自制音箱入门

文章摘要：1. 基本设计这里要谈的主要是箱体的设计。箱体及倒相管的最佳值可根据下述TS参数来计算。· Fs：单元的谐振频率 · Qts：单元谐振频率下的Q值 · Vas：单元的等价换算容积 关于Q值Q值的含义如下： Qms = wM/RmsQes = wM/real(A^2 / Zes) = wM/(A^2 * Res / |Zes|^2) -> wM/(A^2 / Res) Qts = 1/(1/Qms + 1/Qes) = wM/(Rms + A^2 / Res) Qms: 机械系的顺性Qes: 电气系的顺性Qts: 上述２者的合计M: 振动系质量w:

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1. 基本设计
这里要谈的主要是箱体的设计。箱体及倒相管的最佳值可根据下述TS参数来计算。
·        Fs：单元的谐振频率
·        Qts：单元谐振频率下的Q值
·        Vas：单元的等价换算容积

关于Q值
Q值的含义如下：
Qms = wM/Rms
Qes = wM/real(A^2 / Zes) = wM/(A^2 * Res / |Zes|^2) -> wM/(A^2 / Res)
Qts = 1/(1/Qms + 1/Qes) = wM/(Rms + A^2 / Res)
Qms: 机械系的顺性
Qes: 电气系的顺性
Qts: 上述２者的合计
M: 振动系质量
w: 谐振角频率
Res: 音圈的直流阻抗。从单元侧来看的放大器与分频器的阻抗也加算在内
Rms: 振动系的机械阻抗
A: 阻尼系数。以1安培电流流过音圈时，振动系上被施加有多少牛顿的力来表示

从上述来看，Q值似乎可以被看成为谐振系的实成分(R)与虚成分(wM或1/wC)的比。
虚成分越大，则谐振系所保持的动能就越大；实成分越大，则消耗的动能就越大，故Qts越低，谐振就越早被衰减。因此，所谓易于驱动的喇叭指的就是Qts低的喇叭。

关于Qts的特征
Qts将随着Qms与Qes的任一方变小而变小。就是说，只要电气或机械的任一方的制动性好即可。

关于Qms
Rms越大，即摩擦越大，Qms就越小，制动性能越好。不过，Rms要是太大，谐振将被抑制，低音则出不来。因此，对于低音喇叭来说，为了有好的低频重放能力，Rms都设计得很小。相反地，对于高音单元来说，制动优先，Rms都很大。高音单元封装液磁为的就是这个。

关于Qes
Res变小或A变大，Qes即会变小。即
１．将A做大。为此可加强磁钢磁性，增加音圈的匝数。
２．将Res做小。使用电传导性能优异的线材绕制音圈。使用输出阻抗低的放大器。使用粗的连接线材。不使用分频器。或使用串接陷波滤波器。

总结

从Q值来看一个好的喇叭单元应该是：
磁钢强大。
直流阻抗相对的低。
有适当的Rms。
振动膜轻。
谐振频率低。
 
   然而，全部满足上述要求是不可能的，若全部满足了的话，将变成一个具有高频段被极端加强了的f特的喇叭。我们只能要求一个兼顾平衡的最佳值。

将来，可用数码滤波器对f特与相位进行补偿，那是另一回事了。

　设计中要注意的是Qts值，此数值因阻尼系数而变化。阻尼系数低，则Qts升高，低域的谐振频率附近将呈上升的F特（频率特性）。阻尼系数亦会因分频器（若是低音喇叭，则起因于电感的内阻及串接电阻Rs）而下降，因此设计时要考虑到这些。换句话说，即先决定分频器和喇叭单元后再进行箱体的设计。

　在分频点以2000Hz以上居多的2waysystem中，Qts的上升不过为10％，500Hz以下的3way系统中箱体的设计将大为不同。我最初对欧系单元的Qts值之低抱有疑问，但考虑上述因素设计倒相箱时，发现很多单元的设计相当恰当，我的怀疑是多余的。

　基于上述理由，有些发烧友将市售3way ported system的分频器卸下，代用多声道放大器驱动的玩法并没有必要，这样的话整个系统的相位特性将变得非常糟糕。将电子管时代的3～4waysystem的分频器卸下，代而换之Channel Divider + 最新的功率放大器来驱动的话，还说得过去。不过若存在有按这种搭配来宣传卖点的音响店，那肯定是那种想多多出手放大器的店铺，除此之外的原因只能说是个谜了。

　至于箱体的尺寸，取不易产生驻波的比率即可。正立方体箱肯定不行，虽然我没有做过。边长的比率以3：4：5最为著名。若内尺寸为30ｘ40ｘ50ｃｍ的话将可得到60升容积的箱体。15ｘ20ｘ25的话将达到7.5升。当然计算容积时要去除内部加强筋和倒相管，以及喇叭单元所占据的体积。

　将障板（安装喇叭单元的平面）进行某种倾斜以减少障板中央面积的做法经常被采用，但在定量上该如何做，还没有一个固定的说法。我做过的箱体中倾斜的就较多。实际上四方体是会产生驻波的，为此要使用吸音材。但可以不必在意工作在100Hz以下的低音单元所带来的驻波影响。想想看为何？若声波速度为340ｍ/s，那么100Hz的λ/2（1/2波長）是多少？

2. Closed Box：封闭箱

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