個，我們就知道了原來，箱體內(nèi)揚聲器震動的聲波的相位是和振膜正面震動的聲波的相位是反的，那么我們倒相管的任務(wù)就來了，它需要把這個相位扭轉(zhuǎn)過來。剛才我們知道，由于箱體內(nèi)空氣壓強的不均衡，導(dǎo)致了空氣的移動，空氣的移動有慣性，這個慣性導(dǎo)致了空氣的移動總是滯后于揚聲器的移動，現(xiàn)在我們把焦點轉(zhuǎn)向倒相孔這個地方，當(dāng)揚聲器向后震動時，倒相孔的空氣是排出的，按理說應(yīng)該是這樣，我們想象的也是這樣，但關(guān)鍵事實不是這樣。當(dāng)揚聲器振膜向后移動，附近空氣先被壓縮，然后向?qū)蚬軅鬟f，這個傳遞需要時間，你上街買包煙也需要時間呀，當(dāng)壓強傳遞到到相管時，已經(jīng)滯后了揚聲器的，這時可能揚聲器振膜已經(jīng)開始向前移動了，又在揚聲器背面導(dǎo)致了一個負壓，這個負壓又要把空氣向回吸，這時倒相管的壓強大于揚聲器背面，空氣又往回走，又需要一定的時間才能回來，而那時揚聲器可能已經(jīng)又反向移動了，這樣就導(dǎo)致了一個現(xiàn)象，就是總有一定頻率的聲波，他的延遲時間剛好是揚聲器向外運動時，倒相孔哪個部位的壓強最大，所以倒相孔也是向外輻射聲波，揚聲器向里移動時，倒相孔附近壓強最小，倒相孔由外向箱內(nèi)吸汽，這是一個有趣的現(xiàn)象，你會發(fā)現(xiàn)，這時候倒相孔的空氣運動方向和揚聲器是完全一致的，也就是倒相孔把箱內(nèi)揚聲器背面輻射的聲波相位到了個各，成為了第二個低音揚聲器，聲波相位相同，相互疊加，振幅增大。但要注意的是，只有一定頻率的聲波是這樣的，這個頻率以上、以下的頻率相位都會不是180度，因此疊加的效果不同。
說到這里，我們總結(jié)一下。
1、由于揚聲器震動導(dǎo)致的壓強差，造成了聲波向唯一的泄放孔——倒相管移動。
2、可憐的空氣是有慣性的，它開跑了，想讓他收住往回跑是需要時間的，因此，箱內(nèi)空氣的運動與揚聲器的運動有明顯的滯后。
3、總有一個頻率的聲波他的滯后時間剛好能夠達到揚聲器振膜反向振幅最大了，但是空氣才剛剛在倒相孔附近達到壓強最大或最小。
4、于是倒相孔就將聲波反向了。
原理就是這樣了，那么，倒相孔參數(shù)對功能有什么影響呢。這個問題，實在是很復(fù)雜，涉及到多個學(xué)科。我也不是很明白，只是粗略的分析一下吧。
我們知道，在制作倒相箱時，倒相孔面積和長度是重要的設(shè)計指標。倒相孔面積大，要求長度要越長。反之亦然。為什么會是這樣呢？
我們分析，如果音箱是不密閉的，我們知道，箱內(nèi)不均衡的壓強，很快會泄放，也就是很快被傳遞到外面，反之，也會很快吸進音箱，這就是說，空氣泄放快，慣性小，滯后時間短，時間短意味著頻率高。隨著開孔變小，箱內(nèi)的壓強被“聚集”，形成了憋著的氣流墊，能量要從小孔泄放，就會慢一些，而揚聲器反向拉力要抵消這個氣墊的能量，時間會長些，也就是滯后的時間就長，時間長，對應(yīng)著頻率就低，這就是如果開口越大（先不考慮倒相管長度），那么反相的頻率點越高，反之亦然。
倒相孔的長度與截面積兩個的乘積，決定了倒相系統(tǒng)有一定的體積，一定的體積內(nèi)的空氣就有一定的質(zhì)量。而箱內(nèi)的空氣需要泄放，必須要推動這部分質(zhì)量的空氣，這就讓我們能夠理解另外一個概念。我們可以理解，當(dāng)?shù)瓜嗫状蟮臅r候（為了避免倒相孔面積太小而造成氣流聲），泄放的速度太快，為了減慢泄放，我們是不是要增大倒相系統(tǒng)的空氣質(zhì)量，從而增大箱內(nèi)空氣的推動阻力，才能減慢泄放，延長箱內(nèi)空氣的滯后時間，降低諧振頻率，因此，我們必須將倒相孔長度做長一些，就能夠達到與小面積倒相孔相同的諧振頻率。這就是倒相孔面積越小，長度越短，面積越大，長度越長的道理。我們可以這樣理解，揚聲器是個動力源，產(chǎn)生的壓縮空氣要泄放，泄放的速度快慢，決定了系統(tǒng)的滯后時間和諧振頻率。倒相孔是個負載，為壓縮空氣體提供一定的阻尼或者說是負載，這個阻尼的大小，決定于開孔的面積和孔深（長度），孔越小，阻尼大，泄放慢，箱內(nèi)空氣滯后時間長，諧振頻率越低，反之亦然。另外，倒相孔的構(gòu)造決定了它是一個共振腔，共振腔內(nèi)有一定質(zhì)量的空氣，共振腔的頻率是可以通過聲學(xué)的知識，定量計算出來的。
現(xiàn)在我們總結(jié)：
1、揚聲器和箱體和倒相孔構(gòu)成了一個系統(tǒng)，這個系統(tǒng)揚聲器是動力源。
2、箱體中產(chǎn)生不均衡壓強，這個壓強要傳導(dǎo)和泄放要通過倒相孔
3、倒相孔系統(tǒng)其實是揚聲器動力源的負載系統(tǒng)，它能夠提供箱體不均衡壓強的泄放阻尼，調(diào)整這個阻尼的大小，可以改變壓縮空氣墊的泄放速度，通過改變泄放速度，可以調(diào)整箱內(nèi)空氣的180度相位滯后時間，對應(yīng)的是諧振頻率點。
4、因此，既然箱體已經(jīng)定了，揚聲器已經(jīng)定了，倒相箱設(shè)計的重點在于改變泄放阻尼的大小，來控制對應(yīng)的諧振頻率。定性來說就是，面積小，長度小，面積大，長度大。
為什么倒相系統(tǒng)的諧振頻率要與揚聲器諧振頻率相同。這個很好理解，是由揚聲器的特性決定的。揚聲器在諧振頻率附近的振幅最大，而倒相系統(tǒng)剛剛說過，在諧振頻率的地方，如果揚聲器是向外運動，那么倒相孔的氣流也是向外運動，那么我們來看，揚聲器向外運動，它的背后是負壓，把氣流向揚聲器拉，倒相孔氣流也向外運動，它的背后也是負壓，把氣流向倒相孔拉，這兩個氣流產(chǎn)生的力，使相互制約和抵抗的。所以說，在諧振頻率處，倒相孔的壓強與揚聲器的壓強性質(zhì)相同，但方向相反，可以有效的制約揚聲器振幅的過分加大，從而改善諧振頻率處的揚聲器特性，使頻率特性平坦，而且，倒相孔在諧振頻率處與揚聲器同相疊加增大，從而可以提高諧振頻率處的聲壓，拓展低頻特性。我們還可以知道，在諧振頻率以下或者以上，揚聲器振幅快速下降，但是倒相孔系統(tǒng)雖然這些頻率的相位不是同相，但也至少是疊加增大的，因此諧振頻率附近的頻率點，也可以增強聲壓，尤其是諧振頻率以下，可以說是拓展了低頻特性。
再說說箱體，箱體的容積大家都知道是音箱的一個重要指標。我們來分析，箱體是產(chǎn)生不均衡壓強的場所，揚聲器產(chǎn)生壓縮動力后，這個壓強的大小，與箱體有直接的關(guān)系，從道理上講（實際不是這樣，還要看揚聲器參數(shù)等等），箱體越小，產(chǎn)生的壓強越大，氣墊的能量越大，那么配合一定的倒相孔阻尼后，可以產(chǎn)生更低的諧振頻率。而相同的條件，如果箱體越大，那么壓強越小，氣墊能量小，在相同的導(dǎo)向系統(tǒng)下，諧振頻率越高。這就是一個小揚聲器，如果配備了很大的箱子，那么低音不會好的原因。具體的設(shè)計不能僅僅憑這一點，要綜合很多因素，特別是揚聲器的參數(shù)等等。
總之，倒相箱決不是有些人認為的通過音箱后板的反射來改變相位的，它是一個復(fù)雜的不均衡壓強氣墊傳導(dǎo)延時系統(tǒng)，有獨特的聲學(xué)特性，這也是倒相箱倒相孔開孔并不一定在前面板的道理，這里的分析還很膚淺，請各位大蝦批評指正！
