做箱之前的最后试验,FTC以下频率的失真测试,晕倒,一切从0开始

hya1951

准备做D10GX2闭箱已经很久了,理论上的探讨和实践上的试验也做了不少,目标是:
1.低频下潜到25Hz,频率范围25-200Hz(-3db),量感:105db(双声道),质感和速度感好,失真较小.
2.受场地限制,只能做中型落地箱,占地面积与书架箱相仿,低音箱的净容积60L左右.
这个指标用常规方式达不到的,要求质感和速度感好,最好是闭箱,但是闭箱要在25Hz达到105db(双声道),用一个低音是达不到的,所以选了实际辐射面积为415cm^2(11寸半),线性冲程+-8.3mm的D10G 2个,经LSPCAD模拟,25Hz达到107db(双声道).
   这里有一个重大的障碍,Q10G的QTS=0.46,VAS=117L,单个低音的容积仅为30L,装箱后系统QTC将大于1,离理想的QTC=0.55-0.6很远,SPL有一个大峰,解决的方法为负阻驱动,用50%的负阻驱动就可以将QTC降到0.5.
   第2个问题是SPL的平直,方法是加频率均衡EQ,加了负阻驱动后用1阶的EQ就可以将SPL做平.
   问题就这样轻松解决了?天下有这等好事?为什么商品箱不这样做呢?要知道EGG的旗舰为了解决下潜,量感与体积之间的矛盾,采用等压驱动方式,每边可是用了9个丹拿的12寸30W100喇叭啊,总有我们还不清楚的理由,心里仍充满疑惑,迟迟不敢动手.
   Lyticast是第一个吃螃蟹的,他的铁甲威龙用了2个12寸的PA喇叭,浇注铝箱,容积也不大,曾经开过展示会,听感是低频速度很快,但似乎有点硬,不够宽松,与Lyticast一起做的一个朋友,用的是木箱,容积仅为70L,一样的2个12寸的PA喇叭,据Lyticast说,除了箱子振动不一样外,低音效果是一样的.
   前人栽树,后人乘凉,有了Lyticast的实践,胆子大了许多,外型设计改了几稿,终于可以外发加工了,但是心中仍对Lyticast系统低音较硬有所不满,想分析下原因,争取克服掉.
  1. Lyticast系统低音较硬是否由于系统QTC太低,过阻尼引起的?Lyticast系统用了90%的负阻驱动,QTC可能0.2都不到,这个很容易纠正的,因为负阻驱动的量是可以通过改变放大器参数,从0%-90%任意调节的,很容易调节到QTC=0.55-0.6.
  2.Lyticast系统低音较硬是由于系统中存在较严重的低频失真引起的,这可是最要命的,Lyticast用的12寸PA喇叭,悬边是极硬的,F0在45以上,装箱后的谐振频率FTC估计在65左右,对于箱子在FTC以下的失真度表现,我一直心存疑虑,做箱之前,还是试验一下为好.
   找到一只容积为20L的厚壁塑料桶,口径正好与D10G相同,太巧了.
   观察喇叭失真的方法用的是我以前尝试过的恒流驱动下用示波器观察喇叭端子上电压波形的方法,很简便,但行之有效,虽然J版说此方法不够灵敏,较低的失真不容易看出来,但是我认为在低频区问题是不大的,因为人耳对低频失真很不敏感,眼睛观察不到的失真,耳朵应该听不出来.
   上箱之前先测了F0=27Hz,与官方参数26Hz非常接近,而且时值冬日低温,与夏天的参数几乎无改变,说明悬边质量还是过硬的.用示波器观察喇叭端子上电压波形,直到25Hz,没有失真现象.官方的参数VAS=117L,草草计算了一下,上箱后的FTC在70Hz左右.
     将D10G的12个螺丝孔用双面胶封掉,用厚的双面胶将喇叭端面与桶粘合,用手推一下盆,竟然阻力很大,说明毫不漏气,先测量FTC=70Hz,与理论值完全一致,说明VAS=117L也是准的.
    关键的是FTC频率以下的失真度,降到50Hz,波形基本是好的,但在45Hz左右,就有失真现象可以观察到,40Hz左右失真现象就很严重,35Hz以下惨不忍睹.
    看到这里,心里不禁凉了半截,最不愿意看到的现象发生了,而且无可挽回.失真大是HIFI所最忌讳的,虽然相比常规的恒压驱动,恒流驱动下失真是放大的,负阻驱动的失真还要更小一些,但是不可否认的是:箱子在FTC频率以下的失真还是非常明显的,小体积,大低音的方案彻底没了戏.
    值得庆幸的是,箱子还没有做,但是一切必须从0开始,熊掌与鱼尚不可兼得,何况是想要低频下潜,量感,速度感,失真较小,与小体积5者兼得,看来在有限的条件下合理的设计必须有所放弃,有所妥协.
    还要提一点:在试听Lyticast的第一套系统时,我仅听出低频的量感不够,因为在那个系统中没加EQ,但是我坛的一个重量级人士在听过后表示:除了量感不够,还有较严重的失真,如今而言,我更是佩服得五体投地

hya1951

从上述分析看,箱子重放系统谐振频率FTC/1.4 以上的频率,失真度还是较小的,要重放25Hz,FTC要在35Hz左右,这是很高个要求,就单个D10G来说,即使加了高效率的吸音棉,箱子也要120L才够,OK板的大金字塔,用D10.8,容积也在110L,如果用2个D10G就要240L,基本上是绝无可能的.
在1.下潜,2量感,3.速度,4.失真度,5.小体积这5条里,放弃任意一条,按现有技术,就可能实现
1.最初的小体积双低音闭箱方案满足了除失真度以外的要求,由于失真度对于HIFI系统的决定性作用,否决.
2.大体积方案,在实施上不可能,也否决.
3.用2个D10G做成等压驱动方式的闭箱,即两个喇叭背对背装在一个小盒内推挽式工作,一个向外,一个向箱内,等效VAS减半,因此箱体只要单个低音的一半,即60L就可以,可以满足除了量感以外的其余4个条件.
不足之处:
a.由于只有一个喇叭对外输出,25Hz时最大线性冲程是声压为101db,不大够.
b.一个喇叭内装,箱子外加工好以后很难实施,除非自己动手做箱子.
4.用2个D10G做成等压驱动方式,但是做成倒相箱,虽然也只有一个喇叭对外输出,但是由于倒相管的作用,其低频输出能力比2个喇叭对外输出的闭箱更大,可以满足除了速度感以外的其余4个条件.不足之处:
a.速度感与群时沿特性较闭箱差
b.一个喇叭内装,箱子外加工好以后很难实施,除非自己动手做箱子.
c.由于小容积,低调谐频率,实际的倒相管太长,超过箱子厚度,除了很难实施外,还会带来其他问题.
d.由于有倒相管开口,不能使用高效率扩容的玻璃纤维吸音材料
5.用2个D10G做成等压驱动方式,但是做成用大口径辐射盆为倒相的箱子,其低频输出能力比2个喇叭对外输出的闭箱更大,可以满足除了速度感以外的其余4个条件.不足之处:速度感与群时沿特性较闭箱差.但是解决了用倒相管长度太长的缺点,还有一个额外的好处,我现有的14寸辐射盆,箱子的开口为305mm,正好可以通过此孔内装直径298mm的D10G,另一点好处是,音箱内外封闭,可以使用高效率扩容的玻璃纤维吸音材料.
倾向在方案3与方案5之间选择

zhengaa

我的想法失真与箱体容积无关？？

hya1951

创新需要智慧,创新需要勇气,创新往往付出很大代价,因为新的设想不可能很完备,任何细枝末节的失误都会造成最后结果的不完美,甚至失败,Lyticast的铁甲威龙光铝空箱重150多公斤,加上摸具分摊到10对空箱,每对空箱1万多拿不下来,最后的效果则是毁誉参半,说可以PK50万系统的有之,说不如500元AV的也有

hya1951

用开放式的障板试试！！
aiyoho 发表于 2010-12-20 22:29

开放式的障板要求喇叭的QTS=0.6-0.7,D10G的QTS=0.46不合适

炮六

支持楼主，楼主是善于学习的银材啊！

看来玩好D10等只能老老实实做大箱，找驱动力强的功放了！

superlink138

好帖--我也在考虑如何用D10G。

hupo99

学习了。看到我最后有点想瞌睡。不过如果真的是要弄D10G，必定精神振作 一口气读完。

abcd

俺也倾向第5个方案。辐射盆对改善失真有帮助。

hya1951

还有第6种方案,无限大障板,可以克服上述所有缺点,但是要装在墙上,可以说是放弃小箱体这一条吧

Julien

我支持第五个方案，支持黄兄搞好D10G

zerosystem

支持一下。通过实践而得出结果的烧友！~

hya1951

个人观点，量感不及速度感重要哦。
唐宋园 发表于 2010-12-22 16:34

上LSPCAD模拟,就可以发现一个有趣现象,倒相箱与闭箱的特征并不是截然不同的,而是一个有量变到质变的渐变过程,随着倒相箱调谐频率的降低,倒相箱的下潜更深,而且群时延特性也向闭箱靠拢,例如调谐频率在21-22hz时,40Hz的群时延数据与闭箱很接近了,但是量感也有所下降,特性逐渐与闭箱接近,比闭箱好的地方是下潜更深,而且喇叭振幅比闭箱小,因而失真也可以小些.
     还有一种用所谓阻尼盒做倒向管的箱子,倒向管中充填了强吸音材料,倒向管中基本不辐射声波,特性与闭箱很接近了,但是比传统闭箱好的是:喇叭的背压小,声音更宽松自然,据说以闭箱为传统的ATC,有的箱子就用了开口的阻尼管.

我来也

Lyticast系统的确是有点儿过阻尼
遗憾的是近来在喝着可乐听着ＭＩＤＩ成长起来的新锐设计师里似乎很流行这种干巴巴无下潜的低音，我个人认为这是对低音瞬态的片面理解，只要多去剧院听听低音乐器现场的表现，便会有个感性的认识了

hya1951

至于为什么低于谐振频率是失真会急剧加大,可以这样考虑,为儿子推秋千,在推动频率高于秋千的固有谐振频率时,不论来回你都要用力克服秋千的惯性的,只要用力得当,秋千还是可以做简谐运动的,也就是说失真很小,但是在推动频率低于秋千的固有谐振频率时,在望上推时要用力,而在秋千回落时,必须用手拖住,反向用力,否则秋千的回落速度就会太快,完全偏离简谐运动,这就会产生极大的失真,具体到喇叭与功放的关系,在功放的推动频率低于喇叭装箱后的谐振频率(FTC)时,也是这种情况,在一个正弦周期的某些阶段,功放必须对喇叭产生足够大的刹车力,这个该有多别扭,所以说喇叭低于谐振频率工作是失真会急剧加大是必然的.
高F0的喇叭,在小箱体上的FTC更高,可以通过EQ提升,FTC以下的低频在响度上还是可以达到的,但要得到低失真,纯净,宽松的低音是绝不可能的,要想好低音,大口径,低F0,大箱体还是硬道理

颠佬正传

很好的帖子，虽然论坛里都是便宜货横行，但是这样的帖子也成化石就真的太可惜了，难得的技术帖子，楼主近年来没有什么新技术帖子估计也是心灰意冷了，可惜啊

huangjingpeng

hya1951 发表于 2011-1-21 16:49
至于为什么低于谐振频率是失真会急剧加大,可以这样考虑,为儿子推秋千,在推动频率高于秋千的固有谐振频率时, ...

那在低于谐振频率的情况下，是否音量偏小，失真越大（某个程度区间）
音量小，振膜位移速度就减小了

比如弹波等恢复的速度都大于音频信号恢复0的速度，那就失真了

广西hyq

学习