制作全频单元前后加载号角，动工前请各位指点

罗汉

去搜索李齐车的微博看看他是这方面的高手

二胡1982

谢谢各位的建议。我想再等等，希望有更多的烧友指出其中的问题，加以改正再动工。今天去买了曲线锯，G夹等工具。还没想好用什么材料，松木指接板，还是密度板？

二胡1982

经过考虑各位烧友的建议，对设计方案进行了调整。预留的位置发现已经不能编辑了。只好发在这里。

4. 前后加载号角设计
4.1 单元
   首先是选单元。根据试算，计划选8寸全频单元，高低频兼顾，我知道的有声韵（共四款：572/对，680/对，1780/对，2960/对）、老曹8寸钴磁（2400/对）、fostex fe206 en（1760/对），都在考虑范围内，优先考虑声韵最便宜的两款。Lowther 和Feastrex太贵了，暂不考虑。还请各位推荐一款适合号角价格又不太贵的喇叭。
4.2 号角设计
4.2.1 截面形状
首先确定号角截面的形状。圆形截面是最好的。前号角负责高频，长度短，用圆形截面。后号角负责低频，长度长，用圆截面不方便加工，需要进行妥协。这里采用方形（矩形）截面，长宽比为2.
4.2.2 延展形状
经过推到，号角截面的有效半径应满足r(x)=r_t*[cosh(x/h)+T*sinh(x/h)], 利用欧拉公式，也可写为指数形式r(x)=r_t*[0.5*(1+T)*exp(x/h)+ 0.5*(1-T)*exp(-x/h)]。其中h是延展系数，r_t是喉口处有效半径，x为到喉口的距离。
当T=1时，r(x)=r_t*exp(x/h)，称为指数型(exponential)
当T=0时，r(x)=r_t*cosh(x/h)，称为悬链线型(catenoidal)
当0<T<1时，称为双曲型。其实以上两种也是双曲型的特殊情况。
当h→无穷大时，x/h→0，cosh(x/h)→1，sinh(x/h)→x,这时 r(x)=r_t*(1+Tx),即圆锥型(conical).

我计算了双曲型喉部的声阻，同时也是功率传输系数(power transmission factor)，如下图。其中fc为截至频率。可见，指数号角和悬链线号角在截至频率附近的频响并不好。这里采用双曲型号角。后号角负责低频，为使低频稍强一点，选择T=0.5。前号角负责中高频，为使两个号角频段交叠处尽量平滑，选择T=0.6。


   
4.2.3 截至频率选择

为了适应家居环境，通过试算，后号角低频截至频率设定为80Hz，负责80Hz-600Hz的频带（注释：原来设计的是100Hz-1200Hz，hoolion 提醒说“背负载号角运行频域不但有口部面积决定的频率下限，而且有上限。这个上限频率由单元的参数决定：Fh=2*Fs/Qts,一般情况下能达到400-500hz就很不错了。”，这个我还没搞懂，不过还是把低频号角的高频截至频率降下来了）。前号角负责600Hz以上的频带。

下面给出各参数的计算。
4.3 后号角
   
4.3.1 延展系数h
    双曲号角的截至频率f_c=c/2πh, 由f_c=80 Hz可计算出h=0.6767.

4.3.2 喉部面积.
喉部面积一般取1/4—1/2单元的等效面积，单元的等效面积=0.7*单元面积，这里取喉口面积=0.32*单元的等效面积。计算出喉口（矩形）的尺寸为0.12m*0.06m。

4.3.3 号角长度。

号角长度是应该由截至频率，口部面积，后部面积最后计算出的。这里之所以先计算或者先确定号角长度也是考虑到空间有限进行的妥协。而且要考虑到后号角需要弯折，弯折后应口部和前号角口部平行。也要考虑到口部尽量不弯折。还要考虑到尽量方便制作。是经过反复计算得出的。最后的方案是：轴线弯曲为J型，弯曲部分为一个半径0.4m的半圆，再加上一段0.35m的直线，总长度为1.606m。此外，hoolion 提醒“前后号角的衔接频率，要考虑相位，与号角的长度有关。”。对于一个单元前后两面负载，信号是反相的，两个号角总长应是交叠频率是半波长的奇数倍。前号角加上喉腔的长度应为0.35m，总长1.956m。交叠频率600Hz的半波长的7倍为1.983m，基本符合。


4.3.4 口部面积。
由h,喉部边长0.12m/0.06m，号角长度1.606m，代入r(x)=r_t*[cosh(x/h)+T*sinh(x/h)],其中T=0.5. 可计算出口部边长为0.97m/0.485m。面积=0.98*0.485=0.47m2.
无限长号角的开口面积是无限大的，这当然无法做到。实际上口部周长C>λ, 或者口部面积Am=π*(C/(2πf_c))^2，就可以使口部的辐射阻抗以阻为主。其中C是口部周长，Am是口部面积，C是声速，f_c是可传输的最低频率，λ是相应的波长。f_c=80Hz时，口部面积1.44平方米，对家居环境仍然是太大了，不得不进行妥协。C>λ是是指号角被悬挂在自由空间中的指标，每当空间角度被二等分时，这个值都可以被除以2，考虑到号角只向2π立体角的空间辐射，而且当放置在地板上时，只有π立体角的空间。也就是f_c=80Hz时口部面积只需要1.44/4=0.36平方米. 选取0.47平方米应该可以了。

4.4 前号角
4.4.1 延展系数h
前号角截至频率为600Hz。由f_c=c/2πh可计算出h=0.0902.
4.4.2 喉部面积.
     喉部半径选取比单元半径小1inch=0.0254m. 即（4-1）*0.0254=0.0762m
4.4.3 号角长度 和口部面积
     选取口部半径为0.25m, 由 r(x)=r_t*[cosh(x/h)+T*sinh(x/h)] 其中T=0.6, 可计算出号角长度0.126m。

设计图如下

gorran

楼主,喇叭是否要选用Q值低的低音才没拖尾?

二胡1982

回复 24# gorran 楼主,喇叭是否要选用Q值低的低音才没拖尾?

这点我不懂。需要学习学习。

hoolion

建议楼主把单元的参数弄清楚，高Q值的单元不适合号角。

CHAOGAO

回复 23# 1982 二胡兄实在是高,看了你的帖,很受启发,谢谢.我和你一样正在研制同样玩法的号角,但我是在西电箱体设计上作实践,原因是进口中高压缩单元价太高,而国产的声太硬,而且两者的频率下限都做不低.经过把全频单元和压缩头装进号角对比,我选用了万钧4寸全频单元代替中音压缩头,装进号角后,灵敏度超过100DB,很有前景,频带展宽,单元搭配因还在调研中,结论和过程以后再说.

二胡1982

回复 27# CHAOGAO


    你的蜗牛号角做的真漂亮！我正发愁如何做出这样的曲面，如何粘接，用什么板材等。请CHAOGAO兄指教。我qq：110009718。

二胡1982

回复 26# hoolion 建议楼主把单元的参数弄清楚，高Q值的单元不适合号角。

谢谢hoolion兄再次提醒。关于单元参数的含义我不太懂，正在补课。

okk

支持这个。
关于后加载，看下：http://bbs.hifidiy.net/viewthread.php?tid=679323

把你选用的单元参数及设想的号筒贴过来，得空时帮你核算下。

二胡1982

回复 30# okk

谢谢版主支持。

关于喇叭单元，本来想选国产的如声韵或老曹，gorran 和hoolion 两位都建议要选用低Q值喇叭。查了一下，Qts值都在0.5以上，有些高。

只好把目光投向外国喇叭。目前看到三个seas H1597-08(万健 建议), Fostex 206E, Markaudio Alpair12P。后面两款价位基本相同。
我倾向于选择Fostex 206E,总 Q值低，而且好像老外也喜欢用它做号角。还请o版帮忙看看是否合适。参数如下，从淘×上复制的。

Alpair12P全频8寸扬声器


Revc= 7.000 Ohm
Fo= 42.149 Hz
Sd= 147.410 cm_
Vas= 43.060 Ltr
Cms= 1.396m M/N
Mmd= 9.188 g
Mms= 10.217 g
BL= 7.540 T•M
Qms= 1.981
Qes= 0.333
Qts= 0.285
Levc= 53.952u H
No= 0.936 %
SPLo= 91.730 dB




Fostex 206E

Fostex 206E

okk

这三个都不适合前号角用。
前方只能直接辐射才有足够的高音。

二胡1982

回复 32# okk


    前方不加号角，岂不是又回到了背负号角箱。为什么前方加了号角高音就出不来了呢？请o版解惑。

gerione

成熟案例捞打就有一款很合适，攒攒钱基本一步到位。Lowther  opus one B

okk

这些单元不是为前号筒设计的。
全频单元厂家推荐的箱体没有前号筒的。若有，那个单元就合适了。

二胡1982

我是初烧。34楼gerione推荐捞打,可是超出了我的预算。 o版见多识广，能否介绍一下还有哪些单元适合前后号筒？非常感谢！
实在没有，只好攒钱买捞打，这一想法就要延后实现了。

CHAOGAO

回复 36# 二胡1982

建议在网上多查看有关各类号角的帖子和资料,并不是凡捞打单元就是好的,PM4不错,一万元只左右.太贵了,我用万钧三寸或四寸全频做,效果同样很好,另号角想一次做好很难,画图,计算是一回事,实际上做又是另一回事,但如果没有亲自动手做过,怎能有经验总结和设计检验qq;653332964

gorran

这些单元不是为前号筒设计的。
全频单元厂家推荐的箱体没有前号筒的。若有，那个单元就合适了。
okk 发表于 2012-10-9 20:08

O版,找到这个5寸的有前号筒设计.

simanm

占个位置看热闹

二胡1982

回复 38# gorran


    这款单元是什么牌子和型号？