一流的专业音响研发需要具备哪些仪器、软件和设备？

在音响行业中，研发工程师们接到一项研发任务，可能是一个产品构想或产品要求，这个构想可能会描述产品的目标市场和用户、产品的应用场景、功能需求和性能指标，这些问题是着手研发之前需要初步明确的。

在产品构想和要求比较明确之后，研发团队开始“编译”——把文字或数字表述的产品要求编译成产品雏形。比如对于一款音箱来说，需要考虑它是点声源还是线声源？单元的构成如何？有源分频还是无源分频？箱体的外形尺寸如何？指向角度多少度？研发团队会根据经验并借助一些设计软件，做一个初步的规划。借助WinISD、BassBox Pro这一类软件，工程师可以根据备选的扬声器单元参数和箱体类型（密闭式、倒相式等）计算得到箱体的重要参数，包括容积、尺寸等。这一“编译”过程是研发初期最重要的步骤，一般由研发团队的负责人——研发总监亲自指导完成。这时候，产品虽然八字还没有一撇，但是它的大致样貌已经存在于研发总监的脑海中了。

WinISD中设计箱体

有了初步的设计思路后，结构工程师可以开始建模工作，TA要把研发总监的想法用图纸和模型体现出来。借助Creo、Solidworks、3Dmax、Rhino这类3D设计软件，结构工程师可以设计出音箱的造型和结构，把研发总监脑海中的产品雏形表现到电脑屏幕或者图纸上，产品的样貌得以直观呈现出来。

3D软件中的音箱模型设计

接下来可以根据模型制作“白箱”了，研发工程师们口中的“白箱”是研发阶段的样箱，由于后续装配和调试过程可能要对样箱反复修改，甚至重做多个版本的样箱，因此这些样箱不需要做表面的喷涂处理，被叫做白箱。

各种研发白箱

有了箱体之后，可以往里面安装扬声器单元、 角等部件了。对于单元、 角、波导管这类部件的选择，可以选用市面上已有的现成单元，也可以自行研发或者向扬声器厂家定制研发。

而在研发喇叭单元和 角这些核心部件时，还可以采用先进的计算机仿真技术 — COMSOL多物理场建模与仿真软件，对箱体、扬声器单元、 角、吊挂件等物理特性做仿真模拟，可在软件中提前发现一些结构和声学上的问题，提高的设计的可行性、可靠度，并缩短研发周期，降低研发成本。

COMSOl软件中的 角仿真设计

通过仿真软件排除潜在问题之后，还需要用到大量的研发测量手段来进行全面评估。在音响系统应用中，音响师常用Smaart或者SysTune这类测量软件来调试音响系统，主要测量项目为频率响应或者房间声学特性，而对研发工程师来说，这几项测量还远远不够。研发工程师们还需要知道扬声器单元的T-S参数、阻抗响应、灵敏度、功率、最大声压级、指向性，这些指标对测量环境和测量工具有更高的要求。

很多电声参数需要在自由场条件下测得，这就需要在消声室中测量，比如音箱的指向性，需要在消声室中使用3D转台或者机械臂，采用特定的紧固件将待测音箱与转台或机械臂固定，通过转台或机械臂实现旋转，以测量音箱在不同辐射角度时的频率响应等电声参数，并据此生成音箱指向性极坐标图或者气球图等。需要用到CLIO，EASERA等测量软件进行测量，并用SpeakerLab生成音箱指向性图。

消声室中的做3D指向性测量

FourAudio ELF 旋转机械臂

OutLine转台

音箱的指向性图

除了电声指标，音响系统的电子部分也需要做很多的测量，比如分频板的设计和调试，需要测量各种元器件的参数，示波器、数字电桥、万用表是较为常见的电子测量仪器；如果测量DSP和功率放大器的性能，则不得不提音频电子测量界的事实标准——AudioPrecision测试仪,自1984年以来，AP 提供了高性能的声学和音频分析仪器及应用，具有市场领先的THD + N性能，广泛的数字接口，将功能与易用性相结合的 APx500 测试软件，帮助世界各地的工程师设计和制造从半导体设备到消费电子、汽车和专业声学和音频产品的创新解决方案。可以说，APx500系列测试仪，是当前各个音频厂商研发室内必备工具。

用AP 测试仪做电子测量

关于喇叭单元和音箱的研发测试设备，德国的KLIPPEL可以说是在这个领域的最强者。

KLIPPEL的测量系统主要分为三个系列：RD研发系统, QC品质管控系统，PWT功率测试系统。

其中RD研发系统，功能最为强大。

包括小信 和大信 线性参数测量、非线性参数测量、磁路扫描、悬挂系统部件测量(单元的弹波和折环)，振膜激光扫描和模态分析，极坐标远场和近场测量(用于生成3D指向性数据)，大信 失真测量，线性、非线性仿真和温度仿真等等众多功能的模块。

KLIPPEL磁路扫描测试

KLIPPEL 激光扫描测量

3D扫描模态分析

QC品质管控系统可实现超快的(<200ms)生产线在线测量，自动化测试频响，极性，异音，谐波失真，阻抗曲线，T/S参数等品质管控参数。PWT功率测试系统可以对喇叭单元和音箱进行IEC、AES、EIA等各种标准的功率实验测试，并实现电压电流温度和失效的实时监控。在量产前可以准确地确定设计的样品能否达到设计的功率要求，量产后也方便随时抽检。

KLIPPEL远场3D指向性测试

KLIPPEL近场扫描系统

音响系统的开发，当然还要经过大量的听音对比，这也是最考验研发能力的环节，研发工程师综合其经验、听觉审美、市场取向、产品定位等诸多因素来决定声音听起来怎么样。

音箱的调试与对比

在电声性能达到目标的同时，产品的机械性能和外观也要同步改进优化。比如音箱在使用中的运输、安装配件的设计，如果考虑不周或者设计不当，可能会给用户带来种种不便。而音箱的外形、表面处理、面 、工艺等有关外观的因素，也要不断地打磨。

当产品的性能和外观都达到设计目标后，可以做小批量的试产了。为了评估音响系统的在各种应用环境中的可靠性，还需要做一系列的环境模拟试验，较为常见的项目包括跌落、振动、盐雾、高低温、防水防潮、太阳辐射等，每一项都需要对应的试验装备。比如高低温试验箱、盐雾试验箱、振动模拟台、跌落试验机等。能够经受这一系列“摧残”考验的产品，才能进入下一步的小批量试产并投入试用。经过一段时间的试用客户的实地使用、反馈和改进之后，最终得到一个可以大规模生产的定型产品。当然，即便量产上市了，研发过程也并未终结，由于种种的内外因素，产品在上市后依然可能会有改版或者升级，意味着研发还要继续。

环境试验装置

到此为止，我们算是走马观花地介绍了专业音箱研发过程中的一些技术、装备和工具，而落实到操作中，还有无数复杂的具体问题。学习核心的研发理论和技术，掌握电声软硬件的使用需要长年的钻研学习，建立听觉审美更要靠十年、乃至数十年的积累，研发所需的巨大经济投入则让很多中小企业望而却步。正是由于音响研发的高技术门槛，造成了中国这个电声制造大国在核心的产品研发上与欧美发达国家差距明显。没有研发的核心竞争力，打造品牌就如同在沙基上建大厦。写到这里，不由联想到国产品牌中的领头羊——华为，从通讯产品起家，到今天成为世界级科技巨头。多年以来华为手握的核武器便是研发。公开数据显示，华为在5G技术上的专利数量超3000项，稳居全球第一。这背后是多年的巨额研发投入，官方数据显示，其2019年的研发投入超过1300亿元，超越了苹果公司，研发经费跃居世界前五。

没有一间音响公司有1300亿元做研发，要组建一个技术过硬、经验丰富的音响研发团队亦非朝夕可待。而在金牌调音师，由曾山先生领衔的研发团队是国内首屈一指的专业音响研发团队。作为研发阵容的核心人物，曾山先生在专业音响研发领域可以说是硕果累累。早在十多年前，曾山先生主持的研发团队攻克了北京奥运会主场馆的扩声系统安装项目，当时开发的线阵列产品至今仍在鸟巢服役；过去十多年间，曾山先生开发的多个品牌的现场扩声系统，成为国内流动演出扩声市场的主流产品。

此外，完善的团队合作、成熟的研发流程和多年的研发设施投入，加持地处音响制造中心——番禺的产业链优势，让金牌调音师汇聚了强大的研发能力和充沛的研发资源。

这些能力和资源是如此的突出且充沛，以至于我们就快没有地方安放了。

同时，我们却注意到，在我们周边，在世界电声制造中心——珠三角，有很多生产商缺乏研发能力，一直在低端市场苦苦维持，被价格战逼到角落；很多品牌受制于研发能力不足，成长受到制约。放眼全国，还有很多工程商，在音视频工程或弱电集成领域已经战功赫赫，希望建立自己的品牌以图长远发展，然而产品研发并非自身强项，冒然巨额投入研发则是一条充满变数的险途。

于是我们计划，不再将宝贵的研发能力和资源储存起来，让它们释放，让它们溢出，解决研发资源配置不均的问题。我们将研发技术打包成模块化的服务投入市场，制造商和工程商们不需要招兵买马自己组建研发团队，也不需要大兴土木修建消声室、更不需要耗资百万购置可能没人会用的测试仪和机械臂，只需要按照自己的需要购买一个研发服务模块，就可以打造自己的产品或者让产品升级，为品牌和企业的长远发展夯实地基。通过模块化、定制化的研发模式，企业可以将研发投入从数百万元缩减为几万元，相当于降低了100倍！相当于在调音台上把推子拉低了40dB！此外，得益于定制化研发的灵活性，企业可以根据不同客户的具体需求，提供针对性的产品方案，甚至面向特定市场、特定项目进行柔性化的小批量定制生产。企业唯有提供更为灵活的方案，才能在当今需求越来越细分、越多变、越个性化的市场上立于不败。