(1) 品種的選擇
不同材料具有不同的吸聲系數,同一種材料在不同的頻率下吸聲系統也不同,吸聲系統大的作為首選。應該選擇諧振頻段吸聲系統小、其它頻段吸聲系統大的。這樣可在保證最佳Q值的同時,盡可能地加入更多的吸聲材料,對背輻射有害聲波給予更多的吸收,減少有害聲波的影響,提高正面聲波的清晰度。
(2) 吸聲材料的放置方式
這個問題容易被大家忽視,例如有的品牌音箱將吸聲材料扎成一個小布袋,隨意丟在箱內,還有不少文章推薦放在中間。筆者認為,放在中間有兩種狀況,一是填滿空腔,二是不填滿,同為中間效果不同。將吸聲材料分散布滿各個反射面是最佳方案,好處有兩條:一是分散布置可降低厚度,使低頻吸收系數降低的幅度大于中頻吸收系統降低的幅度,在保證相同Q值的前提下,可放入更多的吸聲材料,進一步加大對中頻波的吸收,從而獲得更清晰的正面聲波;二是分散放置時,反射到箱內各處的聲波都能得到有效吸收。如果將吸聲材料做布袋狀,隨意置于箱內,就會有部分聲波被箱壁反射回到振膜(除非吸聲布袋充滿箱內空間,但這種機會不多),使干擾變大。
(3) 音箱結構設計
傳統觀念比較重視箱板厚度和正面兩側棱角及減少駐波的內尺寸,但忽略了一個非常重要的問題,那就是要將減少背輻射聲波反射回到振膜為首要目標。筆者見過發燒友將面板做到一寸厚,箱體厚實牢固,但聲染色依然存在。采用特厚的面板,表面看是好事,其實搞不好會弄巧成拙,音染更大了。原因在于揚聲器盆架窗口面積本來就不大,前裝式揚聲器的背輻射聲波剛出窗口就撞上厚厚的面板孔邊,近距離的大量反射波重返振膜勢必造成更大的音染。對現有過厚的面板,低音單元的面板開孔要由900垂直邊改造為450左右斜邊,減少空氣振動阻力。
只要充分理解了消音式音箱的含義,再融入傳統的設計公式或計算機輔助設計,不難制作出滿意的消音式音箱。
2.2半消音式音箱
消音式音箱具有設計調試簡單的特點,音質也很好,但背輻射聲波未能利用起來,低頻失真較大,且低頻下潛不深。而隨后發展起來的半消音式音箱,對這兩條缺陷有所改進,既能減少低頻失真又能拓寬低頻響應,但調試復雜一些,如果沒有對音箱原理的深刻認識,沒有簡單的儀器幫助,很難將低頻和中頻及中高頻部分做好,尤其是中頻和中高頻。
倒相式、兩級倒相式、空紙盆式、迷宮式、帶通式(低音炮)、管道式、后號筒式、1/4波長加載式、傳輸線式、科爾頓式等等,均為半消音式音箱。它們都有一個共同特點,那就是充分利用背輻射聲波在諧振頻段的能量。通過箱腔空氣諧振與揚聲器諧振的互相耦合,最大限度地將揚聲器諧振能量輻射出去,從而提高低頻聲壓并拓寬了低頻響應。由于揚聲器諧振能量通過諧波這根看不見的空氣彈簧從開口大量輻射出去,加大了振膜的負載,有效抑制了振膜在諧振頻段的大幅振動,從而減少了揚聲器感應電勢的產生,使失真顯著減少,并能大幅提高低音揚聲器的功率承受額。
半消音式音箱的種類雖然很多,結構各不相同,但其工作原理大同不異,例如兩級倒相式,就是在倒相式基礎上,又增加了一個諧振腔,兩個箱腔諧振與揚聲器諧振互相耦合,使諧振頻率處的交流阻抗曲線形成3個小峰,3個阻抗峰比2個阻抗峰更優一籌,能使諧振輸出聲波頻帶進一頻展寬,拓展了低頻。調試良好的箱腔諧振,使振膜在此頻段的輻射阻抗在為提高,負荷的大幅提高使振幅更小,自感電勢更低,失真因此更小,振動沖程的壓縮使其具有更大的功率承受額,比單級諧振(倒相)箱性能更佳,只是調試更加復雜罷了。空紙盆箱與倒相箱原理完全一樣,只是調試方法不同罷了。
帶通式低音炮有兩種結構,一種是閉箱加倒相箱的合成,另一種是兩個倒相箱的合成,工作原理一樣,都是利用2個諧振峰工作在不同的頻段,一高一低,高端一般設計在120~180Hz,低端一般設計在20~60Hz,2峰疊加后從而輸出一個頻率為帶通狀的聲波。這兩種箱型原理一樣,但效率不一樣,雙倒相合成的效率略高一些。還可以將一個倒相箱和一個兩級倒相箱組合成3腔式低音炮,讓揚聲器阻抗峰呈3峰的小群峰狀,進一步拓寬輸出頻響,使輸出的頻段更寬更平坦,并得到更高的功率承受額,更高的電聲轉換效率,更低的失真,更低的低頻。管式低音炮和箱式低音炮盡管造型不一,實際工作原理是相同的,但兩者效率略有差異,管式效率更高些。不同的管徑效率也略有差異,圓管內截面與振膜振動面積接近時效率最高,相差越大效率越低。倒相管的尺寸也關系到效率高低,大而低的比小而短的效率更高些。
科爾頓式是閉箱加帶通箱的合成,而迷宮式、管道式、后號筒式、1/4波長加載式、傳輸線式,盡管形狀不一,名稱不一,內涵卻是一致的,具有與倒相箱相同的工作原理。都是利用箱腔諧振與揚聲器諧振的互相耦合,將揚聲器諧振能量耦合到箱腔諧振,再通過開口輻射出去,同時降低了揚聲器在諧振頻段的振幅,減少了感應電勢,從而改善了失真,并提高了功率承受額。
半消音式音箱的背輻射聲波,同消音式一樣,也是分為兩個頻段,即有用的諧振頻段和有害的非諧振頻段。相同的是,對有害聲波要盡一切手段,最大限度地做消音處理,減少有害聲波對內對外的干擾,從而提高正面聲波的清晰度。不同的是對諧振頻段的處理,消音式只是作簡單的部分消音,讓反映諧振峰阻尼特性的Q值保持在中等程度。半消音式除對諧振波給予部分消音,讓Q值保持在中等程度外,同時還對諧振波作最大限度的利用,達到拓寬低頻響應,減少失真,提高功率承受額的目的。
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