我也来设计倒相音箱

HIFIJJ

胆机跟石机都玩过了，还没有DIY过音箱，这次就来玩一玩惠威单元。
还没有备料，现在还是设计阶段，顺便show一下我的设计过程。
参考资料：《高保真音箱制作技术》，一鸣兄的音箱与电感设计软件，还有一个英文版的电感计算软件，这些资料都可以在坛上找到。
单元：惠威SS6.5（低音霸主）＋惠威Q1R
音箱形式：倒相式，个人比较喜欢对称式的音箱，前面板面积不够，故把倒相管放在后面板。
一下是扬声器单元相关资料：



SS6.5 顶级低中音扬声器技术参数
额定阻抗：  5Ω  
谐振频率：  42Hz  
额定功率：  60W  
最大功率：  120W  
灵敏度(2.83v/1m)：  90dB  
重量：  2.2kg  
音圈直径：  25mm  
直流电阻：  4.2Ω  
音圈卷宽：  17.5mm  
音圈线材：  耐高温SV线  
音圈骨架：  耐高温AL  
磁路型式：  外磁式磁路  
磁体材料：  高性能铁氧体  
力系数(BL值)：  6.4N/A  
磁隙高度：  6.0mm  
最大线性位移：  5.8mm  
顺性：  992uM/N  
机械Q值：  2.89 -  
电Q值：  0.45 -  
总Q值：  0.39 -  
振动质量：  14.7g  
等效容积：  24.8L  
箱体类型：  导相式  
推荐箱体净容积：  15L  
导相管调谐频率：  45Hz  
箱体在自由场-3db频率：  49Hz  

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  

我根据书上的公式设计的音箱外型尺寸：


由于SS6.5的Q值为0.39，非常适合用来制作倒相箱，频响曲线在中频段比较好；Q1R的频响曲线也相当平坦，灵敏度略小于低音单元，这也正是我喜欢的口味：HIFI、不太大的高频量感。
下面就是整个箱子的计算过程，当然这只是理论，最后还要用我们的耳朵对分频器、倒相管长度、吸音海绵的用量等进行调整。

1、箱体体积的确定：
       四阶巴特沃斯B4的频响跟瞬态特性最好，故采用；SS6.5的Q值=0.39,等效容积V＝24.8L，查表（在上述书中）得扬声器系统的声顺比为a＝1.18,由公式V（有效）＝V（等效）/a＝21.017L。
       再由两个喇叭的机械尺寸图计算出两个喇叭将占用的体积V＝0.62L（这种方法比较精确，不过挺麻烦的，但我不怕 ），还要加上倒相管和分频器、加强方木占用的体积（这部分只能估计），总共要加多1L以上的内积给音箱。
       接着确定音箱的长宽高，书上给出了多种可供使用的比例，只要这些边长不成简单倍数就行（例如1：1.5就最好不要），这样有利于箱体内的驻波均匀分布，不产生个别频点突出或凹陷。我用的是1：1.2：1.9，最终的内部尺寸为210宽×270深×390高，此时的内体积为V＝22.113L。
       喇叭在面板的具体位置我没有最终确定，只要两个喇叭相互靠近点并落在中心轴线上就差不多了，看起来美观就行。

2、分频器的设计：
       二阶二分频－6dB降落，分频点f＝2500Hz，这个由两个喇叭的频响曲线跟厂家推荐分频点确定，尽量不要在曲线峰谷点上分就行。
       参考公式：
                     L1＝(根号2×Z)/(1.52×圆周率×f)＝0.592mH
                     C1＝根号2/(3.04×圆周率×Z×f)=11.846uF
                     L2＝(根号2×Z)/(2.6×圆周率×f)=0.4155mH
                     C2＝根号2/(5.2×圆周率×Z×f)=5.771uF
                     L1、C1是低通虑波器；L2、C2构成高通滤波器

        电感器的计算公式：
        线圈的高度和宽度：H＝W＝根号里面(L/R/8.66)； R是你允许的线圈直流电阻，   
                          匝数：N＝19.88×根号里面（L/H）        
                    线圈线径：d＝0.841H/根号N
        这几个公式相当好用，我用论坛上的几个软件计算过，几乎都得出相同答案，偷懒的话用软件也可以了，呵呵。。。
        我计算的线圈尺寸：
          L1：       线径d＝1.2mm，
                       线圈高度H＝16mm，
                       线圈宽度W＝15.45mm，
                       骨架内径D＝32mm，
                       匝数N＝121.4，
                       线圈长度L＝18.10M，
                       线圈重量m＝182.6g，
                       直流电阻R＝0.2757欧姆，
                       线圈直流电阻：喇叭直流电阻＝5.514%

          L2：       线径d＝1.0mm，
                       线圈高度H＝13mm，
                       线圈宽度W＝12.54mm，
                       骨架内径D＝25mm，
                       匝数N＝115.3，
                       线圈长度L＝13.60M，
                       线圈重量m＝95.3g，
                       直流电阻R＝0.2984欧姆，
                       线圈直流电阻：喇叭直流电阻＝4.973%

    以上的线圈漆包线径都是市场上容易买到的，线圈骨架是PVC水管上用的标准尺寸，方便选材呵呵。。。）
   
    低频喇叭阻抗曲线的高频段阻抗补偿（9RC串联谐振电路）：
                          R＝5欧姆
                          C＝22.7uF

3、倒相管的计算：
                     取倒相管截面积S＝0.1~0.4倍低音喇叭有效振动面积即可，面积越大低频辐射效率越高，但管长度会越长；
                     倒相管长度L＝c×c×S/（4×圆周率×圆周率×f×f×V）－0.82根号S（单位都是用厘米计算）
                     其中c＝34400cm/s（声速），f是低音喇叭的谐振频率，V是箱体有效容积
                     取外径D＝50mm的PVC管（好选材 ），其内径约48mm，内截面积为18.096cm，算得长度L＝11.14cm。

     倒相管我设计在音箱的后面板中线上，高度与高音喇叭相当，不能使其与低音喇叭相对，否则有意想不到的结果
                     
     箱体内表面要贴上海绵，这样同时可以稍微扩大音箱的等效内积，我的这个音箱有效内积最终是与设计值相差无几的。


4、音箱的简单调试：（我看书总结的，没有实践过）
      箱体体积越大，低频下潜就越深，Q值随之下降；但过了低频就有气无力，此时应该往音箱里扔沙包；
      箱体体积越小，低频力度越好，Q值随之上升，但相对的音箱的谐振频率就要上升，此时可以再加多点海绵以扩充内积；
      倒相管越长，音箱的瞬态特性就越好，同时低频下潜也越深（不过量感会变小）但是过长了声音要拖尾，导致瞬态特性又变差，如果倒相管过长与箱体内板面靠的太近，还会产生气流声，这个要不得；
      倒相管越短，瞬态特性就越差，谐振频率也要上升（但量感会增加）。


     好了，以上就是我的设计方法，很弱，但我觉得照上面的方法去做了，声音也不会差到哪去。关键还是要最后的调试，才能出自己满意的好声。其实音箱设计没有太多的好方法，关键是要抓住几个基本原理去进行完工后的调试才行，就像我们的人生，就像我们对待我们的另一半，没有太多的规则，只能学着达到一种平衡。。。

wzy728

不错不错,建议新手看看,能学到一些基本的计算/设计方法!

HIFIJJ

谢谢版主表扬

coonywu

确实不错，提供了一个非常实用的实例。很多书本上一般只有公式而没有详细的实例，而且参数的单位也提供不完全，往往让人误入歧途得到一些莫名其妙的数据。

钢丝锯

知音,我也是这么捣腾的,不过没有你的细致
祝你成功!

musicwolf

够详细了,一条龙..

HIFIJJ

上面有点小错误，图中的前面板尺寸是210mm宽，不是240mm，现在才发现。。。

HIFIJJ

这个就是正确的

小木匠

学习了!!

KIN仔

经验+10是什么意思呀版主?
是否够一点分数就有勋章的?

初涉DIY

长知识，学习中！！！

HIFIJJ

自己再顶一下，补充个公式。
低频喇叭阻抗曲线的高频段阻抗补偿：
       R＝扬声器额定阻抗Z
       C＝1/（2×圆周率×f×Z）单位为F（法拉）
其中f为低频扬声器实际阻抗上升到额定阻抗1.414倍时对应的频率。
最近很健忘。。。
阻抗特性如下图：
SS6.5

Q1R

LaMer

原帖由 HIFIJJ 于 2007-6-4 12:21 发表
3、倒相管的计算：
                     取倒相管截面积S＝0.1~0.4倍低音喇叭有效振动面积即可，面积越大低频辐射效率越高，但管长度会越长；
                     倒相管长度L＝c×c×S/（4×圆周率×圆周率×f×f×V）－0.82根号S（单位都是用厘米计算）
                     其中c＝34400cm/s（声速），f是低音喇叭的谐振频率，V是箱体有效容积
                     取外径D＝50mm的PVC管（好选材 ），其内径约48mm，内截面积为18.096cm，算得长度L＝11.14cm。
    ...

按照所提供的数据：V=22.113 、 S=18.096(平方)cm 、 低音单元协振频率 45Hz，算不出11.14cm来，请问公式、或者公式中的单位有没有错误？

HIFIJJ

没有错！V＝22.113L＝22113mL 这个地方要注意。
   还有谐振频率是喇叭本身的42Hz，不是推荐使用的倒相管的45Hz。

六天七夜

学习

野脚猫

很详细呀,学习了 内容积跟我新做的这一对基本一致(我的略小)

野脚猫

偶手头的SS6.5的批号相当老，参数相差可能很大

爱死DIY

楼主好人！正在发愁呢，真是及时雨啊