全套音响设计(重低音及其倒相箱、卫星箱)

影音系统之音响设计

对于一套影音系统而言，音响部分是基础，没有音响也就没有了其他处理的意义了。音响在影音系统充当一种音频放大，于人而言其的作用相当于人的呼吸系统一般重要。是与外界进行交流的部分。

早在我的影音系统种子中阐叙了音响的核心为重低音的设计。重低音的在音响设计中充当又充当主箱的核心。所以我在设计之初着重于解决重低音。

重低音从理论上来说其频率范围为100HZ以下，其需要大量的能量来推挽喇叭的震动。而这只是光从电路设计方面而言。经过我对声学的研究，终于发现这部分才是设计的重点，按照一般的来说，喇叭的震动在一个开放的环境中是不会有震撼的感觉的。因为其一喇叭的功率再大也只是震动其所在的一块小的范围，其二喇叭也因为失去了保护而出现失真，这样的失真并非源于喇叭的本身及其电路的设计，而是因为没有的封闭的范围来将声音稳定，从而出现了所谓的失去保护而带来的失真。经过我进一步的探索，我发现重低音的倒相箱设计中有个很重要的因子，亥姆霍茨谐振点。该谐振点对于重低音的风路设计显得尤为重要，而风路的设计对于重低音这一块的散热又显得尤为重要。所以抓住其谐振点就成为了我攻克的核心了。

对于谐振点的控制我很清楚的知道这完全取决于我的倒相箱的设计了。于是怎样做一个符合要求的倒相箱成为了关键。

依据我对材料的声音频率特性及其材料在重低音的作用下的震动效应。这一部分就取决的能量的输出。选材不好，就会导致声音的能量损耗在箱体的本身的震动上了。经过各方面的综合考率，我采用的是市面上常用的复合板，该类复合板集中于办公桌椅的应用中。而且其本身的厚度将近16mm，其声音频率特性也好。很适合应用于箱体的设计中。

于是开始了我设计箱体尺寸了。经过计算，我设计的箱体的高为190mm，宽160mm，长290mm。重低音喇叭的位置为箱体的中间位置，关于该位置的选择的理论为：当倒相孔被堵住后，其正面辐射及其背面辐射相互抵消，声音几乎为零。当倒相孔是能够将背面辐射的相位倒相180°，从而与正面辐射叠加而加

强声音。加强了声音也就加强了能量的输出。该处结合亥姆霍茨谐振，低音能量进步加强。

箱体的制作过程就是对我木工技艺的考验了。得到板子后，我用工具得到了我箱体的7块板子。经过初步的组装得到以下效果图：

图片一图片二

图片三图片四

图片五图片六

由以上的图综合来看，可以看到以下的设计的实现，其一：喇叭安放于箱体的中位置，其二：倒相采取的是侧倒相。

经过设计倒相箱和初步组装倒相箱，我开始着手于硬件部分了。而硬件部分的关键在于重低音的设计。

根据我以前对音频功放的使用的经验而言，TDA2003是我做音频功放的首选，因为TDA2003为经典的功放芯片，甲类功放，交越失真小，输出功率大，值得注意的是散热问题。其次该芯片为单电源，我手上所拥有的大功率变压器也是单电源，故而不能采用有源滤波的方案，依据有源运放的特性而言，不用镜像电源供电，经其滤波后负半周的信号就会被消减掉。故而采用无源滤波的方案。

经过斟酌最终得到以下电路图为重低音及其电源：

变压器经过整流滤波然后通过两个IN5408来将电压控制在18V，因为1N5408可以分压,两个1N5408正好将变压器的输出电压降低1.6V给芯片供电。

该电路图的A部分为电源部分，B部分为二阶低通滤波器（设计的截止为120HZ），C部分为高通滤波部分（设计的截止频点为512HZ），D部分为重低音功放部分。这电路图是经过好几次废电路板才得到的最终电路图。先说说我最开始设计的方案及其问题吧，最开始我认为无源滤波会将信号衰减的，应该在滤波的前级加入前置音频功放的。于是一个小功率的音频芯片就被我选中了，TDA2822，因为这是一款高保真低功耗的芯片。将其加入电路，在高通和低通滤波器之前都用TDA2822，一开始是没有问题，只是抗干扰能力不怎么强，且重低音效果很好，工作时没有任何杂音，只是不工作是用手碰信号输入端杂音很大，就没有怎么在意。于是就将其与变压器装在了里面，而且还在倒相箱的后置部分的密封空间加入了吸音棉，吸音棉让声音变得柔和了。经过一弄就成下面的样子了。

图片七图片八

当我沉醉在这样的成功之中时，问题也就随之而来了，当我把卫星箱的驱动电路做好之后发现，卫星箱电路工作处于奔溃状态，重低音电路工作处于奔溃状态。我以为是卫星箱电路的底线布线有问题，因为卫星箱电路单独工作也有很大的杂音，于是又重新布线，尽量将信号地及其电源地一点接地，重新洗板。终于卫星箱电路没有问题了，然而问题依然不变，没有办法，只好将装好的倒相箱拆开，这拆开很麻烦，因为用的胶太多了。弄了很久才将箱体打开。将重低音的板子拿了出来，终于发现了问题，TDA2822的抗干扰能力及其地线的布线有问题。于是将TDA2822去除，将地线重新处理，重新制板。终于得到最终能够正常工作的硬件了。最终组装好得其下效果图：

经过该次的音响设计，我得到了很多的经验。其一：对信号地与电源地一点接地，且将信号地与电源地用磁珠隔离。具体的实现如下：a：信号一进来与电源地用磁珠连接，b：布线时做到电源地在电路板周围，信号地在电路板中间，c：电源地的几个关键点聚集于覆铜板，d：信号地的后端（前端为信号输入的部分）与地用磁珠相连。其二：重低音的质量跟吸音棉的填充量有关系，不填充声音硬邦邦，填充过多声音软绵绵，适中才会有有力又柔和的声音。其三：TDA2822的容易自激，抗干扰能力差，但工作时功耗低，高保真。其四：音频功放的负反馈调节很重要，芯片参考资料的负反馈有问题，负反馈没有调好，音频功放的声音失真，杂音就纷纷亮相了，这告诉我，芯片资料并非权威，用自己学的理论来知道实践，再在实践中提升理论可靠多了，其五：模块的工作正常，不表示模块与模块结合起来也会正常工作，出问题了，必定是其中的至少一个是存在问题的，只是单独工作表现不出来而已。其六：重低音的谐振腔的尺寸设计对于重低音的谐振点至关重要。

经验是有，但是改进地方还有很多，其一：调音量的部分最好采用数字电位器调音量，且能够用一可无限旋的器件来其调节音量，顺时针音量加大，逆时针