音箱的音腔计算.doc 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/10 15:12:11星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

ASW计算公式

开口腔计算公式: VA = (2S x Q。)² x VAS(L) 通带纹波系数是带通式音箱的重要设计参数。 选取合适的封闭腔带通

Q 值 Q B,查表得出 fL 和 fH,用 f。/Q。分别乘以这两个系,求出音

Q 值取得越低,音箱的灵敏

箱频响曲线上下降 3dB 的两个频率点,要求与设计值相 符。带通 Q 值越高,音箱的灵敏度越高,但通频带越窄;带通 度越低,但通频带越宽。

导相管的调振频率 fB = QB x ( f。/ Q 。)

导相管长度 L=[(c²S]/(4*3.14²*fb²*V)] - 0.82*S?² 密封腔计算公式: VB = VAS / a 顺性比 a = (QB² / Q。²) –1 箱体总容积为 V = VA + VB 单腔倒相式音箱计算公式 1.低频扬声器单元的品质因数 参数。

品质因数 Q。、谐振频率 f。及等效容积 VAS由喇叭供应商给出,或自己根护喇叭的基本性 能参数进行公式计算,在已知品质因数 2.箱体容积计算公式: VB = VAS / a

箱体顺性比 a 值可由倒相音箱设计图表查出 进行估算,如下表: 3.确定倒相管截面积。 4.确定导相管长度,可用公式:

L=[(c²S]/(4*3.14²*fb²*V)] - 0.82*S?²

5.音箱的调整要点:

原则是将倒相箱的谐振频率调整到最合适的频率点,使音箱的低频响应平坦。调整音箱 的系统品质因数, 使音箱的低音深沉, 听起来即不干涩也不混浊; 调整分频网络的分频点和 相位特性,使音箱各频段的声压均匀,频率响应曲线平坦。

(91 页图 3-9),设 QL=7。也可由下面的简表

Q。、谐振频率 f。的前提下计算 VAS。

Q。、谐振频率 f。及等效容积 VAS是决定音箱低频响应的重要

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一般的设计流程 多媒体音箱并不是简单的将功放音箱结合到一块,因为使用环境上的不

但是很少有厂家注意到这个问题,

这些厂家大多

根本没有考虑到音箱的工作环境,

也就是说根本没有进行

同,所以在设计上也应该注意到这个问题。 只是注意到了音箱外表的美与丑,

正确的音箱设计, 所以其音质平平也就不足为奇了。 有关这个问题以前曾先生写过不少文章, 大家可以参看, 我在此着重的谈一谈作为一款高质量重放声音的多媒体音箱的具体的设计过 程,以及如何处理在设计时所遇到的问题。

一 选择合适的单元

多媒体音箱工作状态处于近场小环境听音,因此决定了我们只能使用小容积箱体,选择

小口径单元, 这要求单元拥有合理的重放声压, 以及足够宽的重放带宽。 但从性能价格比来 看,在中高档多媒体音箱中还是采用稍大一些口径的单元为好, 易于做到性能价格比的一种尺寸,同时如果要生产高保真产品的话 我觉得现在的多媒体音箱大都体积偏小, 现代多媒体音箱应该将箱体控制在

4.5 寸的口径可以认为是最

5 寸是一种不错的口径。

不过惠威的 M200 是一种不错的入门产品。 我认为

4--8 升之间,当然还要与相关参数相配合,也就是我们

常说的 Thiele-Small 参数一定要合适,而不是片面的夸大某一参数。

由于低音单元口径小,所以更应该注意低频大动态性能,因为低音单元的震动系统最大 线性位移量即反映了扬声器系统的大动态性能。 不但低音不能有效重放而且各种失真也会增大, 数多媒体音箱的磁路设计也欠佳,

如线性位移量偏小, 则在高声压级大动态时, 特别是影响音质的奇次谐波失真。

现在大多

磁体小, 上下夹板导磁率低, 对振盆控制能力低, 因此而

7%左右或更高。 PP盆,防弹布盆,玻

引起的非线性失真也较大。因此在现代多媒体音箱中的总的失真率将达到 这在 HI-FI 看起来是不可容忍的。还有就是振盆材料,由于近年来低档

璃纤维盆,碳纤维盆的价格日益低下, 再加上外观好, 因此更多的被用在了多媒体音箱上来, 但殊不知, 后三种振盆的自阻尼很小, 工作状态是极难控制的, 一般在中高端的某一频率点 上会产生很多的失真, 大到不可忍受的地步, 这个频率点就是我们常说的盆分裂点。 代多媒体音箱都没有分频器,

种振盆即 PP 盆,虽然听起来韧性好,中频饱满,低频富有弹性,但由于刚性相对较低,因 而在大音量下引起的失真也较大。

中频的层次感也不是很好。 而相对个性较小, 较容易控制

的质量好的纸盆单元,却很难见到有厂家应用。

就个人 DIY 制作而言,南京的 110,150 系列防磁低音,银笛的 QG4,QG5 系列防磁高音单 元,都是不错的 DIY选择,要求高一点的还可以选择惠威,发友等厂家专为多媒体音箱设计 的单元。选用这些厂家的单元经过精心设计制作后能够得到质量相当高的高保真多媒体音箱 来。

二 根据单元确定音箱形式并设计出符合单元的箱体

其实挑选单元确定单元工作状态是放在一起通盘考虑的,但为了让大家对多媒体音箱的 工作原理和设计过程有个系统的认识, 我尽力而为, 将他们分开,单独罗列出来, 较为程序 化的介绍一下。

等选定了适合的单元后就开始根据单元的一些特性来确定让单元工作于何种的工作环境 (即音箱形式) 在多媒体音箱上常见到的音箱形式有密闭箱, 的低音炮)这里告诉大家一个较为简便的方法,根据厂家提供的 元是适合于工作在密闭箱还是倒相箱,或者是带通式音箱。 适合于制作密闭箱的。而当这个比值在 制作带通式音箱主要要求较低的

设计密闭箱

当扬声器单元装入箱体后,由于箱体内部的空气与外部隔绝,扬声器在工作时箱体内的

倒相箱以及带通式音箱 (所谓

fs 和 Qts 的比值来确定单 fs/Qts 的比值在 40~80 之间时是

Vb 以及较低的谐振

因为现

再加上设计不合理的箱体, 是很难压制这个分裂点的。 而第一

80~120 之间的时候这个单元更适合于制作倒相箱,

Qts(约 0.3-0.4 之间)较小的等效容积

频率 fs,为了保证有足够的声压还要求单元拥有足够高的声压及线性位移能力。

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空气会给单元增加一个额外的阻尼, 这个阻尼会使箱体谐振频率升高, 但换来的是清晰而深

沉的低音,速度上感觉也要比倒相箱要快一些。

在多媒体音箱中使用密闭箱的形式,主要是应用于 为卫星箱不要求有很低的低频下限,

X.1 的多声道系统中的卫星箱中。因

HI-FI 界拥有悠久 DIY的制作,特

这样箱体就可以做的很小, 以节约成本。 当然, 用专门

开发的单元安装在合理的密闭箱中,也可以做出很优秀的音箱来,例如在 应和瞬态特性,以及相对较容易获得正确的箱体参数,所以密闭箱最适合于 别是初学者。

历史的 LS3/5A 就是一例,体积很小,但声音优美。由于密闭箱拥有能够严格的控制低频响

设计音箱有很多种方法这里就简单的介绍一种,以供读者参考。其它的设计程序请读者 参考有关资料。

首先,要设计一款密闭箱需要知道以下几个扬声器的参数:扬声器的谐振频率 器的系统总 Q 值 Qts,扬声器的等效容积

fs,扬声

Vas。接下来我们要确定合适的密闭箱的谐振频率

fc 后就可以计算出整个系统的声顺比

a

fc,一般说来 fc 大约比 fs 高 1.2 到 2 倍(在这里不要贪心呀,这个比值越低音箱的低频下限 也越低,当然音箱的体积也要几何级的增大)确定

(a=(fc/fs)(fc/fs)-1 )根据声顺比我们就可以求得密闭箱的箱体体积 出的声波会在箱体内部多次反射,

当音箱的某一边长度等于声波波长的

Vb(Vb=Vas/a)最后确定 1/2 倍或是整数倍时,

7:5:3

音箱的箱体尺寸就可以了, 当然并非音箱的长, 宽,高可以任意取值, 因为扬声器后面辐射 箱体就会在这一频率点产生驻波, 当大量驻波集中到某一频率时就会严重影响音箱的声音回 放,所以需要使整个驻波均匀的分布在整个频带内。比较理想的箱体尺寸比例是 或 7:5:2。

需要注意的是, 在设计完箱体参数后, 应该计算一下音箱的总品质因数

Qtc(Qtc=fc/fs

×)Qts

Qtc 参数是影响音箱低频表现的主要参数之一,它表明了音箱对振动系统的控制能力,一般 Qtc 的值应该介于 0.6-1.2 之间。Qtc 低(小于等于 0.65)音箱处于过阻尼状态这时瞬态特性

优良,细节表现力好但低音稍欠缺; Qtc 高(大于等于 0.85)音箱处于欠阻尼状态这时低音 更为强烈,但瞬态特性很差,细节表现力差。 坦响应及延迟特性。

设计密闭箱的要点就是要密封箱体,不能使箱体出现泄漏,这可以通过在胶接处涂抹热 融胶来达到密封的效果。箱体可以使用 计偏差的作用。

设计倒相箱

倒相箱能够利用倒相管将扬声器背部辐射出的低频能量反转

180 度与扬声器正面的辐射

出的低频能量同相,使有效低频范围内的声音利用率被提高,从而获得更多更好的低频。

倒相箱的优点在于有效低频范围内的高效率,在理箱条件下,用同样的低音单元制作出 来的倒相箱其低频下限可以扩展至密闭箱的 箱的箱体容积仅为密闭箱的 的主要原因。

现在流行的设计倒相箱的方法有好几种,最简单的是查表法。查表法的基本思想是通过 在倒相式音箱响应表选择和调节有关参数来获得某个特定期望低频响应所需的箱体容积和 调谐频率, 由于倒相式音箱拥有多种低频响应期望,

首先我们根据单元的

并且考虑到市售单元的特性参数,

这里

就不平坦响应 BB4 响应(表 1)为期望响应来简单的介绍一下倒相式音箱的设计流程。

Qts 值在图表中选择相对应的参数值,从而可以算出箱体净容积为

×)f0和 倒 相 管 的 长 度 Lv

减小并放宽了对扬声器单元性能的要求。

0.7 倍左右,而在同样的低频响应前提下,倒相 这也是为什么倒相箱能够主导现今多媒体

2.0 市场

60%左右。 由于声学效率的提高, 使有效范围内的声音失真明显

1.0 到 1.2cm 的进口中密度或是国产高密度板材。制

调节产品设

成的箱体还应该在内部填充一定量的吸音棉可以起到吸收缓冲箱体内部的驻波,

Qtc 适中(0.707)这时音箱拥有最佳的低频平

Vb=Vas/a , 然 后 接 着 计 算 调 谐 频 率 fb ( fb=(fb/f0)

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