整理于《中国音响DIY论坛》:http://bbs.hifidiy.net/viewthread.php?tid=93941&extra=&highlight=+martin&page=1 原创人:martin 第一章 设计篇
一、设计目标
“发烧”是一项个性化很强的活动,但科学“发烧”和理性“发烧”应该是烧友们追求的境界。在开始DIY之前,设定合理的目标是有必要的,可以避免出现盲目的行为。
1、预算:2000-3000元
在DIY音箱的各个环节中,具有一定素质且符合设计要求的扬声器单元是其中的核心,投资应当占到预算的一半以上;箱体也不能马虎,声学效果和视觉效果都很重要;分频器的关键在于设计和调试;箱内连接线、接线柱等配件可以量力而行。
2、音质要求:真实、自然、耐听,适合重放人声和轻音乐
满足这些条件并不容易,需要音箱系统失真低,频率响应平坦、宽阔,单元之间有良好的衔接,各频段均衡连贯,不能有明显的音染。
3、适用环境:主要在家庭环境使用
这个条件在一定程度上降低了对系统的要求,也就是说,可以不用过多地关注功率承受能力、灵敏度、最高声压级等指标,对指向性的要求也有所放宽。当然,在家庭听音环境和中小音量下要做到各频段的平衡也是很有难度的。
二、结构设计 1、分体3路3单元
为了达到平衡的听感,充足而准确的低音是必须的,因此有必要使用10寸以上的低音单元。虽然设计良好的小型音箱系统也可以有丰富的低音感量,但是和大型系统相比,表达出来的信息会存在很大差别。
最终确定采用分体3路3单元结构。低音单元用12寸,独立制作成大箱体,专门重放超低频段(150Hz以下);中低音单元采用6.5寸锥盆,和1寸球顶高音制作成可以单独使用的小箱体。
2、箱体结构和分频点
密闭箱和倒相箱各有特色,但根据设计目标,密闭箱在本系统里更加适合一些。虽然在低音下潜、效率等指标上不如倒相箱,但密闭箱的瞬态响应好,声音清晰,质感真实,而且设计、调试都相对简单,在业余制作条件下容易取得成功。
中低音单元用了6.5寸,其高频段频响和指向性不如小一些的单元,因此分频点最好能取低一些。但这样也有很多问题,比如高音单元的失真会加大,功率承受能力的要求也要提高。综合考虑下来,分频点初步定在2k-2.5kHz。
低音箱的低通滤波分频点在150Hz左右。整个系统可以尝试2.5分频结构,也就是小箱在低频段不作衰减,直接和大箱衔接。如果试听结果有问题,则小箱在150Hz左右进行高通滤波。
三、单元选择:
密闭箱要求低音单元有很好的顺性和低的f0,Q值可以高一些。密闭箱内的空气相当于在单元上附加了一个弹簧,所以装箱后f0和Q值都会有所上升。 1、中低音
首先要确定的是音盆振膜材质,这基本上决定了整个系统的声音走向。
纸盆的自阻尼好,个性小,音色中性自然,中频段响应良好,善于表现人声以及弦乐。缺点是防潮性差,一致性不易保证,刚性不足。如果表面进行涂覆处理则性能会有显著改善。
聚丙烯盆的一致性好,响应平坦,失真低,是目前使用最广泛的振膜材质。缺点是材质较软,振膜面积大时声音会变模糊,不容易很好地反映音乐细节。在聚丙烯材料中加入二氧化硅、云母或金属粉末,可以提高刚度。
KEVLAR、碳纤维、金属等均属刚性材质,用这些材料制作的单元动态和顺态反应都比较好,有着理想的声音透明度和声场再现力。但普遍在工作频带的上端(3k-5kHz)会存在一个很明显的高Q值峰,除非用分频器仔细校正,否则会造成中频段的大量失真,业务条件下较难使用。
综合上述情况并考虑到密闭箱的要求,最终选定了Vifa的C17WG-69-08。这是一个古老的型号,采用涂塑纸盆,泡沫边,10年前的音响杂志上可以看见它的广告。按目前的标准这个单元是过时的,磁钢小,Q值高,等效容积大,基本只能用于制作密闭箱。但它的中频甜美,在中小音量下有比较好的表现,适合本系统使用。
C17的厂家标称指标是:阻抗8欧,f0 44Hz,Qts0.55,频率范围43-5000Hz,等效容积35.8l,灵敏度89db/1w1m,推荐用10-15l密闭箱。实测Q值要还高一些,其他指标接近。 2、高音
高音单元的素质非常重要,否则在分频点比较低的情况下,很容易产生互调失真,导致在中等以上音量下的声音劣化。在本系统中,高音的振膜首选丝膜,可以和纸盆中低音有比较好的音色衔接。其他的要求是必须要有较大的功率承受能力、较低的谐振频率和宽阔的频响。
选择的结果是Seas的 H881,即27TFFC。厂家标称指标是:阻抗6欧,f0 900Hz,频率范围2000-30000Hz,长期承受功率80W(3kHz 12db/oct高通滤波),灵敏度91db/1w1m。实际测试结果是f0更低,只有600Hz左右,这当然更加有利于分频器设计。