剖析后加载号筒扬声器举例以及讨论

okk

剖析后加载号筒扬声器举例以及讨论

（近一、两年为了把等离子火焰关在喇叭内，并与其他单元组成全频域系统，故花了些时间关注号筒扬声器。得空时将陆续把心得与DIY友们共享。）

后加载号筒扬声器，是不少DIY友关注的扬声器类型。是组成全频域系统的选项之一。

现在经常见到的形式是常规封闭式音箱内开个孔接上（加载）号筒。说白了，其实就是倒相管较长的常规倒相箱。（倒相管可以是直筒、弯曲筒或是逐步扩张的号筒）。而那种驱动单元后部直接接到号筒（正后方号筒或侧向号筒，也称传输线音箱）的也有，但目前已经较少用了。
后加载号筒扬声器箱体尺寸及号筒尺寸需和采用的驱动单元相配合，不是只要外径能对上就合适的。号筒扬声器箱体及号筒按照单元参数来设计，方能获得较好的性能。

下面，（为避免有关利益的对号入座问题）拿一个国外的后加载号筒扬声器来做剖析的样本。直接相关的截图来自广告，应无版权问题。
这是一件小厂的正规商品，看得出原型是经过认真设计及调整的。报价近6千美刀，二手市场价3千多美刀，价高的原由估计是耗费人力较多。相对而言，它的广告给出了较多的信息，可供DIY友仿制时参考。外形
        上半部.jpg


        下半部.jpg.


解剖照片
        内部结构.jpg


采用单元
        采用单元 TB W8-1772.jpg                

        W8-1772 性能.jpg

箱体加工图纸
        箱体加工图纸.bmp


吸音材料配置
        吸音材料配置.bmp


制做者没有给出相关的成品箱的频响性能。也未提及测试……。

因无法用测试来证实其性能，这里只能用CAD软件分析出它的仿真特性来讨论一下。。

首先查出这个8"全频单元是Tang Band的 W8-1772 它的T/S参数如下：
Tang Band    F SERIES         W8-1772   8" PAPER FULL RANGE  
DIAPHRAGM MTL                         Paper
SURROUND MTL                         Fabric
NOMINAL IMPEDANCE                 8 W
DCR IMPEDANCE                         6.8 OHM
SENSITIVITY 1W/1m                 95 dB
FREQUENCY RESPONSE                 42-20K Hz
FREE AIR RESONANCE                 42 Hz
VOICE COIL DIAMETER                 38.5 mm
AIR GAP HEIGHT                         10 mm
RATED POWER INPUT                 30 W
MAXIMUM POWER INPUT                 60 W
FORCE FACTOR, BL                 7.12 TM
MAGNET WEIGHT    (   oz)         Neodymium
MOVING MASS                         10.11 g
FERRO FLUID ENHANCED                 No
SUSPENSION COMPL.                 1374 uMN-1
EFFEC.PISTON AREA                 0.022 M2
Levc                         0.009 mH  （这值有问题，疑是 0.9 mH 或是 0.09 mH ）
Zo                         26 ohm
X-max                         3 mm
Vas                         94.45 Litr.
Qts                         0.27
Qms                         1.02
Qes                         0.36


再从箱体加工图纸里推算出后加载号筒及箱体的相应参数尺寸为：

全箱外尺寸：宽W30 深D561 高H113.5 CM  面板厚4CM  侧\隔板厚2.5CM  （体积好大哈）

内箱（腔）内尺寸： W25CM  D10.4CM  H58CM  腔体积15.1升  端距40CM 截面200CM^2  

渐变段矩形喇叭管尺寸： W25CM  H5.5CM渐变为15CM  入口137.5CM^2  出口375CM^2  长175CM

剧变扩张段矩形喇叭管尺寸： W25CM  H15CM渐变为46CM  入口375CM^2不  出口1150CM^2  长55CM

把这些参数输入到如下结构的后加载号筒的模型中。
w8-1772 horn structure.JPG


通过计算，可仿真出忽略损耗（不计各类损耗包括吸音、泄漏、界面损耗……）情况下的频响。
w8-1772 horn SPL.JPG


低频实现延伸的能力与倒相箱相当。显眼的是有个100多HZ的深坑（其位置主要由号筒管的长度决定）。由于喇叭口输出含有的大量反相中频区信号难以彻底滤除，在中频区形成了大量的响应峰谷（梳状效应）。还有些难以抑制管谐振峰谷存在。……

根据这样的频响图，我们很容易知道这个后加载号筒扬声器的预期表现。
虽经人耳掩蔽效应感觉修复，130HZ的大凹坑对低音的弱化难以克服。
加入较多的吸音材料后400、500HZ以上的起伏应能够明显克服。
加入适量的吸音材料，可以保留一些中高频的细微起伏以增加“临场感”，但是将会牺牲一些空间定位感。
箱体尺寸比倒相箱大了许多，而低频表现反而经常不如倒相箱。

再看看同样单元同样腔体倒相箱表现。
这是15L的倒相箱和20L的倒相箱同样算法得到的频响：
w8-1772 倒相SPL 20L vs 15L.JPG


这图里500HZ以上的窄起伏通过少量的吸音材料就可平服。由于没有100多HZ的深坑，倒相箱的低音听感会比后加载号筒箱更自然、更坚实有力些。

综上剖析所述，占用较少资源的情况下倒相箱更容易获得较好的效果。但对于已经确认自己更倾向喜好环绕感的朋友，则可以下手DIY个后加载号筒箱；但建议在有测试条件的情况下来细调吸音材料，以避免耳朵的某些片面性。下下功夫，相信也能得到较好的效果。


                          讨论

在后加载号筒扬声器最为风靡的上世纪七十年代。山本武夫已得出的结论：“综合以上情况，对后加载号筒扬声器箱即使进行了最良好的设计，也不过只能得到与倒相式扬声器箱大致相同程度的特性”。多数资深的专业人士的共识是：后加载传输线音箱大大增大了音箱的体积，却很难得到满意的低频性能，同时难以抑制管谐振引起的中低频区声色染。若要解决此类问题，需要很高的制做成本。所以它始终未能立席于主流市场。

人耳对声音的辨识相当于一个三分之一倍频程的过滤器，对于频响起伏的密集变化能自动地取平滑，所以这种频响相对密集的变化和不平坦并不那么可怕。有时频响总体大致平稳的复杂变化却会令人产生类似临场感的效果。资深的专业人士早已洞悉后加载喇叭的问题，都不搞了。但仍有些爱好者对这类伪临场感（味道）恋恋不舍。

到了近年大势所趋，后加载号筒的最后堡垒也改弦更张了。名箱"天朗"的皇家西敏寺，是前、后都加载了号筒的大型扬声器。
天朗 老旗舰 皇家西敏寺.jpg

它曾以众所称道优美音质称霸多年，成为后加载号筒扬声器的王者。天朗尊其为“旗舰”。

但近年来，天朗的新“旗舰”却放弃了复杂的后加载号筒，改而也采用了倒相箱的型式。
天朗 新旗舰.jpg

这是后加载号筒扬声器已却步，正在退出市场的重要标志。尽管如此，并不妨碍喜好者们的兴趣。与此相反的是，中、高音域的号筒扬声器仍在大步向前。

neofly

后加载号筒扬声器可以有效的减低喇叭振幅，继而减低失真，设计良好的箱体低频清晰有力，比倒相箱要好，不过代价太大，得不偿失。
而且造成的中频的峰谷不易克服，所以实际应用时分频点要尽量选低,对中高频也有更高要求。

同前加载比较，后加载也不能明显提高效率，所以这种箱子也就很少了。


另外O版贴的这种箱体，内部管道都是正正方方的，只是加工方便，性能并不好！

dreamworld70

好資料收藏了，謝謝版主。那號角的仿真軟體何處能取得？

穆弓

保留看法.
几瓦的功放,很环保啊.--------只因CD的指标很优秀,LP也很由秀,一切从简吧.-----让音源"说话"...吧
前向号,也是有音染的.频带好像也不是平的吧,不要大踏步了,都是老概念了,.呵呵.
看了SPL,箱子没到位..低音不会好.这种窄箱,还是别做了,费材料啊.

linxbaijy

O版的好文。玩了一年的捞打背负号角箱，确如O版模拟所说。最后抛弃出手了。

duanmaoyong

好文章，学习

stillstone

这个箱100 200 400HZ的波谷， 应该还是迷宫箱的范畴，还不算背负号角

穆弓

回复 8# stillstone


    夜色......
哈哈哈

hya1951

背负号角与迷宫有差别,但是免除不了喇叭正反面声波的干涉,迷宫的缺点也免除不了.
正号角箱的背面一般是做成闭箱的.
还有正反面都加号角的,情况也会好一点.
倒相箱也是利用背面声波的,不过倒相管是高Q器件,谐振带以外的高频出不来,情况就好多了,所以倒相箱是主流

剧院之声

有观点,有内容的好帖,支持.
后加载号筒扬声器确有很大的缺陷,限制了它的应用.

okk

后加载号筒扬声器可以有效的减低喇叭振幅，继而减低失真，设计良好的箱体低频清晰有力，比倒相箱要好，不过代价太大，得不偿失。
而且造成的中频的峰谷不易克服，所以实际应用时分频点要尽量选低,对中高频也有更高要求。

同前加载比较，后加载也不能明显提高效率，所以这种箱子也就很少了。

neofly 发表于 2012-8-24 20:02

后加载号筒扬声器可以有效的减低喇叭振幅，继而减低失真，设计良好的箱体低频清晰有力，比倒相箱要好，不过代价太大，得不偿失。 这一段是否neofly兄笔误了？这是前加载的优势啊。

neofly

后加载号筒扬声器可以有效的减低喇叭振幅，继而减低失真，设计良好的箱体低频清晰有力，比倒相箱要好， ...
okk 发表于 2012-8-31 10:12

只是相对倒相结构的比较。
和带密封腔的前加载号筒比较，确实后加载振幅大一些

比如Lowther全频喇叭，就是短冲程结构，如果不配合后加载箱体，是很难做到一定的低频下限的。

万健

现在的8寸全频 比如SEAS 8寸，冲程够长了，做成倒相箱低频基本够了，只是指向性太差，版主应该研究前加载号角，可以大大改善中高频的指向性，那大家都可以玩全频了，简单且效果不错。

为胆而欢

全频喇叭听味道,有必要整这么复杂吗?要出低音有必要在全频喇叭上动脑筋吗?矛盾的人们.

剧院之声

回复 14# 万健
号角,并不能大大改善中高频的指向性.

万健

不会吧!克莱那个高音就是普通球顶高音加浅号角，高频的偏轴响应不是好多了吗？号角设计我不懂，只有请版主出手，呵呵！

穆弓

剖析后加载号筒扬声器举例

剧院之声

回复 17# 万健
[不会吧!克莱那个高音就是普通球顶高音加浅号角，高频的偏轴响应不是好多了吗/color]

你不妨把它的面板换成不是浅号角的,再测下偏轴响应,你就会懂了.

rlqgg966

好文章+众多高手的高见，，，收藏下。