迷宫音箱/背负号角箱/TQWT箱的设计原理探讨

huangweicai · 发表于 2012-9-26 13:33

本帖最后由 huangweicai 于 2012-9-26 15:05 编辑

迷宫音箱以其相当口径下能重放较低频率的低频,并且能获得比倒相箱更好的下潜和更丰满的低音等优点,所以得到了很多全频喇叭烧友的喜爱.
DIY论坛讨论如何制作的贴子较多,一般都是通过CNC数控机来切割。但是讨论其原理的少，迷宫箱这样为什么要这样设计？

先公布一个迷宫箱的图纸：

这个音箱有一个很长的逐渐放大的迷宫管道，这里有两个关键点，一个是管道的长度决定了低音的下潜频率，二是管道渐开曲线决定了能放大低音程度（号角放大）。
第一个关键点有一个计算公式，迷宫管道的长度等于低音波长的1/4，上图中管道长度约为1.6米,放大低音的频率为340/1.6/4=53HZ左右.
第二个关键点管道必须是渐开的才能呈现号角放大功能:

耳机被动放大喇叭口,能放大很微弱的耳机声音到可正常听音。迷宫箱/背负号角箱/TQWT都是相同的原理，渐开的曲线管道越接近抛物线，放大声压越大：

背负号角结构原理.jpg

huangweicai · 发表于 2012-9-26 13:42

更多的迷宫箱/背负号角箱/TQWT设计：
典型的TQWT：

迷宫箱：

背负号角箱：

更牛的设计，当然更大的体积，更深的下潜频率：

dd2008 · 发表于 2012-9-26 13:48

不能迷宫和号角不分。

huangweicai · 发表于 2012-9-26 14:23

本帖最后由 huangweicai 于 2012-9-26 14:34 编辑

迷宫箱/TQWT/背负号角箱，都是告箱体复杂的号角管道设计来提升低音的下潜和量感的，而下面几个箱体设计就很难把它归类到迷宫音箱上：

其均一的管道宽度说明了它是倒相箱，不过是一种直径较大较长的倒相管，而不是迷宫箱。而倒相箱的设计和喇叭的谐振频率（F0）和等效容积有密切关系，倒相箱是一种比较精确的设计方案，不同的喇叭有不同的参数，不能共用一个箱体，就算箱体容积差不多的情况下，倒相管也要根据喇叭来调整。
迷宫箱/TQWT/背负号角箱由于其低音共振频率和喇叭谐振频率并无多关系，所以迷宫箱为较为宽泛的设计，应注意的是喇叭频响曲线低频太低是否能通过迷宫箱提升起来的问题，一般迷宫箱/TQWT/背负号角箱较好的设计都可提升低频响度+6DB 左右。

huangweicai · 发表于 2012-9-26 14:54

前面提到的迷宫箱/TQWT/背负号角箱都相似的原理，1/4波长加载和号角放大低音，都是背号角/背负号角设计。

号角箱/前号角箱设计，放大喇叭正面声波：

gbhyjb · 发表于 2012-9-26 14:58

题目开头两字迷宫，你发的所有图片都可以统称迷宫，迷宫这个词本来就是含糊不清的，不能拿来归类使用，我绝的一开头这帖子就没议论价值了。

huangweicai · 发表于 2012-9-26 15:05

回复 6# gbhyjb

有道理,我改一下标题吧,即然迷宫/TQWT/背负号角箱都有相同的原理,那就归类在一起讨论一下,还有,我说的也不一定正确,大家都来讨论一下.

ggliming2007 · 发表于 2012-9-28 16:46

喜欢第一种，已经叫人帮做了，估计这两天就到货了

hoolion · 发表于 2012-9-28 18:11

迷宫和号角性质不同，前者是谐振管，后者是扩散管。

笨羊 · 发表于 2012-9-28 18:46

回复 7# huangweicai

介绍一下此类箱体的设计过程吧，如后腔室的容积、导管长度、喉口与开口的面积，喇叭的Q值等等与频率的关系。

rlqgg966 · 发表于 2012-11-29 22:35

一直期待楼主对10楼的问题作出解答呢，怎么不见人影了？？？

huangweicai · 发表于 2012-12-1 00:28

本帖最后由 huangweicai 于 2012-12-1 00:55 编辑

回复 huangweicai

介绍一下此类箱体的设计过程吧，如后腔室的容积、导管长度、喉口与开口的面积 ...
笨羊发表于 2012-9-28 18:46

音腔容积和喇叭的等效容积(VAS)有关，一般都是一倍于喇叭的VAS再加上适量的吸音绵填充（10%），可以有效抑制喇叭的谐振；

导管长度计算根据1/4波长加载原理来计算低音共振的峰值频率，所以和喇叭的低频频响曲线相关；同种迷宫箱的变体，可缩放下图左的箱体设计图纸尺寸大小，以适应不同的喇叭，如下图右迷宫管道长度不同（箱体高度），音腔容积不同（箱体宽度）：

喉口与开口的面积比率也不是固定的，这个比率关系到喇叭低音共振提升的程度，开口曲线越接近抛物线的比率，提升响度越高，如喇叭花音箱的前号角对声音的灵敏度提升是巨大的，其灵敏度参数记得好象标称为非常大响度的数值110DB。

超低音的迷宫箱设计，建造在地板底部的巨大迷宫式低音炮：

临风牧歌 · 发表于 2013-3-28 23:32

很牛叉的技术贴，一定要顶

NMGBTZYF · 发表于 2013-7-17 13:29

又用CAD对付画了一个，想问这个音腔，体积要多大，有什么根据，按LZ的根据好像好大一倍于VRS，一般的4-5寸的都3-6L，哪要好大的，在加上角号，哪大的没影了，在说看图例音腔也没有哪大呀，我这个是想在侧面开孔，不知道，这样的可行性，如果有问题会是什么问题

situjian · 发表于 2013-7-21 20:38

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平姐 · 发表于 2013-7-21 22:07

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reqius · 发表于 2013-7-22 01:22

迷宫箱、传输线箱和TQWT箱可以归为一类，即波导共鸣箱，它们共同特性就是只在一系列谐振点上发生共振形成系列的峰谷。理论上它以１／４波长共振为主要调整目标。但事实证明并非那么简单，管道形状，是否贴覆、填充各种阻尼材料和吸音材料都会影响管道的声学等效长度，PMC的音箱就是例子，都比1/4波长理论值偏离很多；而且实际制作中可以发现，虽然它对单元的等效容积VAS、谐振频率ｆｓ不苛求，但却对等效质量、顺性有讲究，我的体会是顺性高、振膜质量轻刚性差的单元不适合。号角都有一整套完整严谨的设计理论和公式，唯独这个没有。
另外，其实传输线的理念跟波导共鸣式也式有区别的。传输线的理念取自电路中无反射传输线概念，套用到音箱上就成了一个消音器类的东西，理想的传输线箱在开口处是没有声波输出的，扬声器振膜后面也没有反射声波，但是如此庞大的箱体却得不到任何低音的增益未免可惜，所以才有现在的商品化传输线商品箱。
号角最本质的特性并非提升低频，而是提升号角有效频宽内全频段的声效率，这点在结构严谨设计完整的中高音号角中是显而易见的。
号角完整结构，有单元前或后的气室，有喉口，然后有按指数或双曲线函数渐开的号角管道。指数号角重放的低频下限并非是取决于管道长度而是号角口截面积，所以有把开口紧贴地面、墙角，利用刚性壁面积等效扩大开口面积提升低频下限的用法，当然这样会对中高频重放还音造成不利影响；
根据指数号角计算公式，不同蜿展率，即表征号角渐开的速率，在开口面积相同的时候号角长度可相差很大。蜿展率决定了号角在有效工作频宽内的不均匀度，蜿展率过低，号角长度会很短但频响的起伏波动会很大，所以为了保证至少＋/-３ｄB的不均匀度指标，又要有足够的低频截至频率，号角管道必然很长，箱体积也就很庞大。
减小箱体积，一是蜿展率不变减少开口面积，即牺牲低频截至频率，这个做法在本来就追求低频的背负号角中少有人用；二是开口面积不变增加开口的扩张的速度，这是以牺牲一定频响平坦度为代价的。
最后，不管是哪种类型管道，不管是波导共鸣式还是号角式，每一次折叠、转弯都会形成反射，一个直长的号角是最理想的，但在低频号角来说不实用，折中办法是尽量做到让号角中轴线是曲线，所以常见的折叠号角在管壁处倒成园角并无太大效果，能做成类似鹦鹉螺箱形状才有效消除反射波。这个其实在用CNC加工切割方式重料制作的箱子来说，并无多大困难，板材消耗也不见得比楼主所贴若干图例的箱子多多少。

南美洲 · 发表于 2013-7-23 21:16

那个屋子号筒做好没有？完毕效果看看。。。

moohoo · 发表于 2013-7-23 22:09

迷宫设计图片很迷人！！

笨笨熊和鱼 · 发表于 2013-8-24 16:39

学习了，对迷宫和号角有了更多的理解

[全频音箱] 迷宫音箱/背负号角箱/TQWT箱的设计原理探讨