- 王木生
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一对理想的音箱,工作时除扬声器振膜外,其周边不应随声波而振动。反之,则主要是箱板厚度、重量不足所造成的。因此,制作音箱应该考虑到音箱的体积及功率越大,相对箱腔内气压就越大,箱壁的木板就越要坚硬、厚实,尤其是前后板极易产生振动,其板厚适当厚于侧板。
密闭式音箱的板块比倒相式音箱要厚些。如果是低音箱,其箱板则要比Hi-Fi音箱箱板重得多。由于厚板要比簿板的自然谐振小,所以应尽量选用质地坚硬、重量大,而且有一定厚度的箱板。
密闭式音箱因为没有任何漏气的地方,所以箱板过薄更容易引起共振。如果某一频率激励起箱板的振动,则在这一频率的能量将大量消耗在木板的振动阻尼之中,因而足以产生很深的谷值,严重影响音质。只有加厚箱板,才能有效果显著抑制箱壁共振,减少驻波的产生。
从制作音箱的经验数据中可知,扬声器口径大小与箱板厚度的关系如下:
扬声器口径<12.70cm(5in),
音箱板厚应有16~18mm;
扬声器口径为15~20cm(6~8in),
音箱板厚应有18~20mm;
扬声器口径为25~30cm(10~12in),
音箱厚应有20~25mm;
扬声器口径为35.6~45.7(14~18in),
音箱板厚应有25~30mm。
如果采用原木板,且其质地坚硬,则箱板厚可减少10%~15%。
1.音箱结构的选择
无论选择哪种箱体,都希望不要制成等边方形,至少要避免长、宽、深尺寸相同。箱体最好为长方形,可避免腔内某一频率产生驻波。
高保真HI-FI音响系统一般都放置在客厅中。客厅的面积大都在15M2左右,在这样的厅堂放置HI-FI音箱,虽然可以使用落地式,但其高度不宜超过1M,而且功率不宜太大。如果音响系统额定功率为100W,提供给音箱的有效功率不足。扬声器亦不可能发挥出应有的放音效果。只有给扬声器70%以上的功率,才能真正体现出扬声器的性能本色。
如果是狭窄的小厅堂,则宜用小型HI-FI音箱或书架式音箱。其音量适中, 音色优美,外形也显得雅致。汽车音箱的制作,绝大部分根据汽车后尾的空间来设计,难度较大。
2.箱体材料的选择
部分小型音箱用塑料制成外,一般大中型音箱都用木材制作。20世纪50年代国产音箱主要用原木板或夹板制作,其形式单调,系统质量档次不高。自从机制中纤维板投放市场后,它基本代替了原木板,由此制得的箱体质量也不断提高。
⑴音箱板材的选项择
木材种类繁多质量十分悬殊。用来制作音箱的板材应具有较好的纤维密度,使之有较强的抑制振动能力。同时板材要具有防潮、不易变形的特点。目前广泛使用的板材以中纤维板、刨花板为主;其次是原木板,如水曲柳、江木、花梨木、桦木、核桃木、枫木及酸枝等。高档次的音箱,可用檀木类的上等木材。选择质地坚硬、纹理细致的杂木,也是制作音箱的极佳木材。
①高级原木板一般纤维密度大、硬度高、缩水率小。其木材需要经过蒸发烘干或自然干燥老化1~2年以上才可用来制作音箱。只有这样,才能使音箱不易变形、开裂。
使用高级木材制作音箱,成本高,使用窄面的原木板,则需要拼接,这样会增加制作的难度,所以使用原木板材者并不多见。
②夹板是机制板的一种大面积平面板块。其板面大,易裁剪,容易加工,适合大、小音箱使用。但由于该板材是用胶粘层压成板块的,故容易受潮脱胶、变形,甚至被虫蛀。
③刨花板
刨花板是将刨下来的木屑,加工成粗细不等的颗粒,用胶粘剂并由机械热压而成的板材。刨花板有单层及多层两种。单层板内部的木屑颗粒分布均匀,硬度较高,表面光滑;多层板内部按木屑颗粒大小分层排列,表面颗粒小、密度大,中间颗粒大、密度小(或按密度的大小分层交叉排列制成)。刨花板由于颗粒较大,压制成的板材较松,强度低,怕潮湿,易破损。其横截面粗糙,难以加工平整,只适合用于制作要求不高的音箱,且为小型的音箱。
④纤维板
中纤板是近年崛起的高科技新产品。它是以树木中的根、枝、茎等为材料,经加工成细纤维,再用填充料粘合剂,由机械热压成各种规格的密度板材(MDF)。纤维板内部材质结构均匀、细密,具有韧性好、强度适中、抗潮湿、不易变形、表面光滑、阻尼特性较强、横切面较细、适合精加工的特点,是当今世界发展最快的新型人造板,是制作音箱的最佳材料。
纤维板分中密度板(600kg/m3)和高密度板(可达90kg/m3以上)。高密度板价格较高,一般少用。而中密度板价格适中,性能优良,是制作中、高档音箱的最佳选择板材。
⑵箱体板材开料
音箱的箱体主要用板材制作,绝大多数为长方形,也有圆桶形或其他特殊形状。根据箱体结构及其要求,还可增加箱内腔间格或加强筋板条等。
裁料前,按设计尺寸,在预先选好的板块上画上要开裁的线条。如果采用原木板或木皮制作音箱,应注意木质颜色、纹理的顺向,注意对称(每对音箱)选材。如果箱板上面板木纹理为横向纹,那么侧面板纹应与上面板同方向,这样看起来近似于原木纹理,也十分雅观。如果用的是纤维板,其本身并无木纹,箱体则要贴上木皮。裁料以合理、不浪费为原则即可。
⑶倒相管孔开设的位置和形状
开设倒相管孔应按一定程序进行,即先设定扬声器安装孔和倒相管孔在面板上的排列和孔口位置。
①倒相管孔的位置
倒相管孔绝大多数开于前障偏下方,也有开在后板的。
通常用空喇叭作倒相辐射,用于大型音箱中。由于扬声器口径大、功率大,故很少开设在前板上,否则需提高音箱的高度。
②倒相管的形状
倒相管在圆孔形、长方形、扁形等形状,但绝大多数为圆形。这是因为对于同一倒相孔口位置,圆孔的周长最小,故管中辐射阻尼最小,亦即谐振频率f0处于获得最大的声压之中。
③倒相管的大小
倒相管的大小应按原设计的数值,如果未通过调校,不能随便更改,否则会影响倒相声压的叠加及造成频率的变动。
⑷扬声器安装孔的开设
实际上,对音箱中各扬声器单元在前障板上开设安装孔的位置并没有严格的规定。但低音扬声器单元一般设在前障板的下方,中音频扬声器单元设在其中间,高频扬声器单元设在其上方。当然,在不影响放音音色、减少失真、保持美观的前提下,还可以各出其谋,设计出各自的特点。以下几种设计供参考:
这种排列方式容易获得较平坦的响应。高音扬声器排列在音箱的上部,在正常工作时可防止频率变化引起声源相互干拢。为此,应让高音频扬声器单元辐射角尽量大些,倒相管和低音扬声器的安装位置尽量靠近些,这样声源定梯形比较一致。最理想的当然是同轴配置,但这样又会产生失真。因些,一般对大型音箱,作较远距离聆听时,各单元可适当拉开;对于小型音箱,作近距离聆听时,各单元略可靠近。
扬声器排列在一对音箱两侧成镜像对称形。其优点是高、低音扬声器单元不在同一轴线上,有利于高音单元的平衡扩散,声象定位更加准确。但低音频扬声器单元的相频和辐频特性会出现线性位移。
高音扬声器单元排在2个低音扬声器单元之间,声像定位正好落在2个低音单元的中间,并与高音单元声象位置重合,使声象定位更加准确。由于播放时是同一频率,而2个低音扬声器单元距离较远,发音位置不同,声干拢影响较大,故频率曲线会出现一些差异,相位上有波动,使中频段的指向性变窄。为了减轻这种影响,2个低音扬声器单元,应尽可能靠近些。
超低音谐振频率低、功率大、振幅大,所以其箱体结构比较特殊。扬声器安装位置通常与Hi-Fi音箱截然不同。为了获得足够低的音响扬声器的安装总是放在音箱的内腔。
这种方式主要是配套特殊结构的箱体,为获得不同频响及其外观而设。由于箱体属于不规则结构,故对减少驻波及失真起到一定的作用。
这种安装方式主要用于大型歌舞厅。舞台大,排位多,声场扩散宽,以此可加强水平指向特性,使听众获得较均匀的声压。卧式音箱因摆设于低位,故不大适宜小厅堂及家庭使用。
⑸扬声器孔的开设工艺
目前在音箱正面放置的扬声器,都是前向内平面安装,开孔时,锯去放置扬声器边框内侧部分则可。应当注意,孔径不能过大或过小。孔径过大,会使固定螺钉的部位小了,紧固螺钉时容易造成塌边;孔径过小,则扬声器不能平稳贴面平放,露出空隙,造成漏气。所以要求裁剪尺寸要准确无误。
在专业音箱生产厂,有专门工具开裁扬声器安装孔。业余者则应在面板上选好位置,画出要裁去的生产线条,先钻一小孔,将线锯穿过小孔,按画线条锯出一个圆孔,再用弯刨及木锉修正。
⑹接线盒孔的开设
常用的接线盒规格如图:
接线盒a 为单声组合,接线盒b为双声组合。小型声音多使用单声组合,中、大型音箱多用双声组合。它能将音箱中不同的扬声器分别配接。其形状有圆形、方形及长方形。要求也不太严格。裁开方法与开设扬声器安装孔方法一样,以刚好套入接线盒为宜,用螺钉固定即可。
⑺音箱脚钉安装孔的开设
脚钉是音箱的一种饰物,但并非每个音箱都要装脚钉,如果需安装脚钉,可有多种选项择。最简单的是,在箱底部4个角的适当位置钉上曲尺形或小圆形的要板,这既经济又实用。但一般都是选择金属制成的专用音箱脚钉,在底板4个角适当位置钻一个深度及大小合适脚钉尺寸、能紧入脚钉螺母的孔口,装上预先涂上粘胶布螺母,用锤打入孔内,这样随时便可拧入脚钉。
⑻网罩的子母扣孔的开设
音箱网罩可遮盖整个前障板(或遮盖部分。网罩框架宜薄不宜高,网罩宜造成活动式,以便于随时拆装,这样就要选择子母扣方式,如图所示:
要安装好,子母扣是关键。可按以下方法进行:
(1)在网罩框架4个角或边上量好要打孔的位置,有1mm钻头垂直钻穿框架,在4个角及框边钻安装网罩母子孔眼。
(2)将框架放在面板上,用钉对准框架上预先钻好的小孔,垂直钉在面板上作一个扩孔记号,待全部钉好后,经检查无误再拔出小钉。
(3)在面板钉口上,用适当大的钻头钻出子母扣(以仅可紧休入的尺寸为准),然后用同一方法钻框架的子母孔。把子母扣装入时,涂上粘胶用锤紧打入已钻好的孔内即可。
- 豆豆staR
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Hi-Fi音响设备中,担任人机界面的电声转换设备--音箱号称音响系统的喉舌,音响源的最终重新演绎,全赖于此,可见其于音响中的重要地位.无怪乎国外许多高档音箱耗资巨万,几十万元者亦不鲜见,而国内近年来的发烧热点亦多集中于此.
制作优质发烧音箱,除了采用优质的驱动单元(扬声器)以外,适宜的箱体结构和加工、处理工艺亦有极重要的意义.由于扬声器单元已由工厂制造定型,故箱体设计与制作已成为影响特定单元表现力的决定阶段.本文仅就有关制作材料和工艺方面,根据报刊文献介绍及本人制作实践,总结出以下几点,以食广大烧门同行,切磋为要.
音箱的主要作用在于消除声短路,提高低音声压和均匀度,从而改善扬声器低频段的声特性,但其介入亦会带来一些负面影响,如强化共振峰,中高频反射与衍射,等等,导至低音声染色和高音声染色.尽量消除负面影响,发挥改善低音的作用,是制作之根本.
音 箱 材 料
一.优质木材如红木、花梨木、桃木、檀木等名贵硬木,最好是无接缝的整板,为音箱制作的顶级材料,但材料难觅,价格昂贵,加工不易,常用于极品音箱中.次之为花柳木、枣木、梓木等,以比重大,木质均匀者为佳.新材潮湿易变形,需干燥处理后方可应用.
二.中密度纤维板此类板材采用最多,成本低,材料易购,加工方便.但实际制作中发现其强度较差,易产生声染色,起哄,且材质细碎松软,不能用木螺钉结合,而只能钉以铁钉,在高声压下可能被震松,刚性亦差,不利于箱体的坚固性.
三.中密度刨花板亦称为压模板,强度较高,成本亦低,加工不太方便,很多商品音箱,包括许多日本套装机配套音箱均用此材料,但有人反映其压结不实,含气隙较多,隔音性能差.最好能作特殊处理,提高隔音能力.
四.高密度纤维板、刨花板以及胶合板 强度很高,隔音性能好,材料较易找,乃业余制作优质发烧音箱的首选材料,只是成本稍高,加工亦不容易,需要专用工具.特别是高密刨花板,硬度很高,不易着钉,本人谱髦谐E《下荻ぜ馔范交侥魏?应用手电钻预打稍细孔后再上紧固螺钉.
五.无机物如有混凝土浇铸成形,用石质板料(大理石、混凝土板、花岗岩石板、石膏板等)以特殊工艺成形,或干脆用厚重的大陶罐作箱体.具有音染小,声场稳定等优点,常为发烧高手采用,只是太重,移动调音甚为不便.并且箱壁须作特殊处理.
六.工程塑料、聚丙烯、增强改性环氧树脂、厚有机玻璃板等高密度高聚物(高分子聚合物)秉承现代先进的科技材料技术,许多欧美专业音箱厂商均用此技术创制出高档、高质音箱,如JBL MM系列音箱以高密度塑料做箱体,更有大名鼎鼎的JBLPROJECT K2 竟以厚达数英寸的有机玻璃制造高音喉.业余条件下断难实现.
七.金属材料主要用于专业音箱和特殊场合,如舞台音箱、移动音箱、体育用全天候音箱、军事用全天候移动式音箱…….业余家们由于其金属箱体谐振频较高,声染色不易处理而极少采用.
八.纸质材料多为初入烧道而经济拮据的烧友所采用,也不乏高手以此作箱体并以特殊工艺增强处理,例如以环氧树脂浸渍.如制作得当,效果亦佳.
制 作 方 法
一.板材结合此为绝大多数音箱包括一些极品音箱所采用的方法.工艺成熟,简便,并适于工厂化生产.
二.浇铸成型此法最适于混凝(港称无缝石屎)及高聚物.
三.掏腔法 1.顶级发烧音箱,将整块名贵硬木或结实石料掏出空腔,作为箱体.可以想象此法难度很大,成本高昂.偶见于欧美纪念型产品中.2.土炮族的大地音箱.即将地上掏空,作好干燥防潮处理,再装上面板及喇叭单元.成本低,音质亦很好,作超低音重放恰到好处,唯不能移动,对住所有条件限制.高烧至此,真可谓烧到了“家”.
制 作 工 艺
高保真音箱箱体内常处于急剧变化的高声压中,极易诱发杂音,谐振,造成音染,影响重放音乐的纯美.因此制作工艺十分重要.
“加固消振,避免音染”为制作工艺的八字“方针”.
一.广泛合理使用加强筋用于音箱中的薄弱环节.箱体内各个面所成结合角处,用足量的胶,宁多勿少,粘上粗壮的硬三角木或方木棒,再加木螺钉紧固,低音喇叭背部声压级最高,极易诱发箱音,于背面板正对此处粘上一块圆形硬木板加强,材料可利用面板开孔下的余料,对比较狭长的箱体,由于板料纵横比较大,强度及刚性变差,谐振点变低,渐近喇叭或箱体谐振频率,声染色危险极大,请不对称地胶上几块硬方木棒.此举在于消除缝隙漏气,加强箱体刚性,破坏谐振,避免诱发杂音和激起箱振.
二.箱内添加适量吸声材料如超细玻璃棉、矿渣棉、纤维喷胶棉、真空棉、次者如泡沫海棉、棉絮、棉纸、柔软的卫生纸,吸收声能,控制音箱Q值,同时减轻箱振.对于密闭箱,需塞满整个箱体.对于倒相箱,前后左右上下壁敷三指宽厚的吸声材料,并于监听时作适量增减,以恰好抑制谐振峰为准.对于传输线式(即迷宫式),在易于产生驻波的声道拐折处敷设.对于号筒式(主要指后加载号筒式)音箱结构,于低音喇叭背后,及号筒中易产生驻波的地方安放少量吸声材料.其多寡均应依实际听音评价而定.
三.增加箱壁声阻尼性能较简便的方法是箱体各里面浇一层1-2CM的沥青,贴敷多层高声阻尼材料(油毛毡、橡胶等).复杂但效果更好的方法是制作双层壁,中间装入干燥除尘细沙,或将箱体用高声阻尼材料浸润处理.此举阻断了声能向箱体的传播途径并大大降低了箱壁的Q值,对减轻甚至消除声染色十分有效.用无机物制作的箱体必须进行此项处理.
四.箱体支撑加固此处指的是用硬方木、多孔木板或圆钢棒将前后壁及/或侧壁之间牢牢支撑,使箱壁不致被高声压激励产生讨厌的箱体声染色,多孔板兼有调Q的作用.钢棒可用具40号以上钢车成,Φ45mm以上,两端攻出Φ8mm固定螺丝孔,必要时(如箱体较大)可加焊法兰盘,用螺丝紧固于需加支撑的两壁之间,此法据一些前辈介绍,对消除因板材强度差而导致的箱音特别有效,故单独列书.
五.喇叭单元的固定宜采用由外向里的固定方法,减小前腔效应.安装孔最好作沉孔处理,避免盆架凸出,造成绕射.盆架、箱体间以5-10mm橡胶垫密封隔离,以免声短路,并避免盆架振动传至面板辐射,干扰直接辐射声.
六.采用特别的箱体内形和外形此处并非讨论音箱的声学方式,而是针对驻波,进行有效的予防.驻波的产生,会严重影响声学系统的性能.为消除驻波,破坏箱体内的平行性为其关键.如TANNOY SIX series采用了六边形体设计.许多专业音箱采用了扇形设计(JBL MM-SERIES、AC、等等).箱体外形对辐射特性亦有较大影响.过多过锐的棱角会产生衍射和干涉,可采用较钝的面过渡角.正面板的形状会影响服务角和相位特性,经特别设计的面板可改善之,包括曲面设计、阶梯状设计及其它特殊的形状.JBL 4208的正面板经过计算机辅助分析、设计,一反平面的传统而采用曲面,有效地改善了近声场的相位特性.BOSE301,是在精研直达、反射声技术后推出的Hi-Fi力作,它采用了独特的外形设计,在低音音箱的顶部削出一个斜面,安装上两只高音单元作前后不同方向上的辐射,有效地营造出均匀的音场,据称聆听立体声不再仅是安坐皇帝位时才有的"自私"享受.有消息说,一种形似大蜗牛的新型音箱,即将作为英国B&W公司的新旗舰面世.所以在设计音箱时,也应解放思想,打破传统,大胆幻想,勤于动手,善于思考.
七.面板上敷强吸声及强声阻尼材料盆架余振能传递到面板上,直接声辐射会反射到面板上,箱内空气劲度所产生的振动亦会在前面板反映,凡此种种,经面板辐射,与直接声叠加、干扰,引起频率特性曲线上出现更多的波峰与波谷,相位特性劣化,高音频下尤为严重,面板贴上"重声阻尼"材料是改善的有效方法.重声阻尼材料有高密度发泡泡沫塑料、特制毛毡、及工厂特制的音响专用吸音毡等.
八.完工后的音箱应加支撑,与地面"隔离"起来,避免声音虚胖、音场不稳、透明度差.支撑的方法有支撑架、金属脚钉、硬木脚钉等.可广泛采用不同的硬材料试验决定,以45°~60°锥度之锥尖与地面接触.
分 频 器 制 作
分频器在音箱系统中占有很重要的地位,要保证高、低音信号准确无误地传输到各自单元而不产生干扰、失真、交调,频响曲线上不致因此产生较大的峰和谷,无大的相位畸变.目前多采用LC功率分频.至于电子分频则不在本文讨论之列.
一.电感业余条件下,难以找到合乎要求的磁芯,更不谈测试其线性、磁通等性能.即使是在专业条件下,亦不易找到理想的磁芯,故磁芯结构难为处处斤斤计较、过于苛刻的发烧友所容.为减小附加电阻,应尽量采用较粗的优质漆包线(无氧铜线、大晶体铜线、单晶铜线更佳),以Φ1.0~1.2mm较优,并采用计算机辅助优化设计,使在电感量一定的情况下,电阻最小,电阻阻值一般应小于十分之一的喇叭阻抗.因顺磁性物质会影响电感量,电感线圈应尽量远离喇叭磁头、固定用镙钉、支撑用钢棒等顺磁性物质,各分频元件用环氧胶胶粘方式固定,避免增加磁饱和失真,以及引起分频点漂移.电感线圈之间会通过空间耦合而造成相互电磁干扰,应尽量远离,互相以磁轴线垂直安放,高、低音分音网络各自单独置于一块电路板上并远离是绝佳的发烧法.
二.电容首选有定评的无感聚丙烯、聚苯乙烯等无感薄膜无极电容.避免选用无极电解电容,更不宜用有极电解反向串联代用.多只小容量电容并联使用,较单独一只大电容,其卷绕电感小得多,速度亦快的多,有更好的高频性能和音质.节约而不损发烧的办法是,仅于高、低音喇叭的信号通路上,选用以上元件,而旁路电感、旁路电容稍降低要求,用普通无极电容,较细线径的电感.
三.接线市面上有多种优质音箱线,均可酌情采用.以芯线较粗,股数较多,含铜量较高者,铜晶体较长大者更靓声,如银线最好.注意提防假货和伪劣产品.方法以双路线(bi-wire)或三路线(tre-wire)为佳.许多杂志均有介绍.注意引线不要影响箱体的密闭性.
结 束 语
音箱制作是一门较复杂的系统工程,是介于机械工程学、声学、心理学、人机工程学之间的边缘科学技术,既是技术,也是艺术.以上各项措施,相辅相成,应在实际制作过程中,根据具体情况,对症处方,综合施用,一定能作出较满意的作品.
- echo
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所谓的简易音箱就是,选择箱体板材料比较便宜的一种,开好喇叭口,装好就OK
- 真可云
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简单呀,我自己就没事改这种东西发现几个问题
第一,好的箱子自己打不了,要看您的音响是什么地方坏了,如果是喇叭坏了,要电子市场买好的扩音器就行了,如果箱了坏了外面去买个二手的,象上面这样改
第二,如果是胆机坏了那么个人修不了,象天龙的胆机一个电容都不好买