超重低音音箱,俗稱(chēng)低音炮,對(duì)營(yíng)造震撼的氣勢(shì)效果具有非常重要的作用。大多數(shù)牌號(hào)以AV功放加前后聲場(chǎng)與低音炮組成套餐形式推銷(xiāo)汽車(chē)音響產(chǎn)品中,低音炮已經(jīng)是必不可少的配置了,實(shí)際上,設(shè)計(jì)規(guī)范、制作精湛、效果出色的低音炮。其在汽車(chē)音響系統(tǒng)音頻重放中的效果相當(dāng)迷人。只可惜市場(chǎng)上的低音炮效果出眾者價(jià)位令一般人難以接受。價(jià)位實(shí)惠者效果卻難以令人接受,世間的事往往就是不能令人如意。不過(guò),善于動(dòng)手的影音愛(ài)好者卻“自已動(dòng)手,豐衣足食”?;诖耍疚臄M就低音炮的設(shè)計(jì)原理做簡(jiǎn)單的介紹,供有興趣者參考。
一般而言,從低音炮的構(gòu)成來(lái)講,低音也分有源與無(wú)源二大類(lèi),所謂有源低音炮指包含功率放大器的低音炮,其中電路部分除功率放大外。通常還具有音頻頻率濾波(濾去低音以上的音頻頻率成分),相位調(diào)整。音量調(diào)整等單元;而無(wú)源低音炮即與一般音箱無(wú)二,由單元與無(wú)源功率分頻器組成,其中分頻器是一低通濾波器而已。使其重放頻率范圍僅為超重低音音頻。下面就低音炮的大單元音箱做介紹。
低音炮箱體設(shè)計(jì)原理和分類(lèi)就低音炮設(shè)計(jì)原理,可大致分三大類(lèi),即密閉式音箱、倒相式音箱以及帶通濾波式音箱。
1、密閉式音箱
顧名思義,這種音箱箱體是完全封閉的,與一般的所謂閉箱結(jié)構(gòu)上一樣,見(jiàn)圖1。
密閉式音箱的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,瞬態(tài)響應(yīng)比較好。即聽(tīng)感深沉、清晰。不足是,在相同的體積下,與其它類(lèi)型的音箱相比,其低頻下潛截止頻率要高于其他音箱,因此,如果要獲得更低的低頻下潛頻率,通常需要較大的箱體容積并選用口徑較大的喇叭單元,而且音箱的效率即靈敏度要低于其他類(lèi)型音箱。
在箱體容積設(shè)計(jì)方面,有一個(gè)工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)供參考。當(dāng)喇叭單元的諧振頻率Fs低于50Hz時(shí),箱體容積最好能夠大于1.4立升。Fs大于50Hz時(shí),箱體容積最好能夠大于2立升。
閉箱在制作、調(diào)校時(shí)通常還需要在箱體內(nèi)填充大量吸音棉,材料以玻璃纖維,長(zhǎng)纖維羊毛為主,能夠改善音箱的柔順性,也可達(dá)到等效增加箱體容積的效果,理論上達(dá)40%,實(shí)用上可以按等效增加容積15%-24%進(jìn)行計(jì)算,相當(dāng)于減少箱體的容積。另外,填充吸音棉,也可提高音箱的效率,正確的填充量,最大可提高音箱效率達(dá)15%,吸音棉的多少通常需要通過(guò)反復(fù)試聽(tīng)來(lái)決定填充量的多少,以聲音不渾濁(量偏少),沉悶(量過(guò)多)為原則,其它類(lèi)型音箱也是如此。
對(duì)于閉箱型低音炮,對(duì)單元的要求相對(duì)其它類(lèi)型音箱要嚴(yán)格一些,其中希望Fs以低于40Hz為好,Qts應(yīng)該在0.3-0.6,F(xiàn)s/Qts≤50。除此之外單元口徑最好大于20cm ,而且屬于長(zhǎng)沖程設(shè)討。
2、倒相式音箱 是市場(chǎng)上最多的一類(lèi)音箱,音箱上設(shè)計(jì)有倒相管,即所謂的低音反射式設(shè)計(jì),見(jiàn)圖2。
倒相式音箱,在單元工作于諧振頻率Fs以上錐盆位移相對(duì)較小,因而功率承受能力較高,諧振失真較小,但在諧振頻率以下,錐盆位移量大幅度增加,諧振失真增加,在相同容積與單元條件下,倒相式音箱可以獲得較閉箱更低的低頻下潛截止頻率。另外,理論上倒相式音箱的效率可以做到大于閉箱約3dB。
當(dāng)然,倒相式音箱包括倒相管的設(shè)計(jì)、制作、調(diào)校難度要大于閉箱。倒相式音箱內(nèi)部也需要填充適量的吸音棉,通常比閉箱少一些。
在單元選取上,F(xiàn)s以低干45Hz為好,Qts應(yīng)該小于0.5,而Fs/Qts取值應(yīng)該在100左右為好,單元口徑應(yīng)該大于17cm,為獲得較大的聲壓功率,與閉箱一樣,宜選用長(zhǎng)沖程設(shè)計(jì)的單元。
3、帶通濾波式音箱 這種音箱比較少見(jiàn),參見(jiàn)圖3、圖4,由圖可以看出,它是在閉箱與倒相式音箱的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的.既有閉箱的設(shè)計(jì)痕跡,也有倒相式音箱的特征,其中圖3所示音箱也有稱(chēng)四階帶通式音箱,圖4所示音箱可以稱(chēng)之為六階帶通式音箱。
A、四階帶通式音箱 在閉箱腔內(nèi)增加了一個(gè)開(kāi)口腔,其中一部分工作于閉箱模式,另一部分工作于倒相式模式,因此,這種音箱既具有閉箱的優(yōu)勢(shì),也具備倒相式音箱的特點(diǎn),它的效率高于純粹的閉箱,低頻下潛截止頻率與倒相式音箱相近,可以用較小口徑的單元獲得較低下潛截止頻率。另外,它的帶通頻率可以調(diào)整,因而分頻器可以簡(jiǎn)單化,因?yàn)橐粝浔旧砭拖喈?dāng)于自然分頻器。
在單元選取上,原則上與閉箱相似,但由于效率略高于閉箱,而且錐盆位移量比較小,可以使用較小口徑、短沖程的單元。
B、六階帶通式音箱 在四階帶通式音箱的閉箱部分腔內(nèi)又增加了一個(gè)開(kāi)口腔,即有二個(gè)開(kāi)口腔,其中一個(gè)開(kāi)口腔工作于較低的頻率,另一個(gè)工作于較高的頻率,二者合成具有一定帶寬的頻率響應(yīng),與上述四階帶通式音箱相比,效率與帶寬的可調(diào)性更加靈活,而且可以利用更小口徑的單元獲得更低、更深沉的低音效果,同時(shí)、錐盆位移量更小、諧振失真更低。
在單元選取上,基本上與倒相式音箱相近,但Qts該掌握在0.4左右比較好,單元口徑基本上沒(méi)有嚴(yán)格的要求,如果要獲得高聲壓功率、低失真輸出,單元口徑當(dāng)然還是盡量大一些比較好。 由于帶通式音箱的倒相孔在工作時(shí)的氣流、聲壓通常比較大,尤其是在大動(dòng)態(tài)、超低頻信號(hào)時(shí),因此,不論是四階帶通式音箱,還是六階帶通式音箱,倒相管在可能的情況下,應(yīng)該盡量大一些,以避免在工作時(shí)出現(xiàn)氣流聲。
在箱體設(shè)計(jì)上,其容積的取值在實(shí)際應(yīng)用中并不是依據(jù)理論計(jì)算而來(lái)的,尤其是商品箱,主要是以美觀、尺寸的協(xié)調(diào)方面為準(zhǔn),電聲指標(biāo)靠倒相管、吸音棉的調(diào)整來(lái)達(dá)到最佳水準(zhǔn)即可,當(dāng)然,其容積越接近工程計(jì)算值,性能越能達(dá)到最好的水準(zhǔn)。另外,在箱體制作上,內(nèi)部加強(qiáng)筋的作用不容忽視,在箱體接縫處以及大板中間加一些加強(qiáng)筋利于降低音箱的諧振,所以箱體重一些總是有好處的。
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