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如何调试倒箱式音箱
发布日期:2021-3-17   点击次数:


倒箱式音箱也称倒相式开孔箱,低频放射式音箱,是系在音箱面板上开有倒相孔(槽)的一类音箱。由于开有孔,箱内的声音便可以辐射到外面来。
倒相式音箱又称低频放射式音箱,也是多媒体音箱中最常用的箱体设计。它和密闭式音箱不同之处在于,音箱的前面设计了筒形的倒相孔,以使箱体内外的空气流通,它有比密闭箱更高的功率承受能力和更低的失真,量感足、灵敏度高,既适用于一般家庭,也可用于大厅或专业场所。


倒箱式音箱系统包括三个子系统:

(1)单元和箱体;

(2)倒箱管与箱体;

(3)分频网络。



由公式计算的箱体,倒箱管参数和分频网络参数与实际的最佳状态之间尚存在很大的差距。这差距大都在音箱制作完成后通过调试的手段来消除。


调试的原则:

(1)就是将倒相式音箱的谐振频率(fo)调整到最合适的频率点,使音箱的低频响应平坦;

(2)调整音箱的系统品质因数(Qo) 使音箱的低音深沉,听起来既不干涩,又不混浊;

(3)调整分频网络的分频点和相位特性,使音箱各频段的声压均匀,频率响应曲线平坦。


一、以上(1)(2)两项由调整箱体,倒箱管来解决。


(一)箱体的调整:

箱体的大小是否合适可以从频响特性曲线,阻抗特性曲线上加以确定。

(a)箱体过大:

谐振频率很低,从频响特性曲线上看曲线低频段的起始频率很低,且曲线在低频段上升十分缓慢。低音听起来显得有气无力。(见下图):


ScanSpeak 8545, 箱体=100L时低频段的响应曲线:fo=7.7Hz


手把手教你如何调试倒箱式音箱


缩小箱体容积至18L,缩短倒箱管长度后的曲线,(基本平直)如下:fo=39.6Hz


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(b)箱体过小:谐振频率过高,这时频响特性曲线低频起始频率升高,且在低频端会出现一个尖峰,听起来低音显得不够丰满(见下图):


ScanSpeak 8545, 箱体=10L时低频段的响应曲线:fo=63.7Hz


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增大箱体至18L时的曲线,如下:fo=47.5Hz


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低频端还有点上翘,倒箱管长度由10cm增加至16cm后。如下图所示,低端频响曲线基本平直: fo=39.6Hz。


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为了便于调整,箱体稍比设计值略大,容积过大时可以放置木块以减小容积。


(二)倒箱管的调整:


典型的倒箱式音箱阻抗特性曲线在低频端是一个双驼峰。这两个阻抗峰的峰值大小应基本相等且不过于尖锐。

(a)双驼峰中的高频峰值大于低频峰值。应增大倒箱管口径或减小长度。不少人偏爱把箱体做得较大,认为箱体大低音足。这样高频峰值大于低频峰值的情况更易发生。从表面上看低频潜得很低,但听起来乃会觉得低音不足,显得十分松软,缺乏力度。


箱体=100L,倒箱管长=25cm时阻抗曲线如下图:高频峰大于低频峰。


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缩小箱体容积至28L,缩短倒箱管长度至18cm,双驼峰大小,高低基本相同(见下图)


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(b) 双驼峰中的高频峰值小于低频峰值。这时低频端不自然地得到提升,使音箱的瞬态响应变差,应缩小倒箱管口径或增加倒箱管长度。


箱体容积=19L,倒箱管长度=10cm,口径=6.5cm,fo=57.8Hz。


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箱体从19L增大至26L,倒箱管从10cm增长至16cm,口径6.5cm减小至4cm的曲线:


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以上是演示,并非真实的调试,仅供参考。


下面是ScanSpeak-8545箱体,容积=19L,倒箱管长度=16cm,口径=4cm时,频响曲线低端及阻抗特性曲线低端的模拟结果图。fo=31.4Hz


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(c) 双驼峰过于尖锐,说明箱体的Q值太高。应调整箱体结构,增加吸声材料数量,及换用吸声系数大的吸声材料。反之亦反。


二、音箱的频响特性直接影响音箱的音质


影响音箱频响特性的因素很多,单元本身的频响特性,分频器的分频频率和相位特性,单元在箱体表面的分布位置和箱体的结构和制作质量等都会影响整个音箱的频响特性。所以上面(3)是调整的重中之重。


(一)减小箱体制作不合理引起的频响曲线高低起伏

(a)为了尽量减轻箱体表面反射的声波对音箱频响特性曲线的影响,可以将箱体面板与边框之间的棱角进行倒角或做成圆角,也可以在音箱的箱体正面铺设一些吸声材料,或尽量减小音箱箱体正面的宽度。

(b)箱体容积及其长,宽,高尺寸比不合理也会影响音箱的频响特性,但这种影响主要表现在300Hz以下的低频段,而对音箱的中,高频频响特性影响不大,箱体大小的影响主要表现在谐振频率附近频响曲线的平直程度和低频起始频率的衰减斜率。长,宽,高不要取整数倍比例,箱体大可以在箱内放入木块减小容积。箱体小可以增加吸音材料或换用吸声系数高的材料,但这种调整方法,范围十分有限,尤其是倒箱式音箱。

(c)低音单元的安装位置尽量避开音箱面板的几何中心。各单元锥盆发音的参考点在面板上位置要对齐,(面板可以做成斜面或阶梯状)。否则,要计算出它们的声相位差以便计算分频器或调整分频器时使用。计算方法,先测出高低音单元发音的参考点(高音在2/3球顶高度,低音在1/3锥盆高度)之差W,一般平面排列时8吋W约13mm,6.5吋W约9mm。求出分频点的波长:B=C/F(mm) (C=344,F=分频频率), 则相位差为360°x W/B。例:使用球顶高音+6.5吋低音,分频点F取4800Hz, 则B=344/4800=72mm 相位差=360X9/72=45°


(二)分频器的调整

(a)调整高低音单元+,-极性。

分频网络中均使用数量不等的电感线圈和电容器,这些电抗原件必然会使电信号通过时产生不同程度的相位移,使高低音单元辐射出的声波在它们的分频点附近出现相位差。某些频率点还将出现叠加或抵销现象,从而在音响的频响特性曲线上出现峰谷点。为了补偿分频网络产生的相位移,有时需把单元的正负极反接,但由于电感,电容有较大的离散性,所以连接方法也不能一慨而论,既有时我们无法确定哪个单元的极性需要反接。有时相同的分频器装在不同形状的音箱中往往有截然不同的接法,因此,单元的极性是否反接常常只能在调整音箱频响特性的过程中才能最后确定。


(b)改变分频网络的阶数或分频点

当分频点附近出现一个凸峰或凹谷时,我们可以改变某个单元分频器的阶数,使该单元在分频点以外声压的衰减程度发生变化,另外还可以改变某单元的分频频率,使该单元在原分频点处的辐射声压发生变化,就有可能消除峰谷点。


(c)频响特性曲线上其他位置的峰谷调整

我们可以利用LC的谐振特性来补偿。当LC串联时,在谐振频率f处阻抗最小。当LC并联时,在谐振频率f处阻抗最大。只要知道频响特性曲线上峰谷的确切位置fo,使LC谐振频率f=fo,那么就可以把串联的LC再串联一个电阻去并联在喇叭两端起分流作用,减小流入喇叭的音频电流,从而使fo点的峰拉下来,串联的电阻可以调整峰的高低程度。同样,并联的LC再并连一个电阻去串联在喇叭回路中起分压作用也可以把峰拉平。有时一个分频器中还有好几个这样的吸收电路。其他还有渐斜式,凹陷式,阻抗补偿等,原理是一样的。

以上的调整往往需要仪器和设备的帮助,单凭耳朵是不行的。模拟以上的调整工作,工作量大,图片多,若有条件慢慢来。另外还涉及声相位,电相位的问题,当然,最后还得耳朵收货,人的因数第一嘛!就是曲线的形状也得根据人的要求来调,仪器只是帮助我们更直观地看到曲线变化的情况,什么样的曲线出什么声音,还得人来判断。

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