如何设计一个小型的共鸣箱？
设计一个小型共鸣箱，说起来不难，但要做到音色悦耳、共鸣效果好，确实需要花点心思。这不仅仅是找个盒子那么简单，里头不少门道呢！我就跟你好好说道说道，让你心里都有数。
首先，咱们得明白，什么是共鸣箱。简单讲，它就是个用来放大和美化声音的“扩音筒”。乐器上，比如吉他、小提琴的琴体，就是绝佳的共鸣箱。它能把琴弦振动的微弱声音，通过箱体内的空气振动，再传递到箱体外，让声音变得更洪亮、更饱满，并且加入了自己的“味道”。
那我们要设计这样一个“小家伙”，得从哪儿下手呢？
第一步：明确你的“箱子”是给谁用的？
这是最关键的，因为不同的用途对音箱的要求是截然不同的。
你是想做一个简单的声音放大器？ 比如给手机配个没电也能用的“外放”？
还是想给某个小型发声装置做个“声学调味品”？ 比如给手摇发电机的声音增添一些趣味性？
亦或是有特定的乐器原型，你想模仿它的某个侧面，做个小小的实验品？
想清楚了这一点，我们才能往后走。比如说，如果是给手机用的，你可能更注重低频的量感和人声的清晰度；如果是给乐器，那可能对泛音和延音有更高的要求。
第二步：选材，这个盒子是用什么做的？
材！料！是！重！点！别以为随便找个纸盒、塑料盒就行。木材是共鸣箱的灵魂，不同的木材有不同的声学特性。
实木板： 这是最常见的选择。
松木（Spruce）： 比如云杉，特别适合做吉他面板，音色明亮，响应速度快，高频表现好，穿透力强。如果想追求清脆、有活力的声音，可以考虑。
桃花心木（Mahogany）： 适合做吉他背板、侧板，声音温暖、厚实，中频饱满，有很好的延音。如果想要柔和、温暖的音色，可以搭配。
枫木（Maple）： 硬度高，声音清晰、明亮，泛音丰富，适合做背板和侧板，能让声音更具“闪光点”。
椴木（Basswood）： 比较轻便，声音也比较均衡，适合做入门级的乐器面板或整个箱体。
胶合板（Plywood）： 如果预算有限，或者追求更稳定的结构（不易变形），高质量的多层胶合板也是可以的。但要注意，胶合板的声音会比同等厚度的实木逊色一些，因为它里面有胶水层会吸收一部分振动。
其他材料（慎用或作为辅助）：
塑料： 一般不推荐作为主要材料，声音会比较干涩、缺乏温暖感，而且容易有“塑料味”。
金属： 比如铝合金，声音会非常明亮、尖锐，但可能缺乏共鸣的深度和丰富度。
纸板/瓦楞纸： 适合做非常初级的实验品，或者想要那种略带粗糙、复古的声音。但共鸣效果和耐久度都很差。
建议： 如果是初学者，可以先从比较容易获得的松木或椴木开始尝试。厚度也很重要，一般来说，面板稍薄一点，背板和侧板可以稍厚一点。具体厚度可以参考一些小型乐器的制作数据，比如 Ukulele 的面板一般在 23mm 左右。
第三步：箱体的结构设计，形状和内部构造说了算！
一个好的共鸣箱不是一个密封的盒子，它有特定的形状和内部构造，来引导和优化声音的传播。
箱体形状：
长方形/方形： 最简单，但共鸣效果相对单一，容易产生驻波（某些频率被过度放大，某些频率被削弱）。
弧形面板/背板： 像吉他那样，带有弧度的面板（面板通常是拱形的）能更有效地将振动传递到整个箱体，并且分散声波，减少不和谐的共振。即使是小型共鸣箱，也可以考虑在面板或背板上做出轻微的弧度。
内部空间比例： 箱体的容积和长宽高比例会影响箱体的固有频率。一般来说，箱体越大，低频响应越好，但小型箱体在设计时就要考虑如何“榨干”有限的空间来获得更好的声音。
音孔（Soundhole）：
作用： 音孔是箱体与外部空气交流的“窗口”，它允许箱体内的空气振动传递出来，并且对箱体的共鸣模式有重要影响。
位置： 通常开在面板上，靠近音源（比如你在箱体里放了喇叭或者连接了发声体）。
大小和形状： 这是影响音色非常关键的因素。圆孔最常见，但也有不同的直径。一个较大的音孔会让声音更通透、高频更突出，但可能会牺牲一些低频的“厚度”。较小的音孔则会相对保留更多低频。形状也可以尝试，比如椭圆形、“f”型孔（小提琴上常见），它们都有不同的声学效果。
“共振的秘密”： 赫尔姆霍兹共鸣器（Helmholtz Resonator）的原理可以借鉴。一个带有特定大小音孔的箱体，其内部空气会与这个孔形成一个共鸣系统，在某个频率产生共鸣，放大该频率的声音。你可以根据你希望突出的频率来调整音孔的大小和箱体容积。
内部支撑和加强：
面板支撑（Bracing）： 为了防止面板在振动时过度变形而产生“扑扑”声（flabby sound），面板内部需要有支撑结构。吉他上的音梁（bracing）就是很好的例子，它们以特定的 पैटर्न（pattern）粘贴在面板背面，既能加强面板，又能引导振动。对于小型共鸣箱，可以根据面板的大小，采用简单的十字形或扇形支撑条。
内部吸音材料（可选）： 有些时候，为了控制箱体内部的反射和驻波，会在箱体内部粘贴少量吸音材料，比如薄海绵或毛毡。但这取决于你想要的声音特性，通常初学者可以先不加，感受一下原木的声音。
第四步：连接声源与箱体，让“火花”擦出来！
你的共鸣箱是给什么东西发声用的？这就决定了你如何将声音传递进去。
直接发声体（内置）： 如果你打算在箱体里内置一个喇叭或者蜂鸣器。
喇叭的选择： 喇叭的尺寸、功率、灵敏度都会影响最终的声音。小尺寸的喇叭适合小型共鸣箱，但要注意它的频响范围。
喇叭的安装： 喇叭要牢固地固定在箱体面板上，最好在喇叭边缘加上密封圈，防止漏气，影响共鸣效果。面板上需要开出与喇叭尺寸相匹配的孔。
内部接线： 确保喇叭的接线是正确的，并且可以方便地连接到你的音频信号源。
外部发声体（连接）： 如果你是想给手机、乐器拾音器之类的东西配个箱体。
开口设计： 你需要在箱体上开一个合适的开口，让发声体的声音能有效地进入箱体内部。这可能是一个长条形的开口，或者是一个与设备形状匹配的凹槽。
接口设计： 如果需要连接线，要预留出接口的安装位置。
第五步：打磨和调校，让声音更“顺滑”！
制作完成之后，还有很多细节可以调整。
边缘处理： 箱体的边缘是否光滑？是否有毛刺？这些都会影响声音的扩散。用砂纸打磨光滑。
表面处理： 你可以给箱体上漆或打蜡。清漆或蜡可以保护木材，并且对声音影响较小。但如果使用厚重的油漆，可能会“闷住”声音。
试听与微调：
把你的发声装置连接好，开始试听。
听听低音够不够？ 如果低音不足，可以考虑稍微缩小音孔，或者增加箱体容积（如果可能）。
听听高音够不够？ 如果高音太多，声音太尖锐，可以考虑稍微增大音孔，或者在面板上尝试用薄一些的木材。
箱体有没有奇怪的“嗡嗡”声或“咚咚”声？ 这通常是箱体共振或者面板振动不均匀造成的。检查内部支撑是否牢固，或者尝试在振动厉害的地方粘贴一小块薄毡或软木。
声音够不够响？ 如果不够响，检查箱体的密封性（漏气会损失很多声音能量），音孔的大小是否合适，以及你用的木材是否够“活”。
制作的细节提示：
胶水： 使用木工胶，确保粘合牢固。
夹具： 在粘合木板时，使用夹具会让你事半功倍，保证连接紧密。
精度： 尽量保证切割的精度，尤其是面板和音孔的尺寸。
耐心： 制作过程需要耐心，不要急于求成。
举个实际的小例子：
假设你想做一个给手机用的“复古木质外放箱”。
1. 目标： 放大手机声音，增加一些温暖感和腔体感，不需要太专业，但要有明显效果。
2. 材料： 找几块比较薄的松木板（比如 34mm 厚），做面板和侧板；背板可以用稍厚一点的胶合板或者椴木。
3. 形状： 做一个长方体盒子，但面板可以稍微有点弧度，侧板粘合时形成一个微微倾斜的角度，让声音往外更好扩散。
4. 尺寸： 内部容积大概在一个矿泉水瓶的体积（500ml）左右就差不多了。长宽高比例可以尝试 1:1.5:2。
5. 音孔： 在面板上开一个直径约 34cm 的圆孔。如果声音太尖，可以稍微加大；如果低音太少，可以考虑用一个小一点的孔，或者用两个小孔。
6. 手机槽： 在箱体顶部开一个与你手机尺寸匹配的槽，让手机能稳稳地放进去，扬声器对着音孔。
7. 内部支撑： 在面板背面粘几根细木条做简单的支撑。
8. 组装： 用木工胶和夹具把盒子粘好。
9. 打磨与处理： 打磨光滑，上一层薄薄的清漆。
10. 试听： 把手机放进去，播放音乐，感受一下变化。如果觉得低音不够，可以尝试把音孔封堵一部分，或者在箱体内部放一小块海绵。
总的来说，设计一个小型共鸣箱，就是一个不断尝试和调整的过程。从选材、构型到细节处理，每一步都会对最终的声音产生影响。不要害怕失败，多动手尝试，你就能做出属于自己的、有独特声音的小箱子了！
首先，咱们得明白，什么是共鸣箱。简单讲，它就是个用来放大和美化声音的“扩音筒”。乐器上，比如吉他、小提琴的琴体，就是绝佳的共鸣箱。它能把琴弦振动的微弱声音，通过箱体内的空气振动，再传递到箱体外，让声音变得更洪亮、更饱满，并且加入了自己的“味道”。
那我们要设计这样一个“小家伙”，得从哪儿下手呢？
第一步：明确你的“箱子”是给谁用的？
这是最关键的，因为不同的用途对音箱的要求是截然不同的。
你是想做一个简单的声音放大器？ 比如给手机配个没电也能用的“外放”？
还是想给某个小型发声装置做个“声学调味品”？ 比如给手摇发电机的声音增添一些趣味性？
亦或是有特定的乐器原型，你想模仿它的某个侧面，做个小小的实验品？
想清楚了这一点，我们才能往后走。比如说，如果是给手机用的，你可能更注重低频的量感和人声的清晰度；如果是给乐器，那可能对泛音和延音有更高的要求。
第二步：选材，这个盒子是用什么做的？
材！料！是！重！点！别以为随便找个纸盒、塑料盒就行。木材是共鸣箱的灵魂，不同的木材有不同的声学特性。
实木板： 这是最常见的选择。
松木（Spruce）： 比如云杉，特别适合做吉他面板，音色明亮，响应速度快，高频表现好，穿透力强。如果想追求清脆、有活力的声音，可以考虑。
桃花心木（Mahogany）： 适合做吉他背板、侧板，声音温暖、厚实，中频饱满，有很好的延音。如果想要柔和、温暖的音色，可以搭配。
枫木（Maple）： 硬度高，声音清晰、明亮，泛音丰富，适合做背板和侧板，能让声音更具“闪光点”。
椴木（Basswood）： 比较轻便，声音也比较均衡，适合做入门级的乐器面板或整个箱体。
胶合板（Plywood）： 如果预算有限，或者追求更稳定的结构（不易变形），高质量的多层胶合板也是可以的。但要注意，胶合板的声音会比同等厚度的实木逊色一些，因为它里面有胶水层会吸收一部分振动。
其他材料（慎用或作为辅助）：
塑料： 一般不推荐作为主要材料，声音会比较干涩、缺乏温暖感，而且容易有“塑料味”。
金属： 比如铝合金，声音会非常明亮、尖锐，但可能缺乏共鸣的深度和丰富度。
纸板/瓦楞纸： 适合做非常初级的实验品，或者想要那种略带粗糙、复古的声音。但共鸣效果和耐久度都很差。
建议： 如果是初学者，可以先从比较容易获得的松木或椴木开始尝试。厚度也很重要，一般来说，面板稍薄一点，背板和侧板可以稍厚一点。具体厚度可以参考一些小型乐器的制作数据，比如 Ukulele 的面板一般在 23mm 左右。
第三步：箱体的结构设计，形状和内部构造说了算！
一个好的共鸣箱不是一个密封的盒子，它有特定的形状和内部构造，来引导和优化声音的传播。
箱体形状：
长方形/方形： 最简单，但共鸣效果相对单一，容易产生驻波（某些频率被过度放大，某些频率被削弱）。
弧形面板/背板： 像吉他那样，带有弧度的面板（面板通常是拱形的）能更有效地将振动传递到整个箱体，并且分散声波，减少不和谐的共振。即使是小型共鸣箱，也可以考虑在面板或背板上做出轻微的弧度。
内部空间比例： 箱体的容积和长宽高比例会影响箱体的固有频率。一般来说，箱体越大，低频响应越好，但小型箱体在设计时就要考虑如何“榨干”有限的空间来获得更好的声音。
音孔（Soundhole）：
作用： 音孔是箱体与外部空气交流的“窗口”，它允许箱体内的空气振动传递出来，并且对箱体的共鸣模式有重要影响。
位置： 通常开在面板上，靠近音源（比如你在箱体里放了喇叭或者连接了发声体）。
大小和形状： 这是影响音色非常关键的因素。圆孔最常见，但也有不同的直径。一个较大的音孔会让声音更通透、高频更突出，但可能会牺牲一些低频的“厚度”。较小的音孔则会相对保留更多低频。形状也可以尝试，比如椭圆形、“f”型孔（小提琴上常见），它们都有不同的声学效果。
“共振的秘密”： 赫尔姆霍兹共鸣器（Helmholtz Resonator）的原理可以借鉴。一个带有特定大小音孔的箱体，其内部空气会与这个孔形成一个共鸣系统，在某个频率产生共鸣，放大该频率的声音。你可以根据你希望突出的频率来调整音孔的大小和箱体容积。
内部支撑和加强：
面板支撑（Bracing）： 为了防止面板在振动时过度变形而产生“扑扑”声（flabby sound），面板内部需要有支撑结构。吉他上的音梁（bracing）就是很好的例子，它们以特定的 पैटर्न（pattern）粘贴在面板背面，既能加强面板，又能引导振动。对于小型共鸣箱，可以根据面板的大小，采用简单的十字形或扇形支撑条。
内部吸音材料（可选）： 有些时候，为了控制箱体内部的反射和驻波，会在箱体内部粘贴少量吸音材料，比如薄海绵或毛毡。但这取决于你想要的声音特性，通常初学者可以先不加，感受一下原木的声音。
第四步：连接声源与箱体，让“火花”擦出来！
你的共鸣箱是给什么东西发声用的？这就决定了你如何将声音传递进去。
直接发声体（内置）： 如果你打算在箱体里内置一个喇叭或者蜂鸣器。
喇叭的选择： 喇叭的尺寸、功率、灵敏度都会影响最终的声音。小尺寸的喇叭适合小型共鸣箱，但要注意它的频响范围。
喇叭的安装： 喇叭要牢固地固定在箱体面板上，最好在喇叭边缘加上密封圈，防止漏气，影响共鸣效果。面板上需要开出与喇叭尺寸相匹配的孔。
内部接线： 确保喇叭的接线是正确的，并且可以方便地连接到你的音频信号源。
外部发声体（连接）： 如果你是想给手机、乐器拾音器之类的东西配个箱体。
开口设计： 你需要在箱体上开一个合适的开口，让发声体的声音能有效地进入箱体内部。这可能是一个长条形的开口，或者是一个与设备形状匹配的凹槽。
接口设计： 如果需要连接线，要预留出接口的安装位置。
第五步：打磨和调校，让声音更“顺滑”！
制作完成之后，还有很多细节可以调整。
边缘处理： 箱体的边缘是否光滑？是否有毛刺？这些都会影响声音的扩散。用砂纸打磨光滑。
表面处理： 你可以给箱体上漆或打蜡。清漆或蜡可以保护木材，并且对声音影响较小。但如果使用厚重的油漆，可能会“闷住”声音。
试听与微调：
把你的发声装置连接好，开始试听。
听听低音够不够？ 如果低音不足，可以考虑稍微缩小音孔，或者增加箱体容积（如果可能）。
听听高音够不够？ 如果高音太多，声音太尖锐，可以考虑稍微增大音孔，或者在面板上尝试用薄一些的木材。
箱体有没有奇怪的“嗡嗡”声或“咚咚”声？ 这通常是箱体共振或者面板振动不均匀造成的。检查内部支撑是否牢固，或者尝试在振动厉害的地方粘贴一小块薄毡或软木。
声音够不够响？ 如果不够响，检查箱体的密封性（漏气会损失很多声音能量），音孔的大小是否合适，以及你用的木材是否够“活”。
制作的细节提示：
胶水： 使用木工胶，确保粘合牢固。
夹具： 在粘合木板时，使用夹具会让你事半功倍，保证连接紧密。
精度： 尽量保证切割的精度，尤其是面板和音孔的尺寸。
耐心： 制作过程需要耐心，不要急于求成。
举个实际的小例子：
假设你想做一个给手机用的“复古木质外放箱”。
1. 目标： 放大手机声音，增加一些温暖感和腔体感，不需要太专业，但要有明显效果。
2. 材料： 找几块比较薄的松木板（比如 34mm 厚），做面板和侧板；背板可以用稍厚一点的胶合板或者椴木。
3. 形状： 做一个长方体盒子，但面板可以稍微有点弧度，侧板粘合时形成一个微微倾斜的角度，让声音往外更好扩散。
4. 尺寸： 内部容积大概在一个矿泉水瓶的体积（500ml）左右就差不多了。长宽高比例可以尝试 1:1.5:2。
5. 音孔： 在面板上开一个直径约 34cm 的圆孔。如果声音太尖，可以稍微加大；如果低音太少，可以考虑用一个小一点的孔，或者用两个小孔。
6. 手机槽： 在箱体顶部开一个与你手机尺寸匹配的槽，让手机能稳稳地放进去，扬声器对着音孔。
7. 内部支撑： 在面板背面粘几根细木条做简单的支撑。
8. 组装： 用木工胶和夹具把盒子粘好。
9. 打磨与处理： 打磨光滑，上一层薄薄的清漆。
10. 试听： 把手机放进去，播放音乐，感受一下变化。如果觉得低音不够，可以尝试把音孔封堵一部分，或者在箱体内部放一小块海绵。
总的来说，设计一个小型共鸣箱，就是一个不断尝试和调整的过程。从选材、构型到细节处理，每一步都会对最终的声音产生影响。不要害怕失败，多动手尝试，你就能做出属于自己的、有独特声音的小箱子了！
网友意见
乐器中常见的共鸣腔（如吉他/提琴等）是利用Helmholtz共振构造的，简化的模型就是一个瓶口收紧的瓶子，这种结构在声学上叫做“Helmholtz共鸣器”。它可以等效类比为一个弹簧振动系统或LC振荡电路，瓶颈部分充当质量块/电感的作用，瓶内的空气充当弹簧/电容的作用。
而题主提到的这种长度与波长存在一定比例关系的管结构，原理是驻波形成的共振，声学上一般叫驻波管，在一些木管乐器（如笛/箫）中比较常见。这种共振的带宽一般比较窄，集中在共振频率附近，共振发生在管长等于1/4波长的奇数倍时（尾端开放的管），此时的辐射声功率能够得到极大增强。也正是由于这个原因，尽管向管口的边棱吹气产生的是无稳定音高的宽带声，但管乐器发出的是基音为特定频率的乐音。再多说一句，像一些设备上的蜂鸣器 (beeper)，就是微型扬声器单元前再加一个1/4波长的细管，来增强某个特定单一频率的声功率，以达到足够强的音量。
针对题主的问题，标准音A4为440Hz，那么C4为262Hz，声速取344m/s (1个标准大气压，20摄氏度)，C4音波长为1.31m，则C4音所需管长为0.33m。长管确实可以是弯曲的，注意要安装在声源前，且尾端开放，管直径须远小于波长。其他音依此类推，每个希望增强的音都需要单独设计一个这样的管子，这是这类共振的机理所决定的。
材料方面，金属、密度板、ABS之类比较“硬”的都可以，只要你能加工出来就行，估计得用3d打印吧。。。
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