音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案及設(shè)想

音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案及設(shè)想設(shè)計(jì)人：王冰音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想二分頻倒相書(shū)架音箱設(shè)計(jì)??????3全頻曲徑式音箱設(shè)計(jì)????????9帶通式超低頻音箱設(shè)計(jì)???????11超寬頻帶開(kāi)口式音箱與揚(yáng)聲器單元低頻曲線(xiàn)補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想????13平衡氣壓式密封音箱的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想??????18電磁助推式揚(yáng)聲器單元的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想??????212音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想二分頻倒相式書(shū)架音箱設(shè)計(jì)：一、揚(yáng)聲器選擇中低音揚(yáng)聲器：西雅士SEASH1216-08CA15RLY涂層紙盆中低音單元諧振頻率：45HzQts：0.34推舉頻率：50--4000Hz靈敏：87.5DB有效半徑：5.0CM外觀(guān)半徑7.3CM振動(dòng)質(zhì)量：7.7gPl：60WPm：250W振膜最大位移：20mmSd：78.54cm^2音圈電感量：0.82mH高音揚(yáng)聲器：G2鋁帶高音單元有效頻率范圍：1700--40000Hz 音箱外觀(guān)效果圖靈敏：96DB 尺寸：74W120H90D西雅士SEASH1216-08CA15RLY承受涂層紙盆紙盆在用勁的聽(tīng)感上對(duì)起到了防潮和延長(zhǎng)使用壽命的效果，7.7g的振動(dòng)質(zhì)量和較強(qiáng)的電磁動(dòng)力也使得揚(yáng)聲SEASH1216-08CA15RLY揚(yáng)聲器的品質(zhì)因0.340.38時(shí)可得到0.30.4之間只要設(shè)計(jì)合理45Hz，在四階50Hz5利于選擇最正確的分頻點(diǎn)。金瑯G2鋁帶高音的振膜尺寸是：寬度8.5mm(7.5mm),長(zhǎng)度70mm,較大的振膜尺寸使得G2,G2的六角蜂巢或波浪形兩種振膜,其厚度僅為延長(zhǎng)至40kHz(±3dB)因而也獲得很高靈敏度：96dB/W/m。3音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想二、分頻器設(shè)計(jì) ：分頻點(diǎn)選擇：30°處頻響曲線(xiàn)重合性好，分頻點(diǎn)四周沒(méi)有明顯的波峰波谷。SEASH1216-08CA15RLY頻響與阻抗曲線(xiàn)在西雅士SEASH1216-08CA15RLY的頻響曲線(xiàn)中可以看出頻率上限在g21700Hz上對(duì)此揚(yáng)聲器的描述與同類(lèi)產(chǎn)品的曲線(xiàn)來(lái)看，可以大致猜測(cè)該揚(yáng)聲器的頻響狀有交匯點(diǎn)。由于g2鋁帶高音的特性和優(yōu)秀的品質(zhì)打算將其倍頻下限下移。最終3000Hz處。濾波器設(shè)計(jì)：24db衰減斜率的巴特沃斯四階分頻器設(shè)計(jì)。具體計(jì)算數(shù)據(jù)為：L1：0.8mHC1：10.5UL2：0.4mHC2：2.3uL3：0.27mHC3：3.7UL4：1.2mHC4：7u阻抗補(bǔ)償設(shè)計(jì)：計(jì)中低音揚(yáng)聲器的高頻阻抗補(bǔ)償和諧振處阻抗補(bǔ)償電路。(1)諧振處阻抗補(bǔ)償：可對(duì)諧振區(qū)域的高阻抗進(jìn)展校正。4音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想CfZ/(2f^2Z^2)LZ^2/(2fZ)RZ^2/ZZC=762.5〔uf〕L=16.41〔mH〕R=10.8ohm〔2〕高頻阻抗補(bǔ)償設(shè)計(jì)：取到阻抗上升到額定阻抗的1.4倍時(shí)的頻率，但此時(shí)頻率約為3200Hz，大于分頻點(diǎn)頻率，所以不需要對(duì)其設(shè)計(jì)高頻阻抗補(bǔ)償?！?〕衰減器設(shè)計(jì)：不同揚(yáng)聲器同時(shí)工作時(shí)，由于自身的靈敏度不同輸出的聲壓級(jí)也要有所不同，為了保證更佳的聽(tīng)感，分頻器中對(duì)高音揚(yáng)聲器進(jìn)展了8.5db的衰減設(shè)計(jì)。電路分別用兩個(gè)電阻并聯(lián)與串聯(lián)在揚(yáng)聲器的兩極。經(jīng)計(jì)算兩電阻阻值為：R1：5歐 R2：4.8歐具體原理圖：高頻分頻器電路圖低頻分頻器電路圖高頻分頻器電路圖5音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想之中，可有效的削減揚(yáng)聲器之間的信號(hào)干擾，使分頻更為干凈。三、箱體設(shè)計(jì)：afbQb。經(jīng)查表得出a=2 fb=1.122f0=50.4Hz Qb= a1Q=0.78計(jì)算出箱體的內(nèi)容積：經(jīng)公式計(jì)算得出箱體的內(nèi)容積V=7.11L在實(shí)際制作時(shí)揚(yáng)聲器以及分頻1.1倍進(jìn)展參考設(shè)計(jì)。確定倒相管參數(shù)：倒相管截取面面積一般要大于S=0.8fbvd=6.31cm^2依據(jù)閱歷我們可將倒相管的面積選定在揚(yáng)聲器錐盆有效面積的10%--40%之間〔至31.416cm^2，從提高倒相管聲輻射效率的角度來(lái)考慮需要將倒相管面積取的大一些，但是面積增大倒相管的長(zhǎng)度也會(huì)增加。但是倒相管的長(zhǎng)度也不能過(guò)長(zhǎng)，通常不宜超過(guò)揚(yáng)聲器諧振頻率波長(zhǎng)的1/12〔63.7c綜合考慮后打算將面積取為25cm^2 倒相管長(zhǎng)度經(jīng)計(jì)算L=30000S/Fb^2V-0.825sqrt(S)=33.6倒相管口距離箱體壁不小于8.5cm〔倒相管口徑的1.5倍〕確定箱體內(nèi)部尺寸：寸比例可對(duì)箱體內(nèi)部的駐波狀況有利，協(xié)作箱體容積與外觀(guān)1.0：1.5具體尺寸為：D：13.6cm W：20.3cm H：28.4cm四 、 具 體 設(shè) 計(jì) 與 CAD 圖 紙 ：形式，與兩邊的弧邊協(xié)作箱體的比例給箱體一種敦實(shí)的感覺(jué)。的帶狀振膜可使音箱聽(tīng)音的“霸王位置”區(qū)域有所擴(kuò)大。目的在于消退大動(dòng)態(tài)時(shí)的風(fēng)噪問(wèn)題。并在開(kāi)口處設(shè)計(jì)邊框與低音揚(yáng)聲器同寬。6音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想音箱的面板一樣設(shè)計(jì)了沉口目的在于加固揚(yáng)聲器削減揚(yáng)聲器的無(wú)謂振動(dòng)。厚的板材在肯定程度上也很好的抑制了揚(yáng)聲器的自振。協(xié)作根本杜絕了駐波的形成。了吸聲材料，可有效的杜絕高頻聲波在共振腔內(nèi)以及對(duì)低頻揚(yáng)聲器的不良影響，真正做到揚(yáng)聲器的獨(dú)立工作，聲音更加純潔。L行，不僅解決了長(zhǎng)度問(wèn)題也管進(jìn)展固定阻值了倒相管自身的振動(dòng)現(xiàn)象。四、音箱的調(diào)試 ：箱體容積的調(diào)整：箱體在設(shè)計(jì)中和實(shí)際制作中的誤差會(huì)使實(shí)際的箱體容積產(chǎn)生變化，箱體過(guò)果。理論上吸音棉可將箱體的容積擴(kuò)大40%上。倒相管的調(diào)整：7音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想一般來(lái)說(shuō)只要設(shè)計(jì)合理，制作工藝有所保證的條件下，音箱的阻抗曲線(xiàn)就下可實(shí)行對(duì)倒相管增加阻尼塞的方式嘗試調(diào)整。8音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想全頻曲徑式音箱設(shè)計(jì)：FostexFE126En5寸全頻單元其主要參數(shù)如下：有效振動(dòng)面積：65CM^2 有效振動(dòng)半徑a：4.6cm Qts：0.25振動(dòng)質(zhì)量：2.9g諧振頻率：70HZ 諧振頻率波長(zhǎng)：4.914M 徑117mm曲徑式音箱的根本原理是利用彎折的導(dǎo)管將揚(yáng)聲器反面的聲輻射傳導(dǎo)至揚(yáng)聲器輻射的正方向進(jìn)展有利的聲波干預(yù)。當(dāng)輻射出的聲波與喇叭單元前面的聲波相位全都時(shí)，迷宮式音箱的放音管道要起提升的作用，這是迷宮式音箱的主要?jiǎng)由睃c(diǎn)，假設(shè)設(shè)1/2波長(zhǎng)，則相位便會(huì)移180度，這時(shí)，迷宮式音箱放聲管道的末端開(kāi)口處所釋放出的聲波，就會(huì)與喇叭單元前面的發(fā)聲處在同一相位，同樣道理，假設(shè)設(shè)聲管的長(zhǎng)度為fo3/4倍頻的3/4波長(zhǎng)時(shí)，輸出的輻射就會(huì)降低，這是由于聲管出口處的輻射波與喇叭f(wàn)o用。奇數(shù)1、3、5值的結(jié)果。假設(shè)設(shè)計(jì)的迷宮式音箱的喇叭單元根本諧振峰與聲1.33倍。迷宮式音箱的設(shè)計(jì)，一聲管長(zhǎng)度=n3344/43fo??1n1357344是聲波的nnf=23fo/n??將揚(yáng)聲器參數(shù)代入式中計(jì)算結(jié)果：聲管長(zhǎng)度=n3344/〔43fo〕 放=23fo/nnn=1L=13344/〔4370〕=1.22857mFb=2370/1=140HZn=3L=33344/〔4370〕=3.6857mFb=2370/3=46.67HZn=5L=53344/〔4370〕=6.143mFb=2370/5=28Hz9音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想n=3的時(shí)候比較合理n=3的時(shí)候比較合理必需比揚(yáng)聲器的面積大25%，而且必需正對(duì)揚(yáng)聲器單元前方。傳輸線(xiàn)的面積隨距離單體的長(zhǎng)度增加而漸漸減小緊接單元體的面積介于單元振動(dòng)面積的1.4到1.5倍之間時(shí)，可獲得較佳的中低頻音質(zhì)。綜合考慮后將傳輸線(xiàn)的面積定為：起始面積6521.45=94.25cm^2末面積=6521.25=81.25cm^2并在其中隨長(zhǎng)度的增加漸漸減小。CAD曲徑式音箱的側(cè)視刨面圖及前視圖610mm60cm左右的長(zhǎng)度進(jìn)展調(diào)整，便利了箱體的設(shè)計(jì)調(diào)試。10音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想帶通式超低頻音箱設(shè)計(jì)：四階帶通式音箱音箱本身就相當(dāng)于自然分頻器。使用較小口徑、短沖程的單元。本次設(shè)計(jì)揚(yáng)聲器選用惠威D6G6寸低音揚(yáng)聲器，其參數(shù)如下：一、確定帶通范圍首先求出揚(yáng)聲器諧振頻率與其品質(zhì)因數(shù)的比值f0/Q0=44/0.38=115.79，以箱體自由-3db處的頻fl=40Hzfl系數(shù)=0.34540.6時(shí)〔0.35db的起伏〕查表得到fh系數(shù)=1.2945從而計(jì)算出下計(jì)算。二、計(jì)算帶通品質(zhì)因數(shù)z h l z h l 帶通品質(zhì)因數(shù)Qf/(fff為帶通f^2f*f得出f=77HzQz h l z h l 三，右系統(tǒng)增益求出相關(guān)系數(shù)a1與b1從而計(jì)算箱體的前后腔容積在帶通音箱的設(shè)計(jì)圖表中看，當(dāng)S=0.6時(shí)上述參數(shù)所對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)增益G為-4db則在公式b1*

Q^2 10^0.1*G)從而計(jì)算出b

=1，再依據(jù)b1

與a1

之間的關(guān)1系式(b1)^2a^22求出a1

1 1 111音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想F as 1 1 B 1 式V V /[(bQ/aQ)^2F as 1 1 B 1

a^2Q^2V

/b17.286L與密as 3.49Las 四、確定倒相管參數(shù)40%到50%4cm。0 F倒相管的長(zhǎng)度由公式LR^2C^2/4f ^2V 1.7R計(jì)算得到0 F以下是具體設(shè)計(jì)與CAD工程圖：箱的刨面圖與前視時(shí)具體制作時(shí)可以將密封箱的容積減小，板材選用高密度纖維板，板厚到達(dá)20mm可有效的削減箱體的共振。在開(kāi)口腔的設(shè)計(jì)上，是排解了倒相管占用容積后的凈容積計(jì)算的箱體比例。單元內(nèi)置雙腔體帶通低頻音箱的揚(yáng)聲器安裝在箱體內(nèi)部揚(yáng)聲器錐盆不直接200Hz以下信號(hào)的低頻箱體。12音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想型超寬頻帶音箱設(shè)計(jì)思路：如今的音箱設(shè)計(jì)中，大都承受密封式、倒相式和曲徑式音箱。最原始的音〔放開(kāi)式音箱1/4時(shí)又會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象影響音質(zhì)。所以在現(xiàn)今的HIFI中幾乎不能使用。為了解決這個(gè)問(wèn)題，人們又將箱體的。假設(shè)做一個(gè)假設(shè)可將這些問(wèn)題一一解決將會(huì)得到更為平坦的音頻曲線(xiàn)。缺乏。盡量使得揚(yáng)聲器的工作不受箱體的影響。倒相式與迷宮式音箱都使用諧振頻率四周的聲波干預(yù)來(lái)加強(qiáng)低頻，假設(shè)承受如何盡量將那條漸漸上升的曲線(xiàn)變得平滑成為了一個(gè)難題。對(duì)于低頻曲線(xiàn)補(bǔ)償?shù)膸讉€(gè)設(shè)想：衰減衰減到我們所要提升的最低頻率處的聲壓級(jí)再在電阻衰減器中與揚(yáng)聲器單元串聯(lián)的電阻上并聯(lián)一個(gè)分頻器將曲線(xiàn)按肯定的斜率提升電感的信號(hào)完全釋 放頻率為所要提升的最低頻率，信號(hào)完全阻礙頻率為曲線(xiàn) 彎折至平滑處所對(duì)應(yīng)的頻器的靈敏度。也可以說(shuō)得不償失。降低揚(yáng)聲器原有的升壓在將頻率范圍內(nèi)的升壓復(fù)原，不如直接對(duì)其進(jìn)展提下：13音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想首從前級(jí)信號(hào)在 輸入二級(jí)前級(jí)放大之 前設(shè)置一個(gè)分頻器，前 級(jí)ic2的分頻點(diǎn)定在所 需提升頻率范圍的上 限，ic1的分頻器分頻 點(diǎn)定在所需提升范圍 的下限。Ic1的放大倍 數(shù)取在所需提升頻6db/oct，可將ic1放大倍數(shù)選為提升頻率上下限聲壓級(jí)之差。由于衰減器的衰減斜率最低單位為6121824db/oc時(shí)刻發(fā)揮最好的作用。往往揚(yáng)聲器單元的衰減斜率都低于6db/oct。提升斜率的掌握還是一個(gè)很大的問(wèn)題。低頻曲線(xiàn)提升斜率的掌握，在以上的兩種電路中，由于各個(gè)揚(yáng)聲器的低頻范圍提升到近似一條直線(xiàn)。選擇所需提升的頻率范圍；用高衰減斜率的分頻器在ic1前級(jí)放大電路前固定其頻率范圍；使用高衰減斜率的分頻器在ic2前級(jí)放大電路前將所需提升頻率的上限以下頻率截止；調(diào)整ic1放大倍數(shù)，使其高于ic2聲壓為所需提升頻率范圍的最高與最低聲壓之差；ic1〔揚(yáng)聲器低頻衰減斜率大于6db/oct的吧電感或電容變?yōu)殡A數(shù)更高的低通分頻器；調(diào)整電感或電容的電感量或電容量〔高階分頻器調(diào)整器提升其低通分頻點(diǎn)〕從而轉(zhuǎn)變其感抗或容抗，使其衰減斜率與揚(yáng)聲器單元低頻衰減斜率相等。其電路原理圖如下：低頻曲線(xiàn)補(bǔ)償電路14音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想多的音箱了。不過(guò)個(gè)人認(rèn)為，為了到達(dá)更好的聲音這樣更好。(也可生產(chǎn)成品與音箱配套使用)綜上所述，我設(shè)計(jì)了這樣的一款音箱：左圖為型開(kāi)口式音箱的側(cè)視刨面圖低頻局部設(shè)計(jì)了雙揚(yáng)聲器，是為了使用上述的低頻曲線(xiàn)的補(bǔ)償電路。由于本設(shè)計(jì)的初衷是得到最純潔的揚(yáng)聲器正面所以進(jìn)展電路的補(bǔ)償可以有效削減箱體設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單性和客觀(guān)因素的影響。本設(shè)計(jì)承受了上端開(kāi)口的箱體設(shè)計(jì)保證箱體內(nèi)外的氣壓差距。的作用從而使低頻波長(zhǎng)變短。響。低頻在180Hz時(shí)就幾乎失去了方向，但本設(shè)計(jì)的低頻分頻點(diǎn)設(shè)在約400Hz1.53M時(shí)，可在高，得到了較佳的指向性。封閉，更進(jìn)一步的吸取了剩余的聲部和阻滯聲波直接繞至前方。頻率都大大小于揚(yáng)聲器分頻下限頻率。所以可良好的表現(xiàn)整個(gè)頻率范圍。到一層網(wǎng)狀構(gòu)造，其目的是封蓋吸音材有了良好的指向性。15音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想分頻器的設(shè)計(jì)：首先在揚(yáng)聲器的選擇上，選擇了惠威f12的12寸低音，F(xiàn)ountekfw168全頻單[Fountek]NeoPro5i〔7ohm。它們的頻響曲線(xiàn)分別如下：經(jīng)過(guò)曲線(xiàn)平坦性與相位的重合性等考慮打算將分頻點(diǎn)定為300Hz和1300Hz。計(jì)中并考慮-3db降落點(diǎn)的隆起后進(jìn)展計(jì)算結(jié)果為：L1=L2=7.9mH C1=C2=61.7uf L3=1.1mH L4=0.96mH C3=26u C4=29.7u87.3db，其中低16音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想音使用了雙揚(yáng)聲器將會(huì)比原本聲壓高出3db所以對(duì)其要多衰減3db近的揚(yáng)聲器單元是個(gè)不錯(cuò)的選擇。具體衰減電阻阻值：高音：R1=5.4ohm R2=2.2ohm低音：R3=2.7ohm R4=16ohm分頻器具體原理電路圖如下：20Hz40000Hz的超寬頻帶音箱。本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于揚(yáng)聲器反面低頻輻射聲波的無(wú)法證明低頻聲波是否可以得到有效地衰減和是否可以到達(dá)良失敗。17音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想〔彈簧式氣壓補(bǔ)償音箱〕降低，從而使系統(tǒng)的寫(xiě)真頻率上升。以得到一個(gè)比較抱負(fù)的揚(yáng)聲器系統(tǒng)。于是我嘗試依據(jù)物理學(xué)的熱力學(xué)和力學(xué) 原理設(shè)計(jì)了一個(gè)具有平衡箱體內(nèi)外氣壓的氣 壓補(bǔ)償式音箱，具體設(shè)計(jì)原理如下：左圖為箱體設(shè)計(jì)的原理圖。間 局部的空氣抽出形成真空，并在雙層玻璃之 間適當(dāng)參加幾個(gè)彈性材料，雙層玻璃的結(jié)合 處可承受橡膠，這樣做的目的是使箱體成為 一個(gè)減震緩沖器，內(nèi)層箱體的振動(dòng)不不會(huì)對(duì) 外層產(chǎn)生音箱。內(nèi)層箱體設(shè)計(jì)為上下兩個(gè)密封的獨(dú)立 空間，上端空間的容積肯定要比揚(yáng)聲器振動(dòng) 產(chǎn)生的容積差，用揚(yáng)聲器的最大線(xiàn)性位移乘 以揚(yáng)聲器的振動(dòng)面積。強(qiáng)，上端的空間內(nèi)的壓強(qiáng)至少比標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)低有揚(yáng)聲器振動(dòng)產(chǎn)生的最大壓強(qiáng)差。保證隔板可以自由活動(dòng)。氣壓時(shí)，大氣壓力、彈力和重力在豎直方向上形成一個(gè)力的平衡。補(bǔ)箱體內(nèi)外的氣壓差，起到削減氣壓阻力的效果。變化有關(guān)。1V/V下V*P而P2V/(VV下)*P其中V上或下腔體的體積變化量，P為上方空腔的靜態(tài)氣壓，V為上方腔體的靜態(tài)容積，抱負(fù)狀態(tài)下期望與揚(yáng)18音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想〔力〕FΔpFp下Fp上Fp1KXKX)FΔp下腔體Fp1上腔體

Δp下腔體 p p p2上腔體 2F [F下(F上F KXΔp下腔體 p p p2上腔體 2FΔpFp2KX20態(tài)又要求在隔板上下振動(dòng)時(shí)保證與X相等，那就要求Fp的數(shù)值在上下振抱負(fù)的效果。斜率變化較大可以承受彈簧組分段的進(jìn)展受力補(bǔ)償。CAD原理圖如下：左圖為彈簧組受力補(bǔ)償原理圖：在振動(dòng)隔膜的下方適當(dāng)?shù)奈恢醚b一塊彈簧的位置。短距離可使彈簧體保持更好的性能。勁度系數(shù)累加的方式進(jìn)展補(bǔ)償。彈簧的勁度系數(shù)由振動(dòng)隔板上下受力差與位移差的比值計(jì)算得來(lái)。此設(shè)計(jì)可以有效的起到平衡揚(yáng)聲器內(nèi)外振面積來(lái)降低，使其氣壓差力差減小。分別位于箱體的上下兩方。19音箱與揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)方案與設(shè)想揚(yáng)聲器獲得更小的振動(dòng)阻力。承受雙向的兩個(gè)受力差補(bǔ)償彈簧組進(jìn)展隔板上下的受力補(bǔ)償。幅一樣，這樣就使內(nèi)部箱體上下振動(dòng)的受力平衡，阻擋振動(dòng)。設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)音箱性能的影響：低壓區(qū)