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音箱基础 [复制链接]

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小兔子:老兔子帮帮忙,我想要DIY对音箱,音箱有什么用呢?
老兔子:音箱的作用一般说法是可以防止声音短路,我们比较忽略音箱还有一个重要的功能就是抑制低音喇叭共振。
小兔子:喇叭共振?
老兔子:是的,低音喇叭在某个频段会共振,只要输入一点信号,喇叭纸盆就可以轻易的来回运动,有点象荡秋千,频率对上了,只要一点力气就可以把秋千荡得很高。这在喇叭的阻抗上表现为一个峰,也是我们常说的F0
小兔子:不抑制喇叭共振会怎样?
老兔子:会出现低音失控,如同一辆载重汽车,启动后,想刹车就困难了,车子还是会滑行一段距离才停止。以前电视机和收音机的音箱都是背后敞开式的(有限障板),我们只能用较轻的纸盆和比较硬的折环来抑制喇叭的共振。现在的喇叭都是比较软的折环和比较重的纸盆,我们就要靠音箱来抑制喇叭的共振了。
小兔子:我明白了,软折环的喇叭是不能用在无限障板音箱上的。因为这样构造的音箱喇叭是自由运动,虽然可以防止声音短路但是喇叭的共振没被抑制,喇叭共振频段会出现很大的失真,即使输入信号停止喇叭还要来回运动一段时间才逐渐停止----就是低音失控了。
老兔子:是的,无限障板是用来实验室测试喇叭用,要想实际使用必须选用硬折环的喇叭。
小兔子:那音箱又是如何抑制喇叭共振的呢?
老兔子:密闭箱是靠空气来抑制喇叭共振的。把喇叭装在一个小的密闭箱中,空气的作用会阻止喇叭的运动
由于空气抑制了喇叭共振,喇叭的阻抗曲线会被压低

这样的密闭箱也叫密闭气垫式,因为这样的密闭箱除了可以防止声音短路,还可以抑制喇叭共振,帮助喇叭纸盆回中,音箱越小,空气抑制作用就越明显。
小兔子:我明白了,这样的密闭音箱不能太大,太大就不能抑制喇叭共振了。
老兔子:还有一点,音箱使用一断时间后,里面的空气热了会膨胀,把喇叭纸盆涨出来,可以在音箱上钻很小的孔,把膨胀的空气释放出来。
小兔子:还有常用的倒相式也是一样的吗?
老兔子:倒相式也可以抑制喇叭共振,倒相式的工作原理比较复杂,可以简单分为三个工作阶段。
第一个工作阶段为密闭工作阶段,当纸盆运动频率比倒相口高时,由于倒相口空气的惯性阻止了空气的进出,可以把倒相音箱看成是个密闭箱,不会引起声音短路。

第二个工作阶段为倒相抑制工作阶段,当纸盆运动频率和倒相口的共振频率相同时,纸盆向里运动,倒相口的空气跑出去。但是当纸盆转向外运动时,倒相口的空气由于惯性还是继续向外运动,里面的空气更加稀薄。

当音箱外面的空气要进来补充时,喇叭运动转为向里了,这时外面的空气由于运动惯性还是继续压进来

喇叭纸盆向里运动,倒相口的空气也向里运动,相当于有两个低音喇叭在同时工作,低音就会加强。由于倒相口空气惯性对喇叭共振的抑制比密闭箱还要强,喇叭阻抗曲线被抑制成个谷


第三个工作阶段为短路阶段,当纸盆运动频率比倒相口低时,倒相口的空气可以流畅的进出,纸盆向里运动,倒相口的空气向外运动,一进一出,低音相互抵消,这时低音以-12DB删减。
小兔子:哇!这样的设计好巧妙,可以加强低音又抑制喇叭的共振,还能防止声音短路,只需要加个管子就可以了。
老兔子:是的,但是要调试到倒相管的共振频率和喇叭的共振频率一样,是比较困难的,一般业余条件很难做到,所以DIY还是密闭箱多些。
但是由于论坛推出了测试套件,我们只要测量阻抗曲线就知道倒相管调试好不好,可以说论坛的测试套件可以大幅提高我们的理论和实践水平。
小兔子:是啊,我马上去搞一套过来。
老兔子:你的测试套件做好了吗?
小兔子:做好了,但是声卡还没有选好。
老兔子:我用的是百灵达USB声卡,淘宝上100元这样,挺好用的。
小兔子:是啊,现在我们是不是可以做音箱了呢?
老兔子:看你激动的,好吧我们来做个5寸两分频监听音箱吧。
小兔子:为什么先做监听音箱呢?
老兔子:因为监听音箱是所有音箱中最好做的,很适合初学者制作,只要把频响曲线拉平在3DB之内就合格了,频响曲线做成平直的容易,做成不平直的难啊。
平直的谁都会做,不平直的频响曲线是一门高深的调音艺术,要根据喇叭和使用场合的特点来反复调试,使声音达到最美。如果说平直的曲线是求真,那不平直的曲线就是求美了。
小兔子:好啊,那我们选择什么喇叭呢?
老兔子:什么喇叭都行,只要不是太差的都可以。如同一个剑客一样,注重的是剑术,不是剑的名贵,高贵的剑可以杀人,用简陋的铁片磨成的剑也同样可以杀人。DIY音箱也是一样,靠的是提高自身设计制作水平来保证获得好声,而不是靠到处去寻找一个好喇叭来保证声音。如果一个剑客不是想靠高超的剑术去无敌天下,而是老想着去找一把吹毛断发的宝剑去无敌天下,他的剑术就很难提高。
小兔子:我明白了,DIY音箱讲究的是艺术,我手上即使拿的是最便宜的喇叭我也要想着如何让它发出最好的声音,如同剑客哪怕拿的是把木剑,一样可以展现出高超的剑术。
老兔子:是的,市面上有很多物美价廉的喇叭,比如银笛,飞乐,南京等,我们就用银笛来做吧,高音型号是 YDQG4-31

52*52方型面板,φ19丝膜铜包铝线KAPTON音圈,日本进口磁液,φ18.5*4钕铁硼磁路 ,市场零售价格20元。
低音型号是 YD142-1514X-S

φ142圆形铝盆架,橡皮边PP盆;φ25 NOMEX打孔音圈,屏蔽防磁磁路,市场零售价格80元。
老兔子:选好喇叭后,我们就可以设计箱体了,由于是监听音箱,比较讲究定位准确,一般都使用高低音线性排列的方式。
小兔子:什么叫线性排列?
老兔子:简单点说就是让高音喇叭和低音喇叭发出的声音同时到达人耳。
小兔子:这是如何做到的?
老兔子:一般来说有几种方法,第一种方法是,在高音前面加个号角,使高音和低音在同一平面上,这样高低音就可以同时到达人耳。

第二种方法是,把高低音面板错开,高音和低音就能在同一平面上。

第三种方法是,把高音和低音错开,低音靠里,高音靠外,高音离人耳距离远点,这样配合低音就能同时到达人耳。(论坛上很多人把高音靠里摆放,这样高音要比低音更快到达人耳,造成定位不准确,家用无妨,监听用绝不允许)

最后一种方法是,低音用一阶分频,高音用两阶分频,由于高音多了一阶级分频,会有点延时,这样也可以让高低音同时到达人耳,国产货“美之声监听一号”就是用这一方法。

估计这种方法不太好用,后来又出来了个“美之声监听一号”的改良版,可以看到高音和低音错开了。

好了,线性排列先介绍到这,开始做我们的银笛5寸监听,小兔子银笛喇叭的频响和阻抗测试好没?
小兔子:我测量好了你看看哟
这是低音频响曲线图:

这是高音频响曲线图:

老兔子:感动得痛哭“北风那个吹啊,雪花那个飘啊。。。。”哪怕再困难也要支持国货!这个5寸低音1KHZ以上要高出6DB,这个是中音还是低音啊?中高音比低音高6DB,低音明显感觉不足,如何把中音压低是分频器设计要点。
先确定分频点,一般5寸的分频点在3K-4K左右,我们选择3.3K吧。
然后优化低音分频器,把喇叭的阻抗和频响代入LSP,选择2阶分频,3.3K分频点,从优化中可以看到,中音压低了约8DB。

然后高音选择两阶,同样把参数代入LSP优化。

关掉高低音优化,选择网络系统优化。

由于是远场测试,380HZ以下的频率不准确低端排除400HZ以下的频率。

监听音箱只需要把频响曲线拉直,剩下的就交给电脑去处理,电脑会帮你把曲线拉直。
对于电脑模拟出的曲线一般不需要怀疑,只要测试没有问题,基本上模拟和实际测试是吻合的。
总结:由于国产的低音,在中高音部分设计得过高,如果用以往的分频器计算方法,必定会照成低音不足。好在有测试套件和LSP我们可以很方便的把曲线拉直。但是由于国产低音设计不好,用了一个3MH的大电感才把中高音压下去。虽然解决了这一问题,但是3MH的电感体积大,制作困难,并且把中高音删减了8DB,删减掉的能量基本消耗在电感上,照成电感发热严重,也许用电子分频会好些吧-----------唱:“想说爱你并不是很容易的事。。。。。。”
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