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我音箱设计的封刀之作
一、发烧的经历
10多年来我共设计了9对音箱，时间长的做了一年多，短的也做了好几个月。其中：第一对是尝试之作，居然很成功，音质也不错，转让给一位熟人后，人家也是挺中意，于是有了后续的作品；第二对、第三对是入门之作，以DN-A3分频的哑铃式两分频惠威音响，现在成了人家的摆设或家俱；第四第五对是入室之作，积累了一定经验，较轻松完成了，也是DN-A3分频的哑铃式惠威音箱，只可惜用它的就是一些不懂音乐的人，以致千里马埋汰在槽枥之间；第六对是成熟之作，就是我现在用的，是Hi-Fi兼容AV的三分频落地箱，高110cm，单只重25kg，音质很稳定。第七对是理想之作，这时我的设计理念已非常清晰和成熟，个人技艺达到的颠峰水平，这对音箱的确也非常好听，所谓“静若处子，动若奔雷”，是替一位同事结婚设计的；后来又做了两对：第八对和第九对是凑和之作，音质都不如第七对好听。
前段，组织部派我到浙大学习一周，在杭州买到一些配件。现在，我要做我的第十对音箱，完成之后将封刀挂剑、退隐江湖，不再设计音箱了，所以，我把它定性为封刀之作。
二、缘起和理念
有了落地箱后再搞一对小型的书架箱听人声是不错的选择，我有比别人更强烈的意愿，要从12年前说起，那时在乡镇工作，朋友知道我喜欢音响，特意找人从福建四大高峰之一的辰山之顶搞到一副松木板材（之前多用中密度纤维板和高密度纤维板MDF）。我一看就喜欢上了:那里海拨在1800米左右，终年气温较低，树木生长缓慢，上百年的松木才合抱大（约40～50cm），所以木质非常致密，比重特别大，比同等体积的中纤板还要重得多——这正是做音箱的首选良材！但机缘不到，我不随意使用。
今年，我从市里调到乡镇任职，终于有较多的时间来打磨自己喜欢的东西，我要精雕细刻、做一对音质比以往9对还好的Hi-Fi小音箱。
三、材料选择和数据设计
为了做好这对音箱，我对于器材的选择是精心策划的。
主要器材有：喇叭、分频器、接线柱、吸音棉、内六角螺丝、音响线、油漆等等。
辅助器材包括购买了600多元的各类使用工具，如钢锯、内六角螺丝刀、刨子、手工钻（及3mm、5mm钻头）、木工尺等等。
在设计数据上也力求合理、精益求精。
1.喇叭：器材的好坏直接关系音质，所以喇叭的配对至关重要！国外的发烧喇叭是一般人的首选，只是很少零售（多是卖整箱），网上一搜多半是二手的，考虑到没有参数资料、以后的更换成问题且价格高昂，只好把眼光转向国产的。事实上国货也有好的，如美之声、银笛、惠威、老南鲸中都有不错的产品单元。有人统计，在欧美的音响市场，人工费与材料的比值为6：1，而中国则倒过来是1：4。就是说国外7000元RMB的音箱中，材料只点到1000元，其他6000是人员工资和利润，中国倒是材料更贵。——从性价比上讲，国货不错！
高音单元：我选惠威的Q1—R，主要是声音靓而耐听，不刺耳。总体来说，我对惠威的大部分产品是不敢恭维的，以前也用过一些喇叭单元，总觉着音质好的不多，且跟其它厂家喇叭单元配对的兼容性很差。但Q1R却是其中的蛟蛟者，好在什么地方大家听一下就知道。它的参数如下：
Q1R 顶级高音扬声器技术参数
额定阻抗： 6Ω
谐振频率： 1000Hz
额定功率： 15W
最大功率： 30W
灵敏度(2.83v/1m)： 89dB
重量： 0.8kg
音圈直径： 28mm
直流电阻： 5.3Ω
音圈线材： 耐高温铜包铝线
音圈骨架： 耐高温Aluminum
磁路型式： 屏蔽式防磁磁路
磁体材料： 高性能铁氧体
推荐分频点： >2500Hz
低音单元：我用银笛6.5寸高保真防磁喇叭YD167-1506X2-S。为φ167圆形铝盆架，橡皮边羊毛盆，φ38铝骨架音圈，高性能磁屏蔽磁路单元。银笛的这款低音是其上乘之作。产品参数：
额定阻抗： 8Ω±15% 长期最大功率： 40W
额定功率：15W 额定特性灵敏度： 88±2dB(1m•1W)
F0： 38Hz±15% 额定频率范围： f0-5500Hz
Q0： 0.27 M0: 16.5g
等效容积： 29L 有效振动半径(A)：6.65cm
额定总谐波失真： (1m•89dB)≤7%(1.2f0-500Hz) ≤5%(>500-5000Hz)
高音推荐分频点是>2500HZ以上，低音推荐分频点是3000～5000HZ
2.分频器：配对的是银笛的TF-2201二分频套件，低通、高通均为12db\oct，建议分频点为3000HZ。
认真研究了数个晚上，认为这款分频器是比较合适的，分频点3000HZ跟喇叭很匹配，而且可以使人声方面的音频曲线更加完美、平滑，能够更充分发挥本书架箱的优点。
有兴趣的朋友也可以自制分频器，只是比较麻烦。公式如下：
（1）低通滤波12db/oct、6db交叉：
L=296R/f (mH) C=14800/f*R (uF)
（2）高通滤波：
L=170R/f (mH) C=85300f*R (uF)
其中:
L—线圈电感值(mH) C—电容器容量(uF)
R—扬声器的阻抗（Ω） f—分频点的频率（Hz）
3.音箱内容积计算
根据厂家推荐YD167-1506X2-S的等效容积为29L，一般经验取它1/2~2/3为好，则容积最好在14.5～19.3升之间。当喇叭的Q0值为0.27时，音箱的固有频率Fc=F0 * 1.35≈50HZ，劲度比是(a)0.935。则：
V0=355A(四次方)/a*Fc(平方)*M0≈18(L) 其中:
A为有效振动半径6.65cm a为劲度比0.935 M0是有效振动质量16.5g
V=V0+扬声器和其它在音箱内的物体占用的体积(本箱约为3升)=21(L)。
4.导相管的长度(l)计算
S=喇叭有效振动面积，则:
S=13.892~55.568(平方厘米)。取S=40则口径d=7.1~7.2cm
L=30000S/Fc(平方)*V0—0.825√S≈15～21cm 取L=16cm
5.音箱内部尺寸计算
限于板材的宽度和书架箱大小关系，综合考虑最佳消除驻波的比率，我将内空比初步设为2.7：1：1.2，由此求得内部尺寸。设内部宽度为N，则：
18升*1000=2.7N*N*1.2N N=17.711cm 取内部尺寸互为质数:
高H=2.7N≈47.59cm 深D=1.2N≈21.41cm 宽W=N≈17.77cm
内容积为47.59×21.41*17.77≈18.105(L)符合设计标准，在15～19L内.
6.裁板
以板厚20mm计算,音箱尺寸为
高:47.59+4=51.59 深:21.41+4=25.41 宽:17.77+4=21.77
裁板尺寸:
前后板: 51.59x21.77 4块
左右板: 51.59x21.41 4块
上下板: 17.77x21.41 4块
7.开口
以前面板宽度中线为准,高音开口80mm、低音开口148mm、导相管开口83mm，在后障板开接线柱开口10mm x 2。
注：我用山上老毛竹裁成内径约70～72mm、长度约16cm、厚度约5mm的竹筒，经压力锅水煮30分钟 烘烤10分钟，20多天风干后制成导相管。
8.其它设计
（1）低音扬声器与导相管的中心孔距d=2.5～4倍A≈20cm。
（2）吸音棉用3mm的聚脂纤维棉。
（3）喇叭螺丝用内六角自攻螺丝钉。
（4）不用接线盒而用台湾产的长30mm接线柱。
（5）整个箱体不用铁钉或铁制螺丝钉连接（磁化后都是磁体影响音质），全部采用竹钉固定。竹钉直径5mm，经压力锅水煮30分钟 烘烤10分钟，20多天风干后制成。
四、箱体制作
（1）音箱板用砂纸逐块打磨干净、平整，尺寸要尽量精确；
（2）用白胶粘合音箱板，做到严丝合缝、尽量密合，不足处要砂光；
（3）箱体的四边每隔10cm打一枚经白乳胶涂抹的竹钉固定，待白胶干透彻后，锯去长出来的竹钉并用砂纸磨光竹头；
（4）箱体内涂抹一层厚3mm左右沥青油，凡有缝隙的地方都要灌密；（5）对箱体整体打磨、抛光、喷漆和其它美化处理（也可以贴纸）；
（6）装吸音棉；
（7）用怪兽100芯线焊接分频器、接线柱、喇叭，注意：高音要反相相接，即高音的正负板与分频器的正负极反接；
（8）接线柱固定在音箱后障板上，喇叭下套橡皮垫圈用内六角螺丝固定在音箱前面板上；
安装步骤大体如此，有一些次序前后调一下也无碍大局。
五、试听
用了几张专业的测试碟、输入各种频段信号进行测试，又对人声、器乐、电子乐，以及交响乐曲交叉对比，对于中频、低频是很满意的，高音部分也不错，就是有一段，感觉在分频点3000HZ前后不是很平顺。可能是刚刚做好，音箱没有“煲”来；也可能是惠威跟银笛不好配对的原因。但除此之外，总体很好。拟过几天高音换成银笛防磁高音YDQG5-34试试。
试听用的功放是EL-34B管子做的胆机，音源是荷兰生产的一种CD机，前后级音频线也为该厂赠送，品质还不错，音箱接线用怪兽200芯线材。 |
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105394| 128
发表于 2011-11-7 22:34
