迷宫箱声道长度设计

迷宫箱声道长度设计迷宫箱声道长度设计 2012 06 05 16 46 51 来源 发布者 gong39 版权 原创 书签 迷宫箱全频单元 DIY 收藏 导读 本人是菜鸟一个 但本人爱动手 上什么项目呢 我想对我来说 还是全频喇叭加迷宫音 箱比较靠谱 作为对全频单元低频重放能力的补充 迷宫箱的 DIY 是我们必须面对的东西 本人是菜鸟一个 但本人爱动手 现在就又想上点大点的项目了 上什么项目呢 我想对我来说 还是全频喇叭加迷宫音箱比较靠谱 关于全频 喜爱者乐此不疲 厌恶者避之不及 作为普通烧友 烧全频是有道理的 一是全频易于上手 二是真正好的全频与胆机 相配 确实是欣赏人声与轻音乐的独门利器 随着年龄的增长 高音的听觉能力必然下降 高频对我 们将完全失去意义 对低频的追求不会随年龄的增长而减弱 所以 作为对全频单元低频重放能力的 补充 迷宫箱的 DIY 成了我们必须面对的东西 几年前 我 DIY 了一个 6P3P 的小胆机 又直接在网上买迷宫箱体 DIY 了一个 4 寸优雅全频单元 的音箱 一直用它享受着音乐 虽其乐融融 但总是感到低频的不足 按我的观点 缺少低频的音乐 飘飘然就像丢失了灵魂一样 总是让人听得不踏实不止瘾 上论坛后 看烧友介绍声韵的全频单元不 错 说低频响应好 于是毫不犹豫上淘宝买来一对换上 低频果然直上一个台阶 播放音乐时其低频 丰满澎湃 竟然有点我客厅中家庭影院低音炮的感觉 客厅音响是先锋 AV 功放加雅马哈十寸低音炮 看来玩全频是有轻重缓急之分的 第一重要的是单元素质 第二才是箱体设计 当然还有非常重要的 第三方面 那就是一款好胆机 不过这已经超出本版块的讨论范围了 要上全频大项目 至少是 8 寸单元才行 我已经看上了声韵的 8 寸单元 初步计划买便宜一些的粉磁板 DIY 迷宫箱体后 如果 效果不错 再升级成钴磁板也不迟 前面都是废话了 现在转入正题 设计迷宫音箱的关键是算好声道长度 计算的理论依据是什么 呢 本人不才 在网上看了一些稀稀落落的资料 没有发现真正介绍得很清楚的东西 根据我的再加 工再理解 我想在此整理我的一些看法 希望资深的老烧友们能站出来给我纠偏和指导 再次声明 本人菜鸟一个 有些理解有可能南辕北辙 那就请各位大侠笑过之后批评指正了 本人一定虚心接纳 也好同其他菜鸟们共同提高 迷宫箱声道长度设计原理 首先 迷宫音箱本质上叫传输线音箱 其声学原理是在喇叭单元的振膜后面加一段声道传输线路 由于空间的限制 把这个传输声道折叠起来 就得到了所谓的迷宫音箱 这个声道的截面积必须不小 于喇叭振膜的有效振动面积 根据我所看到的资料 有的声道从头到尾是等截面积的 有的是从小到 大的号角式 也有从大到小的收尾式 甚至还有大小交替变化式 但不管哪种形式 声道的最小截面 积都不能小于喇叭振膜的有效振动面积 我想这几种形式在声道长度相等的前提下在低频下潜与量感 的提升方面应该不会有太大的区别 区别只在于低频的放送面积不同罢了 最基本的号角式使低音获 得了更大的放送空间 而其他几种会使低音产生更好的结像或定位 这点就像用喇叭状的话筒喊话会 使更多的人听见 而用直筒式话筒喊话会使正对直筒的人更容易听见 另外 等截面积型或近似等截 面积型的小号角式会在箱体内获得更大的长度 从而能获得更大的下潜能力 这是我们下面要讨论的 声道长度如何来决定下潜能力 迷宫音箱的本质结构 后加载声道传输线路 声道等截面积型 等截面积型 声道截面积由小到大 号角型 号角型 号角型 号角型 介入等截面积型与号角型之间的小号角型 声道截面积由大到小 收尾型 声道截面积不规则变化型 其次 迷宫箱声道的长度是根据下潜低音的波长来计算的 这就是我们讨论的重点 如何根据下 潜低音的波长确定迷宫箱的声道长度 其声学理论根据和原理是什么 迷宫式音箱实际上是把喇叭单元反面的低频声波经过一条长长的管道回送出来 在喇叭单元工作 时 辐射出的声波如与喇叭单元前面的声波相位相反 迷宫内的放音管道应该起抑制作用 当辐射出 的声波与喇叭单元前面的声波相位一致时 迷宫式音箱的放音管道要起提升的作用 这是迷宫式音箱 加强低音的原理 如果设声道的长度恰好为所放低频音波长的一半 则相位便会移动 等于 180 度 这里特别要注意 到了理解问题的关键之处 从喇叭后面过来的声波与喇叭正面出来的声波相位是相 反的 那么这个反相的声波经过 180 度位移以后正好又变成了与正面声波同相 这样理解更简单 喇 叭反面是声波反相一次 半波长的传输使得声波又反相一次 反反得正或负负得正 这时 迷宫式音 箱放声管道的末端开口处所释放出的声波 就会与喇叭单元前面的发声处在同一相位上 低音的重放 响度得到加强 通过以上讨论我们知道了 要想加强某个频率的低音 迷宫声道长度必须等于这个低频波长的一 半 但是喇叭本身有一个频响范围 要超出这个范围来加强低音显然是做不到的 但是我们却可以让 低频下潜到喇叭的谐振频率 f0 以下 从频率响应曲线上我们可以看到 f0 并不是喇叭对低频电信号 产生反响的下限 而只是最低谐振频率而已 而如果通过迷宫箱的传输线声道激励加强 这个 f0 之下 的低频就会得到强化 我们可称之谓下潜频率 这就是说 下潜频率可以低于谐振频率 f0 由于谐振 频率有害 我们有时又希望它在喇叭工作范围以外 所以也可以把下潜频率设定到谐振频率 f0 之上 为了便于讨论 我们必须先声明一下声速 频率与波长这三者的关系公式 c f 或 c f 或 f c 是我们推导的重要工具 c 表示声速 f 表示频率 表示波长 如果不懂这个就去补 一下初中物理知识再来 我们用 L 表示迷宫箱的声道长度 f1 表示下潜频率 1 表示下潜频率的波 长 0 表示谐振频率的波长 那么 如果 L 1 2 0 则 1 2L 0 所以 f1 f0 即下 潜频率正好是谐振频率 这样的结果显然并不好 因为谐振频率处喇叭本身就振幅偏高 是需要抑制 的频率 如果谐振频率被强化 则失真严重 因此通常取 L n 4 0 n 4 c f0 nc 4f0 c 是声速 取 c 344 其中 n 1 3 5 全为奇数 为何 你想 若 n 2 那不就是 L 1 2 0 正是我们不想要的结果了吗 下面我们就来计算一下 在公式 L n 4 0 中 当 n 分别取 1 3 5 等等时 下潜频率是多 少 当 n 1 时 L 1 4 0 这时 1 2 L 2 1 4 0 1 2 0 则 f1 c 1 c 1 2 0 2 c 0 2f0 即下潜频率等于谐振频率的两倍 当 n 3 时 L 3 4 0 这时 1 2 L 2 3 4 0 3 2 0 则 f1 c 1 c 3 2 0 2 3 c 0 2 3 f0 即下潜频率等于谐振频率 的 2 3 以此类推 当 n 5 时 f1 2 5 f0 通用公式就是 f1 2 n f0 2f0 n n 取奇数 结论 声道长度是谐振频率波长的 n 4 时 下潜频率是谐振频率的 2 n n 取奇数 理论上当 n 变大下去时下潜频率可以无穷地低下去 但是我们前面说了 一是喇叭本身的频响范 围不允许 二是我们也不可能把迷宫声道做成无限长 且不说无限长 就是长一点点 都会给我们的 箱体设计和制造带来几何级数增长的麻烦 所以通常是将不同的奇数值 n 代入公式 看哪个值与设计 的低频下限相近 即是最佳的 n 数值 例如手边现有一对 JDL 8 喇叭单元 欲设计一款迷宫式音箱 JDL 8 是一只 8 寸单元 f0 35Hz 用公式求放音管道的长度 1 n 1 时 声管长度 米 nc 4f0 1 344 4 35 344 140 2 45m 2 n 3 时 声管长度 米 3 344 4 35 1032 140 7 37m 3 n 5 时 声管长度 米 5 344 4 35 1720 140 12 28m 再用公式算出欲提升的下潜频率 f1 1 n 1 时 f1 2f0 n 2 35 n 70 1 70Hz 2 n 3 时 f1 2 35 3 70 3 23 3Hz 3 n 5 时 f1 2 35 5 70 5 14Hz 从计算结果来看 如果 n 取值 1 放音管道的长度只需 2 45 米 箱体的结构比较简单 但低 频的下潜只能达 70Hz 不是太理想 当 n 取 5 时 低频的下潜可达 14Hz 但管道的长度要去到 12 2 米 这在结构上和制作上难度很大 要很大的箱体才能满足 况且一般的 8 寸喇叭单元本身也 难以放出 20Hz 以下的频率 想用长管道来提升也爱莫能助 所以说 在选择设计迷宫式音箱的下限 频率时 还必须考虑到喇叭自身的低频下潜能力 只有在喇叭单元频率响应有效范围内 迷宫管道才 有提升能力 超出单元本身的下潜范围 迷宫管道也不能替代喇叭单元放出低频的声波来 在上例中 取 n 3 才是比较合适的 因此 通常总是将迷宫声管的长度取相当于喇叭谐振频率波长的 1 4 或 3 4 取 1 4 波长的好处 一是可以避开谐振 二是箱体设计制作相对简单容易 取 3 4 波长的好处是可使下潜频率更低 我们 还可以推出 不管 n 中的哪一个 始终有 L 1 2 1 或 1 L 即下潜频率的 波长等于 倍的声道长 或者说 下潜频率 f1 c 2L 证明 L n 4 0 而 f1 2f0 n 所以 f0 nf1 2 0 c f0 2c nf1 所以 L n 4 2c nf1 2nc 4nf1 c 2f1 1 2 c f1 1 2 1 得证 根据最前面的讨论 下潜频率是被强化的频率 那么当重放频率等于下潜频率的 倍时会怎么样 呢 即 f 放 f 时会怎么样呢 当频率提升 2 倍时波长就减少一半 这时声道长恰好等于重放频 率的波长 那么从声道口发出的声波恰好与喇叭正面发出的声波反相 可见 倍的下潜频率是被抑制 的 同理 倍 倍的下潜频率也是被抑制的 但是随着频率的赠高 这种抑制作用越来越微弱了 几乎可以忽略不计了 以上就是我对迷宫箱声道长度设计原理的初步理解 在网上实在找不到这么全面而又通俗易懂的 描述 所以