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倒箱式音箱系統(tǒng)包括三個子系統(tǒng):
(1)單元和箱體;
(2)倒箱管與箱體;
(3)分頻網(wǎng)絡。
由公式計算的箱體,倒箱管參數(shù)和分頻網(wǎng)絡參數(shù)與實際的最佳狀態(tài)之間尚存在很大的差距。這差距大都在音箱制作完成后通過調(diào)試的手段來消除。
調(diào)試的原則:
(1)就是將倒相式音箱的諧振頻率(fo)調(diào)整到最合適的頻率點,使音箱的低頻響應平坦;
(2)調(diào)整音箱的系統(tǒng)品質(zhì)因數(shù)(Qo) 使音箱的低音深沉,聽起來既不干澀,又不混濁;
(3)調(diào)整分頻網(wǎng)絡的分頻點和相位特性,使音箱各頻段的聲壓均勻,頻率響應曲線平坦。
一、以上(1)(2)兩項由調(diào)整箱體,倒箱管來解決。
(一)箱體的調(diào)整:
箱體的大小是否合適可以從頻響特性曲線,阻抗特性曲線上加以確定。
(a)箱體過大:
諧振頻率很低,從頻響特性曲線上看曲線低頻段的起始頻率很低,且曲線在低頻段上升十分緩慢。低音聽起來顯得有氣無力。(見下圖):
ScanSpeak 8545, 箱體=100L時低頻段的響應曲線:fo=7.7Hz
縮小箱體容積至18L,縮短倒箱管長度后的曲線,(基本平直)如下:fo=39.6Hz
(b)箱體過。褐C振頻率過高,這時頻響特性曲線低頻起始頻率升高,且在低頻端會出現(xiàn)一個尖峰,聽起來低音顯得不夠豐滿(見下圖):
ScanSpeak 8545, 箱體=10L時低頻段的響應曲線:fo=63.7Hz
增大箱體至18L時的曲線,如下:fo=47.5Hz
低頻端還有點上翹,倒箱管長度由10cm增加至16cm后。如下圖所示,低端頻響曲線基本平直: fo=39.6Hz。
為了便于調(diào)整,箱體稍比設計值略大,容積過大時可以放置木塊以減小容積。
(二)倒箱管的調(diào)整:
典型的倒箱式音箱阻抗特性曲線在低頻端是一個雙駝峰。這兩個阻抗峰的峰值大小應基本相等且不過于尖銳。
(a)雙駝峰中的高頻峰值大于低頻峰值。應增大倒箱管口徑或減小長度。不少人偏愛把箱體做得較大,認為箱體大低音足。這樣高頻峰值大于低頻峰值的情況更易發(fā)生。從表面上看低頻潛得很低,但聽起來乃會覺得低音不足,顯得十分松軟,缺乏力度。
箱體=100L,倒箱管長=25cm時阻抗曲線如下圖:高頻峰大于低頻峰。
縮小箱體容積至28L,縮短倒箱管長度至18cm,雙駝峰大小,高低基本相同(見下圖)
(b) 雙駝峰中的高頻峰值小于低頻峰值。這時低頻端不自然地得到提升,使音箱的瞬態(tài)響應變差,應縮小倒箱管口徑或增加倒箱管長度。
箱體容積=19L,倒箱管長度=10cm,口徑=6.5cm,fo=57.8Hz。
箱體從19L增大至26L,倒箱管從10cm增長至16cm,口徑6.5cm減小至4cm的曲線:
以上是演示,并非真實的調(diào)試,僅供參考。
下面是ScanSpeak-8545箱體,容積=19L,倒箱管長度=16cm,口徑=4cm時,頻響曲線低端及阻抗特性曲線低端的模擬結(jié)果圖。fo=31.4Hz
(c) 雙駝峰過于尖銳,說明箱體的Q值太高。應調(diào)整箱體結(jié)構,增加吸聲材料數(shù)量,及換用吸聲系數(shù)大的吸聲材料。反之亦反。
二、音箱的頻響特性直接影響音箱的音質(zhì)
影響音箱頻響特性的因素很多,單元本身的頻響特性,分頻器的分頻頻率和相位特性,單元在箱體表面的分布位置和箱體的結(jié)構和制作質(zhì)量等都會影響整個音箱的頻響特性。所以上面(3)是調(diào)整的重中之重。
(一)減小箱體制作不合理引起的頻響曲線高低起伏
(a)為了盡量減輕箱體表面反射的聲波對音箱頻響特性曲線的影響,可以將箱體面板與邊框之間的棱角進行倒角或做成圓角,也可以在音箱的箱體正面鋪設一些吸聲材料,或盡量減小音箱箱體正面的寬度。
(b)箱體容積及其長,寬,高尺寸比不合理也會影響音箱的頻響特性,但這種影響主要表現(xiàn)在300Hz以下的低頻段,而對音箱的中,高頻頻響特性影響不大,箱體大小的影響主要表現(xiàn)在諧振頻率附近頻響曲線的平直程度和低頻起始頻率的衰減斜率。長,寬,高不要取整數(shù)倍比例,箱體大可以在箱內(nèi)放入木塊減小容積。箱體小可以增加吸音材料或換用吸聲系數(shù)高的材料,但這種調(diào)整方法,范圍十分有限,尤其是倒箱式音箱。
(c)低音單元的安裝位置盡量避開音箱面板的幾何中心。各單元錐盆發(fā)音的參考點在面板上位置要對齊,(面板可以做成斜面或階梯狀)。否則,要計算出它們的聲相位差以便計算分頻器或調(diào)整分頻器時使用。計算方法,先測出高低音單元發(fā)音的參考點(高音在2/3球頂高度,低音在1/3錐盆高度)之差W,一般平面排列時8吋W約13mm,6.5吋W約9mm。求出分頻點的波長:B=C/F(mm) (C=344,F=分頻頻率), 則相位差為360°x W/B。例:使用球頂高音+6.5吋低音,分頻點F取4800Hz, 則B=344/4800=72mm 相位差=360X9/72=45°
(二)分頻器的調(diào)整
(a)調(diào)整高低音單元+,-極性。
分頻網(wǎng)絡中均使用數(shù)量不等的電感線圈和電容器,這些電抗原件必然會使電信號通過時產(chǎn)生不同程度的相位移,使高低音單元輻射出的聲波在它們的分頻點附近出現(xiàn)相位差。某些頻率點還將出現(xiàn)疊加或抵銷現(xiàn)象,從而在音響的頻響特性曲線上出現(xiàn)峰谷點。為了補償分頻網(wǎng)絡產(chǎn)生的相位移,有時需把單元的正負極反接,但由于電感,電容有較大的離散性,所以連接方法也不能一慨而論,既有時我們無法確定哪個單元的極性需要反接。有時相同的分頻器裝在不同形狀的音箱中往往有截然不同的接法,因此,單元的極性是否反接常常只能在調(diào)整音箱頻響特性的過程中才能最后確定。
(b)改變分頻網(wǎng)絡的階數(shù)或分頻點
當分頻點附近出現(xiàn)一個凸峰或凹谷時,我們可以改變某個單元分頻器的階數(shù),使該單元在分頻點以外聲壓的衰減程度發(fā)生變化,另外還可以改變某單元的分頻頻率,使該單元在原分頻點處的輻射聲壓發(fā)生變化,就有可能消除峰谷點。
(c)頻響特性曲線上其他位置的峰谷調(diào)整
我們可以利用LC的諧振特性來補償。當LC串聯(lián)時,在諧振頻率f處阻抗最小。當LC并聯(lián)時,在諧振頻率f處阻抗最大。只要知道頻響特性曲線上峰谷的確切位置fo,使LC諧振頻率f=fo,那么就可以把串聯(lián)的LC再串聯(lián)一個電阻去并聯(lián)在喇叭兩端起分流作用,減小流入喇叭的音頻電流,從而使fo點的峰拉下來,串聯(lián)的電阻可以調(diào)整峰的高低程度。同樣,并聯(lián)的LC再并連一個電阻去串聯(lián)在喇叭回路中起分壓作用也可以把峰拉平。有時一個分頻器中還有好幾個這樣的吸收電路。其他還有漸斜式,凹陷式,阻抗補償?shù),原理是一樣的?
以上的調(diào)整往往需要儀器和設備的幫助,單憑耳朵是不行的。模擬以上的調(diào)整工作,工作量大,圖片多,若有條件慢慢來。另外還涉及聲相位,電相位的問題,當然,最后還得耳朵收貨,人的因數(shù)第一嘛!就是曲線的形狀也得根據(jù)人的要求來調(diào),儀器只是幫助我們更直觀地看到曲線變化的情況,什么樣的曲線出什么聲音,還得人來判斷。
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