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怎樣自制音箱

作者: 時(shí)間:2011-09-30 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

怎樣

要想坐在家里欣賞優(yōu)美的音樂(lè),就要具備最基本的音響器材。例如有一臺(tái)卡式錄音座或是 CD 唱機(jī)作為信號(hào)源,有一臺(tái)音頻功率放大器和一對(duì)以及音頻信號(hào)線、線,就可以組成最基本的音響器材。在音響器材中,有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的 CD 機(jī)和功放,也有結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜的音箱。但在音響器材之中,最具有個(gè)性,對(duì)重播音樂(lè)影響最大的,恰恰就是看似簡(jiǎn)單的音箱。所以對(duì)音箱的重播音色而言,也就有了所謂的“英國(guó)聲”、“美國(guó)聲”、“德國(guó)聲”、“日本聲”之說(shuō),也就有了動(dòng)輒數(shù)千元、上萬(wàn)元,乃至百萬(wàn)元一對(duì)的音箱。

對(duì)于經(jīng)濟(jì)并不寬裕的音樂(lè)愛(ài)好者和想從自己動(dòng)手中獲得樂(lè)趣與真知的音響愛(ài)好者來(lái)說(shuō),最便于的音響器材莫過(guò)于音箱了。只要你知道一些音箱設(shè)計(jì)制作中的規(guī)律性的東西,親手制作出一對(duì)令自己滿意的音箱還是可以辦到的。在音箱制作與調(diào)試的過(guò)程中,有如下的問(wèn)題需要注意。

一、選好揚(yáng)聲器單元

揚(yáng)聲器單元,俗稱喇叭,是音箱能夠發(fā)出聲音的關(guān)鍵部分。人們只有借助于揚(yáng)聲器單元,才能將 C D 機(jī)、功放傳出的音頻電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聽(tīng)得見(jiàn)的聲音信號(hào)。

揚(yáng)聲器單元一般分為高音、中音、低音三大類?;旧蠈儆诟魉酒渎毜墓ぷ鞣秶?duì)于制作優(yōu)良的小口徑的低音單元來(lái)說(shuō)(一般泛指低音單元的揚(yáng)聲器口徑小于 6.5 英寸),它們一般可以兼顧中音揚(yáng)聲器的作用;而一只設(shè)計(jì)優(yōu)秀、具有足夠承受功率的高音單元來(lái)說(shuō),也可以兼顧一部分中音揚(yáng)聲器的作用。因此,在小型書(shū)架式或落地式音箱中,只采用一高二低兩只揚(yáng)聲器單元的實(shí)例是十分普遍的。下面就具體地談?wù)勥x擇揚(yáng)聲單元的問(wèn)題。

1 .怎樣選擇高音單元

高音單元顧名思義是為了重播高頻聲音的揚(yáng)聲器單元。高音單元的結(jié)構(gòu)形式主要有號(hào)角式、錐盆式、球頂式和鋁帶式幾大類。

號(hào)角式高音單元由于指向性強(qiáng),在號(hào)角正面能聽(tīng)到強(qiáng)大的高音,多用于大功率的擴(kuò)聲、會(huì)議音箱和一少部分的監(jiān)聽(tīng)音箱。

錐盆式高音單元由于振膜面積過(guò)大、過(guò)重,高頻特性不如其它類型的高音單元,故而多見(jiàn)于老式音箱之上而近年已逐步被淘汰。

球頂式高音單元是目前在家用音箱和小型監(jiān)聽(tīng)音箱中最常用的高音單元。

球頂式高音單元從球頂結(jié)構(gòu)上分,可分為正球頂單元和反球項(xiàng)單元。

球頂式高音單元從球頂材料上分,又分為硬球頂和軟球頂兩大類。

硬球頂高音的振膜材料有鋁合金、鈦合金、鈦合金復(fù)合膜、玻璃膜、鉆石膜等數(shù)種。硬球頂高音單元所重播的高音,音色明亮,具有金屬感。適合播放流行音樂(lè)、電影音樂(lè)及效果音樂(lè)。加工制作優(yōu)秀的鋁合金膜、鈦合金復(fù)合膜球頂高音,也能較好地表現(xiàn)古典音樂(lè)及人聲。

軟球頂高音的振膜材料有絹膜、蠶絲膜、橡膠膜和防彈布膜等數(shù)種。軟球頂高音單元重播音樂(lè)時(shí)的高音靈巧、松弛,具有很好的自然表現(xiàn)力。在表現(xiàn)古典音樂(lè)、人聲等具有標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)音概念的音樂(lè)時(shí),尤為得心應(yīng)手,是制造中、高檔的家用音箱及小型監(jiān)聽(tīng)音箱的理想選擇。尤其是近年來(lái)的絹膜、絲膜球頂高音其重播的上限頻率已可達(dá)到 40000Hz 。從理論上講,高音單元的上限頻率至少要達(dá)到 20000Hz ,越高越好。但高頻上限優(yōu)秀的單元,其價(jià)格也要貴一些。

正球頂高音單元在播放音樂(lè)時(shí)。其水平擴(kuò)散角度要大一些;反球頂高音單元在播放音樂(lè)時(shí),水平輻射角較小,但音色較純,承受功率也較大。鋁帶式高音單元是一種問(wèn)世很早、歷史悠久的高音單元。只是由于它的結(jié)構(gòu)因素,真正把它的高頻上限頻率做得足夠高、功率做得足夠大并不是一件容易的事,所以普及起來(lái)并不容易。

鋁帶式高音單元的上品,其上限頻率也有 30000Hz 以上的,承受功率目前也有超過(guò) 150W 的。如果你是一位古典音樂(lè)愛(ài)好者,又對(duì)重播時(shí)的音色要求很?chē)?yán)格,你不妨選擇絹膜等軟球頂高音單元。

如果你的音箱在使用中還要兼顧卡拉 OK 和播放電影,選擇硬球頂單元會(huì)好一些。當(dāng)然這并不是絕對(duì)的,因?yàn)橐粝涞闹夭ヒ羯c所選用的單元有關(guān)外,還與分頻器的設(shè)計(jì),箱體的制作等諸多因素有關(guān)。

2 .中音單元的結(jié)構(gòu)形式

中音單元一般只有錐盆和球頂兩種。只不過(guò)它的尺寸和承受功率都比高音單元大而更適合于播放中音頻而已。中音單元的振膜以紙盆和絹膜等軟性物質(zhì)為主,偶爾也有少量的合金球頂振膜。

3 .怎樣選擇低音單元

低音單元的結(jié)構(gòu)形式多為錐盆式,也有少量的為平板式。

低音單元的振膜種類繁多,有鋁合金振膜、鋁鎂合金振膜、陶瓷振膜、碳纖維振膜、防彈布振膜、玻璃纖維振膜、丙烯振膜、紙振膜等等。

紙振膜又被稱為揚(yáng)聲器紙盆。紙振膜又分為紙盆、緊壓紙盆、紙基羊毛盆、強(qiáng)化紙盆等很多種。采用鋁合金、鋁鎂合金振膜的低音單元一般口徑比較小,承受功率比較大,而采用強(qiáng)化紙盆、玻璃纖維振膜的低音單元重播音樂(lè)時(shí)的音色比較準(zhǔn)確,整體平密度不錯(cuò)。

在選擇揚(yáng)聲器單元時(shí),高音單元的承受功率一般不低于低音單元的十分之一;如果是采用二分頻、二單元制作的音箱,高音揚(yáng)聲器的承受功率還要再高一些。

在制作三分頻的音箱時(shí),中音單元的承受功率只要能達(dá)到低音揚(yáng)聲器的三分之一就足夠了。

在選擇揚(yáng)聲器單元時(shí),最好是選擇同一阻抗的。常見(jiàn)的低阻抗揚(yáng)聲器單元一般分為 4Ω 和 8Ω 兩種。在選擇揚(yáng)聲器單元時(shí),還要注意選擇同一靈敏度檔次的,一般以 86dBW·m 為中等靈敏度。低于 84d B 的叫低靈敏度揚(yáng)聲器,高于 90dB 的叫高靈敏度揚(yáng)聲器。

如果在選擇揚(yáng)聲器單元時(shí),阻抗和靈敏度相差太大,在制作音箱時(shí),就會(huì)遇到分頻器不好設(shè)計(jì)和各頻段聲壓不平衡的問(wèn)題。

當(dāng)然,在制作二分頻音箱時(shí),高音單元的下限頻率低于 2kHz 、低音單元的上限頻率高于 4kHz ,將為調(diào)整音箱時(shí)帶來(lái)不少的方便。

二、分頻器的選擇與制作

當(dāng)你選定了揚(yáng)聲器單元之后,隨之而來(lái)的就是要選擇和制作分頻器。分頻器分為普通式的分頻器和電子分頻器兩大類。

電子分頻器是將信號(hào)源傳送過(guò)來(lái)的微小音頻信號(hào)直接進(jìn)入電子分頻器。由電子分頻將全頻帶(從低音到高音)的信號(hào)分成為高音和低音信號(hào),分別傳送到相對(duì)應(yīng)的功放進(jìn)行放大,然后再推動(dòng)相對(duì)應(yīng)的揚(yáng)聲器單元發(fā)出聲音見(jiàn)圖 1 。電子分頻是一個(gè)相對(duì)比較復(fù)雜,但重播效果良好的音樂(lè)重播系統(tǒng)。電子二分頻系統(tǒng)除分頻器外,還需要 4 個(gè)聲道的音頻功率放大器。電子三分頻系統(tǒng),需要 6 聲道的功放,而電子四分頻則需要 8 個(gè)獨(dú)立聲道的功放。電子分頻的優(yōu)點(diǎn)是重播音色好,各頻帶間的平衡調(diào)整簡(jiǎn)便易行,但制作成本較高。

對(duì)于音箱來(lái)說(shuō),采用傳統(tǒng)的功率分頻器比較簡(jiǎn)單,見(jiàn)圖 2 。從圖中可以看出,傳統(tǒng)的功率分頻器只有 L1 、 C1 、 L2 、 C2 以及高音衰減電阻 R 等 5 個(gè)元器件就可以組成。 L1 、 C1 組成低通濾波器,通過(guò)它的作用,只保留音頻信號(hào)中的低頻部分去驅(qū)動(dòng)低音揚(yáng)聲器單元。 L2 、 C2 組成高通濾波器,只保留音頻信號(hào)中的高頻部分去驅(qū)動(dòng)高音單元。普通的二分頻器還可以采用一只電感、一只電容的分頻方式和比圖 2 復(fù)雜的分頻方式。這些不同的分頻方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。但本文的出發(fā)點(diǎn)還是以最常見(jiàn)的圖 2 為基礎(chǔ)。

我們?cè)诟奖碇辛谐隽嗽诓煌瑩P(yáng)聲器阻抗、不同的分頻頻率下的電感與電容的數(shù)值。

為什么要列出這么大的一堆數(shù)值?這自有它的道理。只要你的揚(yáng)聲器單元足夠好,音箱的設(shè)計(jì)與加工合理,調(diào)試準(zhǔn)確,不論分頻頻率采用 2000Hz 、 3000Hz 還是 4000Hz ,都可以得出一條平坦地、合格的測(cè)試曲線;但在主觀聽(tīng)音時(shí),不同分頻點(diǎn)音箱的重播音色與音樂(lè)表現(xiàn)則大不相同。分頻頻率偏高的音箱,高頻比較亮麗,但整體音色偏??;分頻頻率較低的音箱,重播音色比較厚道、自然。當(dāng)然這一切都是在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行的。如果分頻點(diǎn)偏移過(guò)大,將會(huì)由于揚(yáng)聲器單元自身頻寬的限制,造成高、低音的銜接不良。

有這樣一條規(guī)律,這就是分頻點(diǎn)選得越低,分頻器所使用的電感和電容數(shù)值就越大,制作成本也就越高。所以有些不太負(fù)責(zé)任的廠家,將產(chǎn)品的分頻點(diǎn)選得很高,這就保證不了音箱重播時(shí)的聲音表現(xiàn)。

普通分頻器雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但在制作方面,也有它的特性。

1 .怎樣選擇電感線圈

分頻器所使用的電感線圈分為空芯線圈和鐵芯線圈兩類;而鐵芯線圈又分為真鐵芯和鐵氧體芯兩類。

在分頻器中,空芯線圈的效果是最好的,但相對(duì)也是體積最大、制作成本最高的??招揪€圈的優(yōu)點(diǎn)在于失其低、受揚(yáng)聲器磁場(chǎng)的影響小。在選擇空芯電感線圈時(shí),主要應(yīng)注意電感線圈線徑的選擇。所選用的漆包線,一定要能夠承載相應(yīng)的功率電流。如果所用的線徑偏細(xì),在大功率下工作時(shí),電感線圈容易過(guò)熱燒毀。所選用的線徑,通過(guò)計(jì)算,只要夠用或有些余量就可以了。盲目加大線徑,一來(lái)成本太高,二來(lái)加工起來(lái)難度也較大。

鐵芯線圈和磁芯線圈(鐵氧鐵線圈)可以縮小線圈的體積,降低制作成本。但由于導(dǎo)磁體的介入,會(huì)引入由于磁飽和而造成的失真。同時(shí)也會(huì)由于揚(yáng)聲器單元磁場(chǎng)的影響。造成分頻點(diǎn)的偏移。

在選擇鐵芯線圈時(shí),鐵芯自身的功率是一個(gè)關(guān)鍵。通過(guò)大量地實(shí)驗(yàn)證實(shí),鐵芯線圈功率只有達(dá)到或超過(guò)低音單元最大功率的 50 %以上時(shí),才能以較低的失真正常工作。

鐵芯線圈由于鐵芯材料磁滯的影響,使得重播音色甜化,但瞬態(tài)特性也有所降低。

近年來(lái)的功率分頻器,稍好一點(diǎn)的,基本上都采用空芯線圈。

空芯線圈以圓型漆包線繞制的成本最低。使用絞合線、六角線、帶狀線的成本會(huì)貴很多。目前已有不少品種的無(wú)氧銅漆包線,使用之后,重播音色會(huì)有所提高。

2 .怎樣選擇分頻電容

在分頻器中,電容的可選擇種類很多。從最普通的電解電容、無(wú)感電容、音頻專用通心電容、滌綸、聚苯、聚丙電容應(yīng)有盡有。但這些電容的價(jià)格也一種比一種高,有些個(gè)別名牌的電容,賣(mài)成了天價(jià)。

使用名牌的電容,固然有容值準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、重播音色好等優(yōu)點(diǎn)。但對(duì)于中檔左右的自制音箱來(lái)說(shuō),選擇百元一只的電容,就有些成本偏高。

在選擇分頻電容時(shí),低頻通道可以選用精度高、質(zhì)量好的電解電容反向串接,或在其兩端并一只小型聚苯、聚丙電容見(jiàn)圖3 。這樣做效果不錯(cuò),價(jià)格又很經(jīng)濟(jì)。至于高頻電容,由于容量小,價(jià)格相對(duì)比較低,適當(dāng)選擇好一些無(wú)妨。

對(duì)于高頻衰減電阻的選擇,主要是注意電阻本身的功率。用在大功率的音箱中,衰減電阻的功率相對(duì)也要大些;用在小功率的音箱中,電阻的功率也可以減小。否則就會(huì)造成大頭小身子或小頭大身子的不匹配現(xiàn)象。

總之,在選擇分頻器的元器件時(shí),要目的明確,量體裁衣,才是最經(jīng)濟(jì)、最合理的。

三、箱體加工

在音箱的制作過(guò)程中,音箱箱體的加工是至關(guān)重要的一環(huán)。

在箱體加工中,最重要的只有兩點(diǎn),一是箱體加工尺寸精度要高;二是箱體材料選擇準(zhǔn)確。在制作音箱箱體的材料中,有高級(jí)原木;有高強(qiáng)度的多層板;有合成材料;也有有機(jī)玻璃和石材等。所謂的高級(jí)原木,不單單指木材本身的高檔、名貴,最重要的是木材本身要經(jīng)過(guò)多年的干燥和老化處理。只有這樣,才能保證制作的箱體不開(kāi)裂,不變形。

經(jīng)過(guò)前人多年的實(shí)踐,制作音箱箱體的材料,以足夠厚度的多層板和高級(jí)原木的音色最好,但價(jià)格也最貴。有機(jī)玻璃箱體的整體感也不錯(cuò);中密度板,是制作音箱箱體最實(shí)惠的材料。

在音箱箱體的加工中,有如下的幾種方法:

1 .折彎法見(jiàn)圖 4 。此方法是在計(jì)算好的、貼有 PVC 面料的長(zhǎng)條中密度板上開(kāi) V 形槽,然后彎折、膠合而成的音箱箱體。大批量的音箱生產(chǎn)多采用此法。

2 .鑲條加固法見(jiàn)圖 5 。在自制音箱中,根據(jù)圖紙將板料切好,然后在板料的接口處,加上涂膠的木條進(jìn)行加固結(jié)合。這種方法適合手工制作音箱。

3 .拼裝法見(jiàn)圖 6 。這是一種音箱制作的新工藝。在音箱板的四周,用精密加工機(jī)械開(kāi)有 45° + 90 ° 的斜面和缺口。在手工制作的音箱箱體時(shí),可以通過(guò)音箱板材 90° 缺口的自定位作用和 45° 的長(zhǎng)斜面,只要在接口處涂上足夠的膠粘劑,拼裝后用繩子扎牢,待膠干后,即可得到加工精度高、堅(jiān)固美觀的音箱箱體。

待音箱箱體完成后,只要對(duì)箱體表面進(jìn)行噴漆,貼木皮等裝飾處理,就大功告成了。

四、自制音箱的裝配調(diào)試

在自制音箱的總裝調(diào)試時(shí),有以下的幾個(gè)問(wèn)題需要注意:

一是分頻器與揚(yáng)聲器單元的連線 + 、 - 極千萬(wàn)不可接錯(cuò)。如果接錯(cuò)了,音箱的聲音怎么也調(diào)不好。

二是在安裝揚(yáng)聲器單元時(shí),每只固定螺釘?shù)乃删o度要一致。否則音箱在工作時(shí),容易產(chǎn)生意外的諧振。

三是倒相管的長(zhǎng)度與箱內(nèi)吸音材料的多少都要合適,否則對(duì)重播的音樂(lè)表現(xiàn)有影響。尤其是倒相管的長(zhǎng)度,對(duì)音箱的測(cè)試頻響的低端會(huì)產(chǎn)生直接的影響。

上述的幾部分都要多次地、細(xì)心地調(diào)整才行。自己動(dòng)手制作音箱,是一個(gè)實(shí)踐、長(zhǎng)知識(shí)的過(guò)程。

通過(guò)自己的辛勤勞動(dòng),即收獲了音箱,又增長(zhǎng)音箱制作方面的才干,還可以省下一部分購(gòu)買(mǎi)成品音箱的錢(qián)改為它用,所以是一件多項(xiàng)收益的大好事,制作過(guò)程也還簡(jiǎn)單,大家可以學(xué)習(xí)制作。

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