为音箱体检－浅谈测量

RLC · 发表于 2007-11-29 11:24

测量，一个不太感兴趣的话题，究其原因，不外乎“测量太烦”“额外增加了经济负担”。我也曾经说过对于只做一二对音箱的朋友，没有必要化大价钱去置办昂贵的设备。但是，如果化很少的钱又何乐而不为呢？其实论坛提供的套件其价格还不如小孩的一个玩具价格，就把它当作廉价的成人玩具，况且现在电脑很普及，年轻人又有很多电脑高手，很值得一试！
这里必须说明，测量只是一种手段，而非目的，我们的目的是把自己DIY的音箱做得更好！我想从最简单的测量开始与大家聊聊。对于测量中的复杂问题和测量后的调整问题暂时不展开讨论，我们新手上路，一切从零开始。测量烦不烦？难不难？不难也不繁，就好像使用万用表一样。
测量分两种：一种是事前测量，主要测量喇叭参数，频响曲线，阻抗曲线，为箱体和分频器设计而用。另一种是事后测量，主要测量箱子完成后的总体频响曲线和阻抗曲线，为调整提供依据。
我们先从后一种最简单的测量说起，把话筒对准高低音喇叭中间，离喇叭（箱体）0.6~1米左右，所有连线见坛上“测量套件手册”。打开电脑和软件，打开测量仪器（按下声卡校正键）在不接喇叭和话筒的情况下，点击“设置”显示下图：
浅谈测量1.jpg

图中：“输入/输出设备”下面两个长方形的小框显示的是当前你所使用的电脑的声卡型号，不必去理会。再下面传声器校正数据，我们不使用也不睬它。接下去我们要像使用万用表一样，选择“量程”和“调零”，最右面的两个小框，一个是采样频率，一个是MLS长度，这是什么意思呢？我们先看上图的曲线框，左边纵坐标表示的是声压（增益），单位用dB。数值越大，声压越高，声音越响。右边纵坐标是度，是相位单位，中间是0，上下对称，以正负30°60°90°••••••排列。横坐标是间隔排列不等的一条条竖线，这是为了符合听觉特性而设计的对数坐标，表示频率范围从20Hz~20000Hz.。在这张图中将出现一条曲线，或阻抗曲线，或频响曲线，这条曲线可以看作是很多的点连接而成的，每个点都有对应的纵坐标和横坐标。那么，每个点的位置精确度如何呢？这就是由采样频率和MLS长度决定的，也就是我们要选的“量程”。采样频率取44.1KHz，而MLS长度取8192，它等于2的13次方〔即13Bit〕，这和CD机道理一样，20Hz,每秒振动20次，44100除以20＝2205，也就是每个波取样点超过了2000次，而对于20KHz每秒振动20000次，44100除以20000=2.205,平均每个波取样不到3次，由3个点要拼回一个完整波形难怪不太准，所以采样频率越高对高频段曲线正确率越有利。MLS长度则决定了点在纵坐标中的精度。事物都是一分为二的，精度取太高曲线毛刺就多，不便观察，我们取44.1KHz,8192即可。必要时取16384(14比特)也可以。
接下来我们要调“零”了，点击“检测电平”，调节仪器音量电位器，每调一次，点击“检测电平”一次，直至左上角出现两条绿色电平且上面带帽子即可。若出现红色，把音量电位器调小一点，再点击“检测电平”直至红色消失。接下去点击“声卡校正”，出现一条比较平坦的曲线，（见上图）即声卡校正结束，意味着万用表“量程”选定，“调零”结束，可以开始测量。
把音箱、话筒与测试仪器连接好，仪器调在“频响测量”位置，点击上图中的“测量”，出现下图：
浅谈测量2.jpg

在2ch模式前的小框里打上勾，时域下面的小框选ch1-2，因为我们的测试议是双声道。长度（时间窗）后面的小框改成2~5ms，(我选2.99ms)，因为话筒离音箱1米左右，时间窗选得时间太长，反射声要影响测量，补偿后面的小框填上60~100cm.。点击“时域”，把脉冲对齐。若没对齐，调节60~100cm的数值，脉冲会左右移动，直至对齐，（我最后调定67.86cm）.。若曲线毛刺多，调时间窗时间长短使曲线尽可能平直。如下图：
浅谈测量3.jpg

点击“频域”，点击“开始”即出现下面的频响曲线图：
浅谈测量4.jpg

下面测量阻抗，阻抗测量比较简单，先把喇叭线临时拔掉，仪器在“阻抗校正”位置，点击上图中的“Z”，出现下面的图：
浅谈测量5.jpg

“ 电阻”后面小框内是参考电阻值，套件内参考电阻为8欧姆，由于种种原因不能简单地填入8欧姆，而需要调整。方法如下：首先要知道套件内校正电阻的值（标称16欧姆），具体用数字万用表量一下，我实测15.2欧姆，在“范围”下面的两个小框内分别选10，20欧姆填入，不填这范围，直接用1、50欧姆也行，只是精度可能差些。改变“电阻”旁小框内数值，使上图中黑线的值在校正电阻值上（看左边纵坐标），也可以用光标移到黑线，曲线框上有一个小框会显示阻值。我使黑线校正于15.2欧姆。阻抗校正就结束了。接上喇叭线，套件处于“阻抗测量”位置，点击“开始”，出现下图，阻抗曲线测量完成。见下图：
浅谈测量6.jpg

工欲善 · 发表于 2007-11-29 11:33

迟到了，学习中，从0开始。。。。。

RLC · 发表于 2007-11-29 11:34

下面是原厂提供的阻抗曲线、频响曲线图，与justMLS测得的阻抗曲线、频响曲线图，让大家比较和参考。上面的图是手提电脑测得的，下面的图是台式电脑测的。
浅谈测量7.jpg

说明：从原厂曲线看，倒相式音箱的系统谐振频率fo在42Hz左右，低频峰大于高频峰。由于加了阻抗补偿，阻抗基本在4欧姆左右波动，波幅不大，有利于功放推动。制作时考虑到阻抗峰的情况，有目的地缩小了倒相孔，现曲线双峰差距缩小，fo＝42.9Hz，阻抗在4~6欧姆间波动，基本符合原作。从频响曲线看，原作从200Hz~5KHz基本平直，5KHz以上曲线呈上升趋势，但基本控制在3dB之内，制作的箱子基本与之相符。上图阻抗曲线测量范围10~20000Hz，下图20～20000Hz，并且上图用手提电脑，下图用台式电脑，形状有些差异，但测试数据还是基本一致的
第二种测量方法，要用到“近场”“远场”“合并/添加”“障板补偿”等方法，倒相箱（倒相孔在后面）还得移动话筒位置，图比较多，但测得的曲线基本相符。音响测量的第二种方法与第一种方法类似，只是音箱内无分频器，测出数据提供给软件进行分频设计，所以考虑的问题、补偿方法比较全面一些，有些还比较有争议。关于单元测量就不再多说，有些有争议的部分，我们绕道走。现主要介绍一下测量步骤，更深层次的问题，待大家在实践中完善。这些步骤只是我的一些肤浅的实践，仅供参考，有不妥之处请大家指正。要说明的是因为我的音箱已完工，所以是带分频器测量的，然而不影响测量方法和步骤。
软件校正、阻抗校正、阻抗测量与上面方法一样，就省略了，先测高音远场，一切照旧把线连好，喇叭线夹子夹住高音接线柱，套件按下“频响测量”键，话筒离箱0.6~1米，对准高音正前方，点击“时域”框，像第一种方法一样，长度（时间窗）选2~5ms，补偿（距离）选0.6~1米，对脉冲。调长度、补偿，现调在2.99ms，67.86cm，脉冲基本对齐，见下图，时间窗选得时间长反射影响大，曲线毛刺多。选得时间短，低频正确率下限上升，现选2.99ms，400Hz以下的频率已不太准确，后面将用近场测量来互相取长补短。这只是对低音而言，高音反射忽略不计，因测完高音直接测低音，位置不动，所以先把这些工作做好。
浅谈测量10.jpg