音箱的設(shè)計與技術(shù)
發(fā)布時間:2007/8/15 0:00:00 訪問次數(shù):468
首先介紹一下箱體設(shè)計。箱體設(shè)計常見有三種類型,即閉箱、倒相箱、傳輸線箱。
閉箱最早是AR公司發(fā)明的技術(shù),早先一直是采用障板式設(shè)計,也就在AR發(fā)明了所謂“氣墊式”專利后(即閉箱)才名符其實地成為音箱了,閉箱的特點是低頻力度好、反應(yīng)迅速、低頻清晰有力,但是下潛深度有限,低頻量感不足。
傳輸線箱是利用聲導(dǎo)管的原理,將單元發(fā)出的后向聲波經(jīng)一段聲導(dǎo)管后,在某一低頻率處與前向聲波同相迭加,從而得以獲得較好的低頻下潛深度。但是聲導(dǎo)管的長度需為幾十赫茲聲波波長的一半,約需幾米長,這樣后向聲波與前相聲波之間雖然相位同相,但有一個幾十毫秒的時間延遲,所以大多數(shù)傳輸線箱的低頻量感雖然不錯,但瞬態(tài)較差,低頻較為混濁無力?v觀目前世界Hi-FI市場,傳輸線設(shè)計基本上很少看到了,筆者的個人觀點是傳輸線箱或許會逐漸消亡,倒相箱與傳輸線的出發(fā)點是相同的都是充分利用后向聲波來加強低頻頻下潛,但倒相式用的是用集中參數(shù)諧振工的倒相方式,來代替?zhèn)鬏斁式半波長聲導(dǎo)管的分布參數(shù)倒相方式,這樣雖然同樣將聲波倒相了,而附加的時間延遲卻只有十毫秒左右,并且倒相式結(jié)構(gòu)簡單,易加工、易調(diào)節(jié),故此目前倒相式與閉箱成為目前設(shè)計的兩大系統(tǒng),其它較常見到的還有空紙盆式(被動輻射式),其原理與倒相式相同,且超出本文的范圍之外,故不作介紹。
倒相箱與閉箱相比較,各有千秋。閉箱好在有力度、瞬態(tài)好、清晰,聽古典音樂,尤其是室內(nèi)樂極佳,所以像英國ATC等獨鐘于閉箱。而倒相箱好在低頻下潛較深、量感足、承受功率大、靈敏度高,比較全面能勝任各種場合。熟優(yōu)熟劣只能憑各人喜好了。
監(jiān)聽一號音箱設(shè)計時為求低頻下潛深度以及適應(yīng)性采用的是倒相式設(shè)計(而實際上也完全可以作閉箱),為了保證低頻大音壓下不出現(xiàn)功率壓縮,或氣流聲,則倒相管的直徑不易過小。實際設(shè)計時,計算公式僅是一個參考,最終要用耳朵較聲來調(diào)整。
設(shè)計完箱體尺寸后,就要考慮箱體制作方面的要求:首先就是箱內(nèi)吸聲材料的選取,吸聲材料的不同,能夠顯著改變箱體有效體積。有些發(fā)燒友受國內(nèi)一些發(fā)燒文章的誤導(dǎo),迷信采用玻璃棉或石棉來作吸聲材料,玻璃棉的吸音效果雖然較高,并且具有絕熱膨脹的優(yōu)點,但實際上,除非單元不合適,設(shè)計出的箱體體積過大,如國內(nèi)一些低檔的高Q、高等效容積喇叭那樣,需要采用玻璃棉來減少箱體實際體積外,采用玻璃棉并無太大的優(yōu)點,而且玻璃棉在音箱中的使用。采用普通海綿、晴綸棉或者長羊毛棉,可以很方便地設(shè)計出音質(zhì)上佳的音箱。監(jiān)聽一號由于設(shè)計體積為18升左右,故在設(shè)計時選用的就是中泡通孔海綿。
箱體板材的選取與處理對箱體音質(zhì)的影響是巨大的。對板材的要求是相當(dāng)?shù)膭偠扰c內(nèi)阻尼衰耗特性。目前較好的選材是中密度纖維板(MDF),只是國產(chǎn)的中密板質(zhì)量較差,要用高密板才能達到進口MDF的效果。但是中密板的內(nèi)阻尼效果依然不夠,我們采用內(nèi)壁貼附特殊配制的瀝青板的方法彌補。這種瀝青板阻尼特性一年四季都較穩(wěn)定,并且阻尼度極佳。先在開好料的箱板板材上涂上一層木工膠,將瀝青板放置居中,并且大頭的釘子間隔4-8cm釘牢,這樣箱板與瀝青板成為一個有機的整體,可以基本上做到“只有喇叭發(fā)聲,絕無箱板發(fā)聲”的理想。
談完箱體的設(shè)計,就要談一下音箱的心臟部分分頻器的設(shè)計,毫無疑問,分頻器是一對音箱的靈魂,它直接決定了音箱的音色,但以往的一些發(fā)燒友對于分頻器存在著一些機械的認識,如有人曾撰文“痛斥”一階分頻(-6dB/oct),認為具有無限大衰減的理想濾波器才是最佳選擇,也即濾波器的階數(shù)越高越好,衰減斜率越大越好,這種看法一是只膚淺地看到了分頻器“分”的作用,二是機械地看到了分頻器由高低通濾波器組成這個問題。
關(guān)于分頻器,我想談一點哲學(xué),國內(nèi)曾經(jīng)片面地宣傳“一分為二”,而忽略了“合二為一”,而實際上筆者覺得,“一分為二”為表,“合二為一”為本,高音單元音色明亮,可喻之為“陽”,低音單元音色低沉深厚,可喻之為“陰”。陰、陽有對立的一面,也有相互包容的一面,是故古代之太極黑白魚的圖形,并不是一個圓劈為兩半這樣簡單,而是陽之尾就是陰之頭,首尾相連,相生相化,并且黑白魚的眼睛,更是陰中之陽,陽中之陰的所謂至陰至陽,回到分頻器來說,其作用與其說是分割陰陽,勿寧說它是調(diào)合、融冶陰陽于一爐。試想一下,如果分頻點以下,單是低音單元發(fā)音,分頻點以上單是高音單元發(fā)音,那么音色豈不是被割裂了,音像定位也會上下跳動,決無可能達到較好的音質(zhì)。相反,如果單元質(zhì)量優(yōu)良,則在分頻點以下以低音單元為主,高音單元為輔,分頻點以上則反之,則分頻點處由于分頻器的調(diào)度之妙,將高低音單元這兩個音色等各不相同的“陰”與“陽”有機地融合為一體,可以得到較佳的音色。
通過以上分析可以看出,在單元性能有保證的前提下,較低階的分頻器肯定是優(yōu)于高階分頻器的,尤其是考
首先介紹一下箱體設(shè)計。箱體設(shè)計常見有三種類型,即閉箱、倒相箱、傳輸線箱。
閉箱最早是AR公司發(fā)明的技術(shù),早先一直是采用障板式設(shè)計,也就在AR發(fā)明了所謂“氣墊式”專利后(即閉箱)才名符其實地成為音箱了,閉箱的特點是低頻力度好、反應(yīng)迅速、低頻清晰有力,但是下潛深度有限,低頻量感不足。
傳輸線箱是利用聲導(dǎo)管的原理,將單元發(fā)出的后向聲波經(jīng)一段聲導(dǎo)管后,在某一低頻率處與前向聲波同相迭加,從而得以獲得較好的低頻下潛深度。但是聲導(dǎo)管的長度需為幾十赫茲聲波波長的一半,約需幾米長,這樣后向聲波與前相聲波之間雖然相位同相,但有一個幾十毫秒的時間延遲,所以大多數(shù)傳輸線箱的低頻量感雖然不錯,但瞬態(tài)較差,低頻較為混濁無力?v觀目前世界Hi-FI市場,傳輸線設(shè)計基本上很少看到了,筆者的個人觀點是傳輸線箱或許會逐漸消亡,倒相箱與傳輸線的出發(fā)點是相同的都是充分利用后向聲波來加強低頻頻下潛,但倒相式用的是用集中參數(shù)諧振工的倒相方式,來代替?zhèn)鬏斁式半波長聲導(dǎo)管的分布參數(shù)倒相方式,這樣雖然同樣將聲波倒相了,而附加的時間延遲卻只有十毫秒左右,并且倒相式結(jié)構(gòu)簡單,易加工、易調(diào)節(jié),故此目前倒相式與閉箱成為目前設(shè)計的兩大系統(tǒng),其它較常見到的還有空紙盆式(被動輻射式),其原理與倒相式相同,且超出本文的范圍之外,故不作介紹。
倒相箱與閉箱相比較,各有千秋。閉箱好在有力度、瞬態(tài)好、清晰,聽古典音樂,尤其是室內(nèi)樂極佳,所以像英國ATC等獨鐘于閉箱。而倒相箱好在低頻下潛較深、量感足、承受功率大、靈敏度高,比較全面能勝任各種場合。熟優(yōu)熟劣只能憑各人喜好了。
監(jiān)聽一號音箱設(shè)計時為求低頻下潛深度以及適應(yīng)性采用的是倒相式設(shè)計(而實際上也完全可以作閉箱),為了保證低頻大音壓下不出現(xiàn)功率壓縮,或氣流聲,則倒相管的直徑不易過小。實際設(shè)計時,計算公式僅是一個參考,最終要用耳朵較聲來調(diào)整。
設(shè)計完箱體尺寸后,就要考慮箱體制作方面的要求:首先就是箱內(nèi)吸聲材料的選取,吸聲材料的不同,能夠顯著改變箱體有效體積。有些發(fā)燒友受國內(nèi)一些發(fā)燒文章的誤導(dǎo),迷信采用玻璃棉或石棉來作吸聲材料,玻璃棉的吸音效果雖然較高,并且具有絕熱膨脹的優(yōu)點,但實際上,除非單元不合適,設(shè)計出的箱體體積過大,如國內(nèi)一些低檔的高Q、高等效容積喇叭那樣,需要采用玻璃棉來減少箱體實際體積外,采用玻璃棉并無太大的優(yōu)點,而且玻璃棉在音箱中的使用。采用普通海綿、晴綸棉或者長羊毛棉,可以很方便地設(shè)計出音質(zhì)上佳的音箱。監(jiān)聽一號由于設(shè)計體積為18升左右,故在設(shè)計時選用的就是中泡通孔海綿。
箱體板材的選取與處理對箱體音質(zhì)的影響是巨大的。對板材的要求是相當(dāng)?shù)膭偠扰c內(nèi)阻尼衰耗特性。目前較好的選材是中密度纖維板(MDF),只是國產(chǎn)的中密板質(zhì)量較差,要用高密板才能達到進口MDF的效果。但是中密板的內(nèi)阻尼效果依然不夠,我們采用內(nèi)壁貼附特殊配制的瀝青板的方法彌補。這種瀝青板阻尼特性一年四季都較穩(wěn)定,并且阻尼度極佳。先在開好料的箱板板材上涂上一層木工膠,將瀝青板放置居中,并且大頭的釘子間隔4-8cm釘牢,這樣箱板與瀝青板成為一個有機的整體,可以基本上做到“只有喇叭發(fā)聲,絕無箱板發(fā)聲”的理想。
談完箱體的設(shè)計,就要談一下音箱的心臟部分分頻器的設(shè)計,毫無疑問,分頻器是一對音箱的靈魂,它直接決定了音箱的音色,但以往的一些發(fā)燒友對于分頻器存在著一些機械的認識,如有人曾撰文“痛斥”一階分頻(-6dB/oct),認為具有無限大衰減的理想濾波器才是最佳選擇,也即濾波器的階數(shù)越高越好,衰減斜率越大越好,這種看法一是只膚淺地看到了分頻器“分”的作用,二是機械地看到了分頻器由高低通濾波器組成這個問題。
關(guān)于分頻器,我想談一點哲學(xué),國內(nèi)曾經(jīng)片面地宣傳“一分為二”,而忽略了“合二為一”,而實際上筆者覺得,“一分為二”為表,“合二為一”為本,高音單元音色明亮,可喻之為“陽”,低音單元音色低沉深厚,可喻之為“陰”。陰、陽有對立的一面,也有相互包容的一面,是故古代之太極黑白魚的圖形,并不是一個圓劈為兩半這樣簡單,而是陽之尾就是陰之頭,首尾相連,相生相化,并且黑白魚的眼睛,更是陰中之陽,陽中之陰的所謂至陰至陽,回到分頻器來說,其作用與其說是分割陰陽,勿寧說它是調(diào)合、融冶陰陽于一爐。試想一下,如果分頻點以下,單是低音單元發(fā)音,分頻點以上單是高音單元發(fā)音,那么音色豈不是被割裂了,音像定位也會上下跳動,決無可能達到較好的音質(zhì)。相反,如果單元質(zhì)量優(yōu)良,則在分頻點以下以低音單元為主,高音單元為輔,分頻點以上則反之,則分頻點處由于分頻器的調(diào)度之妙,將高低音單元這兩個音色等各不相同的“陰”與“陽”有機地融合為一體,可以得到較佳的音色。
通過以上分析可以看出,在單元性能有保證的前提下,較低階的分頻器肯定是優(yōu)于高階分頻器的,尤其是考
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