




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、音箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)書作者廣州白云技師學(xué)院李柏雄其實(shí)音箱的設(shè)計(jì)并不難,難的是如何才能具有這方面的知識(shí)。這本設(shè)計(jì)指導(dǎo)書希望能給各位玩家一個(gè)交代,當(dāng)然并不是說任何人都可成為內(nèi)中高手。請(qǐng)相信,一般來說你的第三對(duì)自制音箱才能稱得上是你的成功作。1. 基本設(shè)計(jì)這里要談的主要是箱體的設(shè)計(jì)。箱體及倒相管的最佳值可根據(jù)下述TS參數(shù)來計(jì)算。Fs:單元的諧振頻率 Qts:單元諧振頻率下的Q值 Vas:單元的等價(jià)換算容積 關(guān)于Q值Q值的含義如下: Qms機(jī)械系的順性= wM/RmsQes電氣系的順性= wM/real(A2 / Zes) = wM/(A2 * Res / |Zes|2) - wM/(A2 / Res) Qt
2、s( Qms+ Qes)= 1/(1/Qms + 1/Qes) = wM/(Rms + A2 / Res) M: 振動(dòng)系質(zhì)量w: 諧振角頻率Res: 音圈的直流阻抗。從單元側(cè)來看的放大器與分頻器的阻抗也加算在內(nèi)Rms: 振動(dòng)系的機(jī)械阻抗A: 阻尼系數(shù)。以1安培電流流過音圈時(shí),振動(dòng)系上被施加有多少牛頓的力來表示 從上述來看,Q值似乎可以被看成為諧振系的實(shí)成分(R)與虛成分(wM或1/wC)的比。虛成分越大,則諧振系所保持的動(dòng)能就越大;實(shí)成分越大,則消耗的動(dòng)能就越大,故Qts越低,諧振就越早被衰減。因此,所謂易于驅(qū)動(dòng)的喇叭指的就是Qts低的喇叭。 關(guān)于Qts的特征:Qts將隨著Qms與Qes的任一
3、方變小而變小。就是說,只要電氣或機(jī)械的任一方的制動(dòng)性好即可。 關(guān)于Qms:Rms越大,即摩擦越大,Qms就越小,制動(dòng)性能越好。不過,Rms要是太大,諧振將被抑制,低音則出不來。因此,對(duì)于低音喇叭來說,為了有好的低頻重放能力,Rms都設(shè)計(jì)得很小。相反地,對(duì)于高音單元來說,制動(dòng)優(yōu)先,Rms都很大。高音單元封裝液磁為的就是這個(gè)。 關(guān)于Qes:Res變小或A變大,Qes即會(huì)變小。即)將A做大。為此可加強(qiáng)磁鋼磁性,增加音圈的匝數(shù)。)將Res做小。使用電傳導(dǎo)性能優(yōu)異的線材繞制音圈。使用輸出阻抗低的放大器。使用粗的連接線材。不使用分頻器?;蚴褂么酉莶V波器??偨Y(jié)從Q值來看一個(gè)好的喇叭單元應(yīng)該是:磁鋼強(qiáng)大。
4、直流阻抗相對(duì)的低。有適當(dāng)?shù)腞ms。振動(dòng)膜輕。諧振頻率低。然而,全部滿足上述要求是不可能的,若全部滿足了的話,將變成一個(gè)具有高頻段被極端加強(qiáng)了的f特的喇叭。我們只能要求一個(gè)兼顧平衡的最佳值。將來,可用數(shù)碼濾波器對(duì)f特與相位進(jìn)行補(bǔ)償,那是另一回事了。設(shè)計(jì)中要注意的是Qts值,此數(shù)值因阻尼系數(shù)而變化。阻尼系數(shù)低,則Qts升高,低域的諧振頻率附近將呈上升的F特(頻率特性)。阻尼系數(shù)亦會(huì)因分頻器(若是低音喇叭,則起因于電感的內(nèi)阻及串接電阻Rs)而下降,因此設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到這些。換句話說,即先決定分頻器和喇叭單元后再進(jìn)行箱體的設(shè)計(jì)。在分頻點(diǎn)以2000Hz以上居多的2waysystem中,Qts的上升不過為1
5、0,500Hz以下的3way系統(tǒng)中箱體的設(shè)計(jì)將大為不同。至于箱體的尺寸,取不易產(chǎn)生駐波的比率即可。邊長的比率以3:4:5最為著名。若內(nèi)尺寸為304050的話將可得到60升容積的箱體。152025的話將達(dá)到75升。當(dāng)然計(jì)算容積時(shí)要去除內(nèi)部加強(qiáng)筋和倒相管,以及喇叭單元所占據(jù)的體積。將障板(安裝喇叭單元的平面)進(jìn)行某種傾斜以減少障板中央面積的做法經(jīng)常被采用,但在定量上該如何做,還沒有一個(gè)固定的說法。我做過的箱體中傾斜的就較多。實(shí)際上四方體是會(huì)產(chǎn)生駐波的,為此要使用吸音材料。但可以不必在意工作在100Hz以下的低音單元所帶來的駐波影響。想想看為何?若聲波速度為340/s,那么100Hz的/2(1/2波
6、長)是多少?2. Closed Box:封閉箱推薦新手們先制作密封型的系統(tǒng)。因?yàn)槠渌愋偷南潴w制作起來相對(duì)困難,并且由于是自行設(shè)計(jì)制作,若沒有進(jìn)行阻抗測定的話使用起來心情肯定不怎么樣。后期調(diào)校是必要的。倒相箱如此,號(hào)筒箱更不用說了。優(yōu)點(diǎn):設(shè)計(jì)自由度廣,認(rèn)真制作的話一般都將OK。不用測定儀。 計(jì)算簡單。 制作容易。 相位特性優(yōu)秀。 箱體小。 缺點(diǎn):低音量感不如其它類型的音箱。在箱體設(shè)計(jì)上,將箱體容積視為參數(shù),系統(tǒng)的Q值將隨之而變化。當(dāng)達(dá)到1/2時(shí),F(xiàn)-3dB(頻率特性-3B時(shí)的頻率)最低。封閉箱的場合僅此而已。3. Ported Box:倒相箱倒相型的設(shè)計(jì)順序?yàn)椋?)挑選與放大器相匹配的喇叭單元
7、。2)設(shè)計(jì)分頻器。3)設(shè)計(jì)箱體。與放大器相匹配的這種說法,僅針對(duì)內(nèi)阻在10歐以下的膽機(jī)玩家。內(nèi)阻有100歐以上的晶體管放大器(FET,雙極型)的場合,分頻器的影響占支配地位,可以跳過1)來設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)上要注意的是,不要取比計(jì)算所求得的最佳容積大的箱體,因?yàn)橄辔惶匦詫?huì)劣化。 常見的倒相管雖然以圓管為多,但只要橫截面積相同,什么形狀都可。只是,過于扁平的截面形狀將使實(shí)效截面積減少??紤]到駐波問題,倒相管位置不要過于靠近箱體邊緣即可。由于低音沒有什么指向性可言,故有很多箱體將倒相管設(shè)在背面。 剛才提過,倒相箱的場合必須測定其阻抗特性以便對(duì)管長進(jìn)行微調(diào)整??纯词惺鄣囊粝浠旧隙际堑瓜嘈偷?,就可知道
8、倒相型的完成度還是相當(dāng)高的。在封閉箱上要實(shí)現(xiàn)32Hz的低音是難的一件事,這就是近來的單元幾乎都以倒相箱為前提設(shè)計(jì)的原因。關(guān)于喇叭單元的阻抗、機(jī)械系的阻抗Zms見下式 F = Zms * V (1)F:施加于振動(dòng)系的力V:振動(dòng)系的速度阻尼系數(shù)A以1安培電流流過音圈時(shí),振動(dòng)系上施加有多少牛頓的力來表示,如下式 F = A * I (2)F: 施加于振動(dòng)系的力、I:電流一般情況下,由于F = B * L * I B:磁束密度L:磁導(dǎo)體長度(音圈在其中運(yùn)動(dòng)的磁腔長度)故A = B * L另外,由于振動(dòng)系發(fā)振導(dǎo)致音圈產(chǎn)生的逆向電壓 = V * B * L = AV給喇叭施加電壓E時(shí),就有下式 E = Z
9、es * I + A * V (3) 將(1)(2)代入(3),則 E = (Zes + A2/Zms) * I ,故喇叭的阻抗Z為Z = Zes + A2 / Zms 即,Zms的值為Zms = Rms + j(wMms - 1/wCms)Zms:機(jī)械系阻抗Rms:等價(jià)機(jī)械阻抗(包括放射阻抗)Mms:振動(dòng)系質(zhì)量(包括附加質(zhì)量)Cms:等價(jià)順性Zes的值為Zes = Res + jwLesZes:電氣系的阻抗Res:音圈直流阻抗Les:音圈的感抗理解了上述內(nèi)容后再看看阻抗曲線,應(yīng)該會(huì)明白許多了吧。阻抗的最低值用Res來表示。 高頻段的阻抗上升是由Les引起。 諧振頻率點(diǎn)的波峰形狀表示的是機(jī)械阻
10、抗的波形。 諧振頻率點(diǎn)的波峰幅度大小與A2成比例。 基于上述,機(jī)械驅(qū)動(dòng)性好的單元,諧振頻率處的波峰流暢且寬闊。 電氣驅(qū)動(dòng)性好的單元的Qes小,故A2/Res大。即諧振頻率的波峰大,Res小。 讓我把話題回到倒相箱上。要制作倒相箱,在單元取向上當(dāng)然是挑選適合倒相箱的,但其Qts若大于1/3(約0.57)的話,F(xiàn)特就變得不平坦了。另外,Qts太大的話倒相管的諧振頻率與箱體的諧振頻率在頻帶上將離得很開,這對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來說不是一件好事。在計(jì)算上Qts大的話F-3dB將下降,有人喜歡那樣做,不過在定論之前有必要進(jìn)行不斷的重復(fù)試聽,對(duì)聽感上的特征的把握還是必需的。4分頻器下面列舉了6dB/oct或12dB/
11、oct的2Way系統(tǒng)設(shè)計(jì)上所必須要用到的公式。衰減器的衰減量n dB,講述出聲壓下降n Db的回路。+ -R1-+-+ | | R2 Speaker | |- -+-+R1 = Res * 1 - 10(-n/20)R2 = Res * 10(-n/20)/1-10(-n/20)Res : 喇叭的直流阻抗串接陷波濾波器從放大器側(cè)看去,對(duì)喇叭單元阻抗曲線中諧振頻率處的波峰進(jìn)行切除的回路。一般用于Qms大的高音喇叭的6dB/oct衰減的場合。+ -+-+ | | L | | | C Speaker | | R | | |- -+-+L = Qes * Res / w0C = 1 / (Qes *
12、Res * w0)R = Res + Qes * Res / QmsRes : 喇叭的直流阻抗Qes : 電氣系的QQms : 機(jī)械系的Qw0 = 2 * PI * fsfs : 諧振頻率PI : 3.141592一些廠家的高音單元參數(shù)中經(jīng)常沒有提供Q值,可通過以下來求得。L = Mms* Res2 / A2C = A2 / (w02 * Mms * Res2)R = Res + Res2 / (Z0 - Res)Z0 : 諧振頻率處的阻抗Mms : 振動(dòng)系質(zhì)量A : 阻尼系數(shù)低音喇叭的阻抗補(bǔ)償從放大器側(cè)來看,消除喇叭單元阻抗曲線中由Les導(dǎo)致的上升的回路。+ -+-+ | | C | | S
13、peaker R | | |- -+-+R = ResC = Les / Res2Res : 喇叭單元的直流阻抗Les : 喇叭單元的感抗6dB分頻線路+ -C1-+ | Tweeter |- -+ -L1-+ | Woofer |- -+Rt = 高音單元的直流阻抗Rw = 低音單元的直流阻抗f = 分頻點(diǎn)頻率w = 2 * PI * fButterworth方式C1 = 1/ (Rt * w)L1 = Rw / w12dB分頻線路+ -C1-+-+ | | L1 Tweeter | |- -+-+ -L2-+-+ | | C2 Woofer | |- -+-+Rt =高音單元的直流阻抗Rw
14、 =低音單元的直流阻抗f =分頻點(diǎn)頻率w = 2 * PI * fLinkwitz-Riley方式C1 = 1 / 2 * (Rt * w) L1 = 2 * Rt / wC2 = 1 / 2 * (Rw * w) L2 = 2 * Rw / wBessel方式C1 = 1 / root3 * (Rt * w) L1 = root3 * Rt / wC2 = 1 / root3 * (Rw * w) L2 = root3 * Rw / wButterworth方式C1 = 1 / root2 * (Rt * w) L1 = root2 * Rt / wC2 = 1 / root2 * (Rw * w) L2 = root2 * Rw / wChebychev方式C1 = 1 / (Rt * w)L1 = Rt / wC2 = 1/ (Rw * w)L2 = Rw / w 為何要使用吸音材?其一是吸收駐波,其二是衰減Q值。 若存在駐波的話,特定的頻率將會(huì)被強(qiáng)調(diào),這是很不希望出現(xiàn)的。應(yīng)該結(jié)合箱體的尺寸比例來進(jìn)行吸音處理。箱體的6個(gè)面中,相面對(duì)2個(gè)面中取其1面共計(jì)3個(gè)面的吸音,在箱體正當(dāng)中的吊裝吸音,或在單元后方的粘貼等等,有各種的吸音處理方法。 對(duì)Q值的衰減是在低域的頻響不平坦,諧振頻率附近有被強(qiáng)調(diào)的情況下才采用的。F特即使平坦了,也有的玩家會(huì)說這樣的聲音不一定好聽。在倒相箱上,由于
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 云南省麻栗坡縣一中2025年高二物理第二學(xué)期期末學(xué)業(yè)水平測試試題含解析
- 跗骨肥大的健康宣教
- 集中采購招標(biāo)策略與案例分析
- 初中歷史跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系研究
- 鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)境衛(wèi)生服務(wù)承包合同
- 古代數(shù)學(xué)的發(fā)展歷程及重要人物介紹
- 部門管理規(guī)則
- 智力低下的護(hù)理查房
- 細(xì)菌性疾病診治及護(hù)理
- 輸卵管壞死的護(hù)理課件
- 膀胱癌護(hù)理小講課比賽
- 福建廈門雙十中學(xué)2024~2025學(xué)年高一下冊(cè)第一次月考數(shù)學(xué)試題
- 2024年四川省甘孜縣林業(yè)局公開招聘試題帶答案詳解
- 中醫(yī)推拿知識(shí)培訓(xùn)課件
- 天津市和平區(qū)二十一中2025年英語七年級(jí)第二學(xué)期期末考試試題含答案
- 2025-2030中國轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)行業(yè)前景動(dòng)態(tài)及投資規(guī)劃分析報(bào)告
- 八年級(jí)上冊(cè)語文必背課文資料合集
- 針灸醫(yī)學(xué)的歷史回顧之古代名醫(yī)的針灸先例
- 【艾瑞咨詢】2024年中國健康管理行業(yè)研究報(bào)告494mb
- 年產(chǎn)xxx千件自行車配件項(xiàng)目可行性研究報(bào)告
- DZ/T 0261-2014滑坡崩塌泥石流災(zāi)害調(diào)查規(guī)范(1∶50 000)
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論