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【参赛】倒相式音箱的设计与调试(2)

时间:2017-08-08 16:30来源:www.crystalradio.cn 作者:szlz61 点击:
5,倒相孔的设计 (1),倒相孔开口面积Sp的选择 从能有效辐射声波的角度考虑,Sp大些为好,但Sp受到倒相管长度的限制,通常为扬声器有效辐射面积的0.1-0.8倍。这里选用两根内径7.6cm长度26cm的成品倒相管。 Sp=(7.

【参赛】倒相式音箱的设计与调试

5,倒相孔的设计
(1),倒相孔开口面积Sp的选择
从能有效辐射声波的角度考虑,Sp大些为好,但Sp受到倒相管长度的限制,通常为扬声器有效辐射面积的0.1-0.8倍。这里选用两根内径7.6cm长度26cm的成品倒相管。
Sp=(7.6/2)的平方×Π×2=90平方厘米
扬声器有效振动面积=9.5的平方×Π=283
倒相孔开口面积占扬声器有效面积的比例=90/283=32%。是比较合适的。
(2)倒相孔长度Lp
公式一、Lp=C*C*Sp/4*Π*Π*Fb*Fb*Vb
公式二、Lp=(30000S/Vb*Fob*Fob)-0.825√S
倒相管长度的计算比较复杂,计算出来的结果误差也比较大。其实可以保留倒相管的原有长度,到音箱调试时,根据倒相管实际谐振情况,再锯短倒相管到合适长度即可。
6.音箱各部尺寸的选择和计算。
(1)音箱宽度的选择
现代音箱从美观的角度考虑,宜选较小的宽度。本例扬声器外径262mm,音箱内宽选定为270mm,外宽320mm。为进一步减小扬声器安装面的宽度,两边做成15×22 mm的斜面。
(2)音箱高度的选择
    从改善高音扬声器指向性考虑,高音扬声器的水平中心需与听音者的耳朵等高,本例选1.1米。经计算音箱内高为780mm.
(3)音箱深度的计算
73.8L/(2.7×7.8)=350mm
为减小驻波,把音箱做成直角梯形。取上边深度为325mm,则下边深度为375mm,这样也比较美观。
设音箱宽度为1,则各边比例约为1:1.3:2.9。没有整倍数,符合能使驻波频率均匀分布的比例。
7.音箱开孔位置的选择。
(1)        扬声器开孔位置的选择。
音箱内使用加强隔板,使音箱成为上下两室,为使工作时气压均匀,扬声器开孔位于上室的中间。扬声器上边距箱顶100mm,也比较符合与中音扬声器靠近的原则。
(2)        倒相口开孔位置的选择。
a,要求扬声器中心到倒相管中心的距离
Lsd=2.5-4d,(d为倒相管外径,80mm)
本例选Lsd =280mm。
280/80=3.5,符合设计要求。
b,要求倒相管到后侧板的距离
b≥1.5d
本例b=(380-260)/80=1.5,符合要求。
(3)        接线开孔的选择。
使用接线板需在音箱上开孔,会影响到音箱的强度和密闭性,因此本例使用两根8×60 mm的接线柱。为缩短引线,安装在后板距离扬声器比较近的位置。
8.制造音箱材料的选择。
本例要求牢固实用,不刻意追求美观。箱体使用25mm中密度板,前面板由于开孔降低了强度,厚度增加到40mm。不但箱体所有边角都使用25mm×25mm的条木加固,箱体中间还使用25mm厚的中纤隔板加固,以杜绝箱体的振动,避免产生声染色。音箱表面贴胡桃木皮,罩深色漆。
设计好的音箱图纸如图七。
 

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【参赛】倒相式音箱的设计与调试
 

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委托专业工厂制作好的音箱如图八。
 

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【参赛】倒相式音箱的设计与调试

装好扬声器的音箱如图九。
安装扬声器时,要在与箱体结合处衬垫薄层软质密封材料,以免产生机振或漏气。
 

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【参赛】倒相式音箱的设计与调试
 

图九(2)扣上面罩.jpg (122.6 KB, 下载次数: 6)

 

【参赛】倒相式音箱的设计与调试

二.音箱的调试。
  音箱设计、加工、组装完成,试机开声。感觉低频的析象力和下潜深度都挺好,弹性一般,量感不足。所以要取得满意效果,关键还在调试。
1.改变倒相管长度的调试
这是可以使用仪器、观察参数变化来进行的调试项目。
电路连接仍如图二。测量扬声器装音箱后的曲线,在F2=56和F1=17.5处呈现两个峰值。如图十(1)。F2是扬声器的谐振峰;F1是倒相管的谐振峰。通过调整倒相管长度(或截面积),使两个峰一样高时,音箱的低频响应最好。
当倒相管的峰值比较高时,需要加长倒相管或减小倒相孔面积;当扬声器的峰值比较高时,可以去短倒相管,从而使双峰等高。
此处把倒相管锯短10mm,双峰误差从20%缩小到8%,同时F2和F1分别提高到58和18,见图十(2)。
音箱参数调谐灵敏,一方面说明设计比较成功,另一方面说明参数已经接近最佳值,可调节的余地比较小。
我测过几台进口音箱,都是扬声器的峰值稍高。倒相管一旦去短,再想加长就难了。所以在后面的调整未完成前,如果不是高出很多,可以留到其他项目调试好以后酌情再做处理。
这项调整虽然看到了曲线的变化,因调整量比较小,没听到声音有明显变化。
  2.改变音箱工作方式的试验
(1)封闭式音箱试验
用定制的四个“闷头”堵住倒相口,就变成了封闭式音箱。音箱的频响曲线如图十(3)。形成45HZ的扬声器谐振峰,经计算此时Qts=0.62,接近封闭箱0.7的最佳值。
感觉此时低音的析象力和弹性有进一步提高,低音量能也还可以,唯下潜不够深,声音也不够开扬。比较适合听节奏感强的音乐。
 

图十(1)倒相管调整前曲线.jpg (243.44 KB, 下载次数: 30)

 

【参赛】倒相式音箱的设计与调试
 

图十(2)倒相管调整后曲线.jpg (268.53 KB, 下载次数: 23)

 

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