音箱制作

第一章设计篇

一、设计目标

“发烧”是一项个性化很强的活动，但科学“发烧”和理性“发烧”应该是烧友们追求的境界。在开始DIY之前，设定合理的目标是有必要的，可以避免出现盲目的行为。

1、预算：2000-3000元

在DIY音箱的各个环节中，具有一定素质且符合设计要求的扬声器单元是其中的核心，投资应当占到预算的一半以上；箱体也不能马虎，声学效果和视觉效果都很重要；分频器的关键在于设计和调试；箱内连接线、

接线柱等配件可以量力而行。

2、音质要求：真实、自然、耐听，适合重放人声和轻音乐

满足这些条件并不容易，需要音箱系统失真低，频率响应平坦、宽阔，单元之间有良好的衔接，各

频段均衡连贯，不能有明显的音染。

3、适用环境：主要在家庭环境使用

这个条件在一定程度上降低了对系统的要求，也就是说，可以不用过多地关注功率承受能力、灵敏度、最高声压级等指标，对指向性的要求也有所放宽。当然，在家庭听音环境和中小音量下要做到各频段的平衡也

是很有难度的。

二、结构设计

1、分体3路3单元

为了达到平衡的听感，充足而准确的低音是必须的，因此有必要使用10寸以上的低音单元。虽然设计良好的小型音箱系统也可以有丰富的低音感量，但是和大型系统相比，表达出来的信息会存在很大差别。

最终确定采用分体3路3单元结构。低音单元用12寸，独立制作成大箱体，专门重放超低频段（150Hz

以下）；中低音单元采用6.5寸锥盆，和1寸球顶高音制作成可以单独使用的小箱体。

2、箱体结构和分频点

密闭箱和倒相箱各有特色，但根据设计目标，密闭箱在本系统里更加适合一些。虽然在低音下潜、效率等指标上不如倒相箱，但密闭箱的瞬态响应好，声音清晰，质感真实，而且设计、调试都相对简单，在业余制

作条件下容易取得成功。

中低音单元用了6.5寸，其高频段频响和指向性不如小一些的单元，因此分频点最好能取低一些。但这样也有很多问题，比如高音单元的失真会加大，功率承受能力的要求也要提高。综合考虑下来，分频点初步定

在2k-2.5kHz。

低音箱的低通滤波分频点在150Hz左右。整个系统可以尝试2.5分频结构，也就是小箱在低频段不作衰减，直接和大箱衔接。如果试听结果有问题，则小箱在150Hz左右进行高通滤波。

三、单元选择：

密闭箱要求低音单元有很好的顺性和低的f0，Q值可以高一些。密闭箱内的空气相当于在单元上附

加了一个弹簧，所以装箱后f0和Q值都会有所上升。

1、中低音

首先要确定的是音盆振膜材质，这基本上决定了整个系统的声音走向。

纸盆的自阻尼好，个性小，音色中性自然，中频段响应良好，善于表现人声以及弦乐。缺点是防潮

性差，一致性不易保证，刚性不足。如果表面进行涂覆处理则性能会有显著改善。

聚丙烯盆的一致性好，响应平坦，失真低，是目前使用最广泛的振膜材质。缺点是材质较软，振膜面积大时声音会变模糊，不容易很好地反映音乐细节。在聚丙烯材料中加入二氧化硅、云母或金属粉末，可以提高

刚度。

KEVLAR、碳纤维、金属等均属刚性材质，用这些材料制作的单元动态和顺态反应都比较好，有着理想的声音透明度和声场再现力。但普遍在工作频带的上端（3k-5kHz）会存在一个很明显的高Q值峰，除非用分频器仔细校正，否则会造成中频段的大量失真，业务条件下较难使用。

综合上述情况并考虑到密闭箱的要求，最终选定了Vifa的C17WG-69-08。这是一个古老的型号，采用涂塑纸盆，泡沫边，10年前的音响杂志上可以看见它的广告。按目前的标准这个单元是过时的，磁钢小，Q值高，等效容积大，基本只能用于制作密闭箱。但它的中频甜美，在中小音量下有比较好的表现，适合本系统使用。

C17的厂家标称指标是：阻抗8欧，f0 44Hz，Qts0.55，频率范围43-5000Hz，等效容积35.8l，灵

敏度89db/1w1m，推荐用10-15l密闭箱。实测Q值要还高一些，其他指标接近。

2、高音

高音单元的素质非常重要，否则在分频点比较低的情况下，很容易产生互调失真，导致在中等以上音量下的声音劣化。在本系统中，高音的振膜首选丝膜，可以和纸盆中低音有比较好的音色衔接。其他的要求是必须要有较大的功率承受能力、较低的谐振频率和宽阔的频响。

选择的结果是Seas的 H881，即27TFFC。厂家标称指标是：阻抗6欧，f0 900Hz，频率范围2000-30000Hz，长期承受功率80W（3kHz 12db/oct高通滤波），灵敏度91db/1w1m。实际测试结果是f0更低，只有

600Hz左右，这当然更加有利于分频器设计。

3、低音

由于本系统中低音单元的工作频段很窄，重要性相对不高，因此不准备过多投入。最后选用了朋友收藏的一对广州国光生产的“珠江YD300”，12寸纸盆，泡沫边，阻抗8欧。实际测试结果：f0 23Hz，Qts0.42，等效容积380l，参数适合制作密闭箱。可惜国光厂好像不再生产“珠江”品牌产品，看来给别人代工比自己维护品

牌要容易得多。

四、箱体设计：

对于密闭箱而言，品质因素Q值是一个反映低端谐振情况的关键指标。理论上，Q=0.5左右时，瞬态好，但低频响应不理想；Q=0.71是大多数密闭箱的设计目标，可以兼顾瞬态和低频响应；高于0.71则处于欠阻尼状态，虽然低音有所加强，但瞬态逐渐变差，声音变浑浊，偶尔会用于一些特殊的设计，比如著名的LS3/5A好像就把

Q值调到了1.2，以弥补5寸单元的低音不足。

为了使箱体不至于过大，本系统大小箱的目标Q值都取为0.8，理论净容积分别为145升和35升（计

算过程略），目标谐振频率分别为44Hz和64Hz。

箱体的实际容积取值比上述理论值略小，分别取115升和26升，这样做的原因是密闭箱可以在箱内填充大量的吸音材料以消除驻波，相当于降低了音箱内的声波传播速度，会导致Q值下降10%至20%，正好抵消因箱体小于理论值而造成的Q值上升。值得注意的是，倒相箱是不宜大量填充吸音材料的，因为这样会破坏亥姆赫兹共

振条件，影响倒相口的低频响应。

为了便于制作，箱体采用了长方体结构，大小箱内部三围净尺寸分别是（高×宽×深）：

600×400×480mm、336×210×378mm，都是可以有效避免产生驻波的比例。单元开孔左右镜像对称，所有单元都略

微偏向外侧。

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