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【参赛】倒相式音箱的设计与调试

时间:2017-08-08 16:30来源:www.crystalradio.cn 作者:szlz61 点击:
【参赛】倒相式音箱的设计与调试 ,矿石收音机论坛
先说几句题外话:正式进入矿坛,五届大赛已经开幕。一套音响几年前已经做完,一时没有拿得出手的作品方案,踌躇再三,写篇文章介绍关于音箱的体会,重在参与吧。
   时近年关,仓促之中难免漏误,欢迎坛友指正。本人发图后不会继续输入文字,请坛友待十五楼发完后再指教吧。

   扬声器技术跨越电、力、声三个学科,其失真约为功放的十倍,因而成为音响系统的瓶颈。为克服“声音短路”,低音扬声器还必须有合适的音箱配合,才能很好地工作。市售高档音箱中,扬声器和分频器的价格只占售价的十之一二,其价值主要体现在音箱的设计和调试中。因此为高品质的扬声器配套合适的音箱,使其淋漓尽致的发挥作用,成为音响发烧友施展拳脚的乐土。
   介绍音箱设计和调试的著作比比皆是,但往往众说纷纭,莫衷一是。此处不涉及复杂的理论,只介绍本人制作音箱的经过和心得,辅以必须的测量和简单的计算,仅供坛友参考。

一.        音箱设计
1.扬声器的选择
(1)扬声器口径的选择
扬声器口径决定了音箱的频率下限和功率,似乎越大越好。但越大口径的扬声器配套的音箱容积越大,需要的听音室也越大,因而受到限制。听音室面积在十二平方以下,扬声器口径不宜超过8寸;三十平方以上可用12寸扬声器;一般家庭以10寸扬声器为宜。
(2)扬声器振膜和音箱形式的选择
扬声器振膜材质对重放音乐的品质有一定影响,应该根据喜好音乐的类型选取。喜欢劲歌劲舞大动态交响乐的,选材质比较硬的金属盆或PP盆,做封闭箱比较合适;喜欢声音松软、低沉、富有弹性的,选材质比较软的涂覆纸盆或羊毛纸盆,做倒相箱比较合适。
(3)扬声器灵敏度的选择
低音扬声器的灵敏度越低需要功放的功率越大,所以不宜过低。但也不宜高于中、高音扬声器,否则如低音过强,使用功率分频器时难以衰减。以90Db左右为宜。
(4)扬声器品质的选择
音响是用来听音乐的,音乐是从扬声器放送出来的,扬声器的重要性不言而喻。市场规律一分钱一分货,在预算允许的情况下,尽量买品质高一些的扬声器。
本例选用丹麦原装Wifa(威发)10英寸涂覆纸盆扬声器,型号为M25WP-09,外型见图一中照片(1-4)。销售商没有资料提供,网上找到图一(5),外观相似,经测量发现有些参数相去甚远,还得自己测量,才能据以设计音箱。
 

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【参赛】倒相式音箱的设计与调试
 

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2.扬声器的老化
   新扬声器的振动部分需要经过充分使用,性能才能趋于稳定,这个老化过程可称为“煲”。在自测扬声器参数前,或按给定参数制作好音箱开始调试前,扬声器都要经过充分的“煲”。在普通使用情况下约需六个月,如需快速“强煲”,可将扬声器采取隔音措施(如用棉被包起来,装进大纸箱),加上额定功率10%左右的市电,连续煲半个月后测谐振频率,以后每隔一个星期测一次,相邻两次没有变化才算完成。
   经过“透煲”, 扬声器的谐振频率可下降一成多。
3.扬声器参数的测量及有关计算
  在没有扬声器参数时,必须通过测量取得。即使有厂家给定的参数和曲线,扬声器配对也需要测量有关参数。
(1)谐振频率Fo。
  Fo是扬声器最常用也是最重要的参数。测试电路及设备连接如图二(1-3)。测量时扬声器前面0.3米内应无反射物。
先将信号发生器频率调到×1档的最高频率处(100Hz),然后增大输出,至电压表(10V档)指示1V,如图二(4)。
不改变信号发生器输出强度,只调整频率高低,使电压表指示最高(约可达4V),信号发生器指示的频率就是扬声器的谐振频率Fo。如图二(5)。
  本例扬声器实测Fo=32Hz.
 

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(2)等效质量Mo
   视扬声器振动部分质量不同,称出一块几十克重的橡皮泥,搓成圆环状,沿喇叭防尘帽一圈放置,并使其紧贴在纸盆上,见图三。按图二方法测量扬声器此时的谐振频率Fmo。
  本例选Mf=25克,实测Fmo=25Hz.
   Mo值用下式求出。
  Mo=Fmo平方×Mf/(Fo平方-Fmo平方) 
   本例Mo=25×25×25/32×32-25×25=39克
 

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(3)等效半径a
扬声器纸盆有效直径的1/2,即纸盆中心到折环内边沿的距离。
  本例实测扬声器等效半径a=0.095m。见图四。
 

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(4)等效容积Vep
扬声器的等效容积,是指在这个容积中,空气的声顺和扬声器的声顺相等。
Vep=34909×a的4次方/Fo的平方×Mo
本例Vep=34909×0.095×0.095×0.095×0.095/32××32×0.039=71L.
  (5)总品质因数Qts 
Qts是表征扬声器振动系统和阻尼成反比情况的一个重要参数。测试电路仍如图二,在测得Fo的电压时,计算V1=V2=√Vmin×Vmax。调整信号发生器的输出频率,使用数字表测出对应频率点的准确电压值,绘成图五。从中找到对应V1、V2的频率F1、F2。
Qts=√(Vmin/Vmax)×【F0/(F2-F1)】
本例V1=V2=√1×4.16=2.04,对应F2=47,F1=16.
Qls=√(1.0/4.16)×【32/47-16】=0.50。
Qts是扬声器的重要参数。它标志着一个扬声器在低频段声压特性的平直程度和瞬态特性的好坏。Qts大于0.7的扬声器适合做号筒式音箱;Qts小于0.3的扬声器适合做封闭箱,Qts在0.3-0.6范围之内的扬声器才适合做倒相箱。
 

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4.音箱容积Vb的计算
Vbj(音箱净容积)=Vep/α
从图六查得,当Qts=0.5时,α=1,
因此,本例Vbj=Vep=71L。
还要加上扬声器、倒相管、隔板加强筋所占用的容积,才是音箱容积。按4%计算
Vb=71L×1.04=73.8L
 

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  (责任编辑:admin)

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