音箱的音腔计算

1、ASV计算公式开口腔计算公式： VA = (2S x Q 。 )² xVAS(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QB查表得出fL和fH，用f。/Q。分别乘以这两个系， 求出音箱频响曲线上下降 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Q值取得越低，音箱的灵敏度越低，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

2、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. 低频扬声器单兀的品质因数 Q、谐振频率f。及等效容积VAS是决定音箱低频响应的重要参数品质因数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Q。、谐振频率f。的前提下计算VAS。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(91页图3-9)，设QL=7。也可由 下面的简表进行估算，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/

3、(4*3.14²*fb²*V)-0.82*S?²5. 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。 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 境上的不同，所以在设计上也应该注意到这个问题。但是很少有厂家注意到这个问 题，这些厂家大多只是注意到了音箱外表的美与丑，根本没有考虑到音箱的工作环 境，也就是说根本没有进行正确的音箱设计，所以其音质平平也就

4、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，4.5 寸的口径可以认为是最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 5 寸是一种不错的口径。我觉得现在的多媒体音箱大都体积偏小，不过 惠威的M200是一种

5、不错的入门产品。我认为现代多媒体音箱应该将箱体控制在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。如线性位移量偏小，则在 高声压级大动态时，不但低音不能有效重放而且各种失真也会增大，特别是影响音 质的奇次谐波失真。现在大多数多媒体音箱的磁路设计也欠佳，磁体小，上下夹板 导磁率低，对振盆控制能力低，因此而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 7%左右或更高。

6、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PP盆，防弹布盆，玻璃纤维盆，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。因 为现代多媒体音箱都没有分频器，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

7、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,QG系歹V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

8、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，倒相箱以及 带通式音箱（所谓的低音炮）这里告诉大家一个较为简便的方法，根据厂家提供的 fs 和 Qts 的比值来确定单元是适合于工作在密闭箱还是倒相箱， 或者是带通式音箱。 fs/Qts 的比值在 4080之间时是适合于制作密闭箱的。而当这个比值在801 20之间的时候这个单元更适合于制作倒相箱，制作带通式音箱主要要求较低的Qts （约0.3-0.4之间）较小的等效容积 Vb以及较低的谐振频率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。? ? 设计密闭箱? ? 当扬声器单元装入箱体后，由

9、于箱体内部的空气与外部隔绝，扬声器在工作时 箱体内的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 X.1 的多声道系统中的卫星 箱中。因为卫星箱不要求有很低的低频下限，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 HI-FI 界拥有悠久历史的 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

10、 DIY 的制作，特别是初学者。? ? 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fs，扬声器的系统总 Q值Qts，扬声器的等效容积 Vaso接下来我们要确定合适 的密闭箱的谐振频率 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 fc 后就可以计算出整个系统的声顺比a(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 Vb(Vb二Vas/

11、a)最后确定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 1/2 倍或是整数倍时，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7: 5：3或 7： 5： 2o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 x 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。

12、Qtc低(小于等于Qtc0.65)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； 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。 Qtc 适中（ 0.707 ）这时音箱拥有最佳的低频平坦响应及延迟特性。 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 1.0 到 1.2cm 的进口中密度或是 国产高密度板材。制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，调节产品设计偏差的作用。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

13、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 0.7 倍左右，而在同样的低 频响应前提下，倒相箱的箱体容积仅为密闭箱的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减小并放宽了对扬声器单元性能的要求。这也是为什 么倒相箱能够主导现今多媒体 2.0 市场的主要原因。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

14、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，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。首先我们根据单元的 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Vb二Vas/a，然后接着计算调谐频率fb （fb=（fb/fO） x f0 ）和倒相管的 长度 Lv (Lv=(2350DvX Dv)/(fb X fb X Vb) -0.73Dv(mm),同时还可以计算出来的还有音箱的重放频率下限f3 (f3=(f3/f0) X f0 ) (Dv到想管的截面积)同样,倒相箱的制作也许要对箱体进行严格的密

15、封,可以用跟密闭箱同样的 方法来对倒相箱进行处理,倒相箱内也要填充吸引棉,但主要作用是吸收扬声器背 面的中频段以上的能量,因为有倒相管的存在所以不可避免的有中高频段的声能量 从倒相管内泄漏,所以要特别注意这个问题,还有就是倒想管不要放置于箱体表面 的各个对称中心或是 1/2 , 1/3 处,会影响声音品质。倒箱箱的摆放也与密闭箱稍有区别,密闭箱的摆放比较随意,对环境要求不 高；倒相箱就不同了,倒相孔在前面的摆放比较容易,倒相孔在后面的一定不要贴 墙摆放,而是要有一定的距离,此时音箱的低音会显得格外温暖,而远离墙壁时则 显得冷艳。带通式音箱 带通式音箱就是我们经常说的低音炮。它实际上是由密闭箱和

16、倒相箱组合而 成的。因为这种音箱辐射出的低频响应呈双峰带通特性,所以称之为带通式音箱。由于它的特性所至,带通式音箱特别适合于制作家庭影院系统中的超低频音 箱。它的特点总的来说有以下这么几点：低音单元在 fb 以下的频率时振盆位移幅 度比倒相箱小,而与密闭相差不多,因此失真也就更小,而且部分失真已落入频带 范围之外,被箱体所滤除,因此可以提供深沉有力的低频能量。而且用专门为带通 音箱设计的单元制作出来的音箱体积较小,摆放容易。因此,在 X.1 系统中,被广 泛的应用。由于设计带通式音箱相当的繁琐,而且市场上很难觅到符合要求的单元,所 以具体的设计过程被免去。 有兴趣的读者可以参考有关书籍, 或来

17、信大家共同探讨。三 其他箱体设计完毕，接下来该考虑的就是分频器以及内置功放了。现代中低档多 媒体有原音箱，其绝大部分都未装有分频器，这在 Hi-Fi 界几乎是不能容忍的。因 为一个设计合理的扎实得分频器，对一对单元起到了调整频率曲线，分配高低音单 元功率（声功率与电功率） ，融合单元之间的差异，使各单元都工作在自己的最佳 工作频段内的重要作用。我在自己做土炮音箱时用电脑扫频仪就曾经发现 - 国内某些大厂名厂的 4 寸 中低音单元，在工作于 10-12.5KHz 时就能听出失真开始增大，根据原理及单元材 料设计意图，可以分析出这个失真是由防尘帽和磁路设计不当引起的， （注意只有 在扫频时才会出现

18、，单听单一频率不会有）而且大多数单元都有中频谷及高频声压 爬升的现象，如果不通过分频器对单元进行校正的话，其最终重放声音品质会如 何？设计分频器要考虑到许多问题，业余条件下很难设计完成考虑全面得分频器， 而且绕制电感线圈也是一大头疼的事情。所以推荐 DIY 人士选用厂家推出的配套分 频器产品，虽然不如专门设计的分频器效果好，但由于是厂家推出的折衷产品，所 以用在任何环境下效果都还不错，没有太大的差异。直到现在为止， 所有的多媒体有源音响都在使用集成电路功放， 原因有两点： 1，性能稳定可靠，外围元件简单，组装后无需调试即可投入使用，价格低廉，适 合大批量的集成化生产。 2，发展到现在，集成电路

19、功放的性能已接近分离元件功 放的性能， 因此一大批名管被穷人追捧， 像 TDA1521A，LM3886，LM1875/6，TDA1514， TDA7296等等。其音质要比街上一，二百元的家用功放强的多，所以绝大多数厂家 也乐得其所，顺其自然的采用了集成电路功放。对此我也没什麽好说的，因为多媒 体音箱有其局限性，硬要让其使用大型分离元件功放，也是不可能的，因为从价格 到维修，都会大大的提升，而音质的提升并不如金钱的提升那样明显般说来，现在绝大多数厂家在高档音响上用的都是LM1875/6 芯片，从音质到功率都已能满足家用需求（发烧友除外）但是，关键在于变压器，这几乎是多媒体劣声的主要根源。在所有的

20、多媒体 音箱中，全部用的都是普通 E 型变压器， E 型变压器本没有什麽坏处（虽然现在都 在炒环变，但 E 型在国外却还有厂家在使用）但多媒体音箱厂家的的制造工艺令人 担心。让我们先来看一看E型变压器的结构，这是目前使用最为广泛的一种变压器。其特点是：初，次级共用一个骨架，窗口占空系数较高；铁心散热面积较大；铁心 可保护绕组；使之不易受到机械损伤；制作简单。但它铜线用量大（效率低）损耗 大，初次级漏感大，易受外来磁场干扰。所以当它装到了音箱内部时，一切恶声皆 由它引起，因为E型变压器在工作时会产生很大的漏磁，这个磁场会与扬声器，功 放电路产生相互调制，引发多种我们不需要的声音。而且其内部电流变

21、化速度慢， 因此在大动态时有声音发浑，底气不足的情况。而且所有的功放内至电源功率都很 小，大都在二十瓦左右，大的也不过五十余瓦，在这样小的功率下，再加上损耗， 实际上功放输出的功率不足十瓦（按电源功率二十瓦算）一旦遇到大动态，强音压 时，就会因为电源供应不足，出现电源电压低落，功放得不到应有的电压，输出功 率自然要打折扣，同时因为晶体管电路的特性所至，此时会出现大量的削波失真， 表现在声音上就是不堪入耳。此时整个音响系统已进入严重的失真中。因此在选择有源音响时有必要知道电源质量的好坏。多媒体音箱的发展趋势多媒体音箱发展到现在， 基本上还是很不成熟的， 没有国家规定的统一标准， 造成质量控制不过关（这里指的是音质）但由于原先 HIFI 厂家的介入，使得原先 的市场格局有了新的变化，我想以后在 HIFI 厂家的带领下，市场会逐步规范化，多媒体音箱的总体质量会有较大的提高，