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打造平价发烧音箱的方案

 cxag 2018-04-27

     本报今年第1与第2 期《打造平价的发烧音响系统》一文章刊登后, 部分读者与笔者交流,希望笔者能推出一两款平价的大功率发烧音箱。经过一段时间的准备,现推出两款低成本的大功率音箱方案,希望与爱好音乐的读者交流。
1. 3单元3分频音箱(LJAV---V001)
      3单元3分频音箱通常选用高音+中音+低音这种组合方案,也可选用高音+低音+超低音组合方案,两种方案做好都可获得较佳的听感。在配件方面可选用专用的中音, 但优质的中音单元选择余地不多, 且价格较高, 业余条件也可选用优质的全频剌叭作中音或选用优质小口径的低音单元作中音,如某些4寸、5寸、6寸的低音作中音使用。考虑到成本预算,在音箱单元的选配上,笔者选用LJAV-HA 02 丝膜高音,中音单元选用LJAV-GYS01-05 5.5寸低音。由于优质的大口径低音单元售价较高,如威发、西雅士、绅士宝某些10寸、12寸低音单元售价通常都在千元以上,少数达二千多元一只,平价音箱方案选件暂排除进口单元。国产专业喇叭的大口径低音单元很多,价格很平,但这些多适用于专业音响领域,用于家用发烧音箱稍有不妥。
      选用不同的音盆、磁铁、音圈、支片等材质与工艺等都可得到不同风格的声音,我们可选择相应的扬声器配件与生产工艺使扬声器的某些参数达到设计要求。玻纤音盆与碳纤音盆可以获得较佳的低音听感,若作3分频音箱,由于低音与中音的分频点较低,多在800Hz以下,那么某些音盆材料的在中高频方面比如1kHz以上频响的不足就不再考虑范围,我们可用某些平价的材质作出达到性能要求的优质单元。
以试验为例说明,以相同材质打样的两款10寸玻纤盆低音单元,其中一款采用硬支片,另一款采用软支片,两款单元的频响曲线对比如图1所示(红色为软支片,绿色为硬支片) ,可以看出两者的曲线较接近,两者在3kHz 以上频率衰减都很快,在超低音段,采用软支片的音盆比采用硬支片的音盆可以获得更多的量感。两款单元的阻抗曲线对比如图2所示(红色为软支片,绿色为硬支片) ,采用软支片的低音单元的谐振频率为23.8Hz,采用硬支片的低音单元的谐振频率为37.3Hz,在超低音段,采用软支片的音盆比采用硬支片的音盆可以获得更低频率的低频。笔者选用定制的LJAV-T01 10寸玻纤盆低音用作3单元3分频音箱的低音处理。
      音箱箱体采用电脑辅助设计,箱体委托木箱厂加工生产,箱体的外观如图3与图4所示,音箱表面贴酸枝木皮,箱体尺寸 30cm×36cm×110cm , 其中5寸低音与高音独处于一个箱体,10寸低音独处一箱体,两个箱体独立。
      3分频落地箱扬声器单体装箱后各单体的频响曲线如图5所示,(其中10寸低音的频响曲线如图中的红色曲线所示,5寸低音的频响曲线如图中的绿色曲线所示,3寸高音的频响曲线如图中的黄色曲线所示),中音与低音的分频点可在100Hz与1kHz之间选取,中音与高音的分频点可在800Hz与5kHz之间选取,试着选用不同的分频点可获得不同的听感,分频点越低,低通与高通所需的电感量越大,电感的成本费用也越高,从节约成本方面综合考虑分频点,选用如图6所示的分频电路,分频点约为500Hz 与4200Hz,其中高音为二阶高通电路,5寸低音仅用一只电容作一阶高通,没单独作低通电路,利用5寸低音的本身性能作平滑高频衰减,低音为二阶低通电路。在分频材料的选取上,不追求补品,以实用、平价为主,选用国产MKP 电容与优质无极性电解,电感用优质漆包线自行绕制,其中1.5MH 电感需采用带磁芯的。
      音箱后部安装优质纯铜接线端子,音箱内部选用优质喇叭线连接分频器与扬声器单元,其中5寸低音的喇叭线与高音的喇叭线需穿过内部10寸低音与5.5寸低音之间的间隔板,穿孔需密封处理。

      装配调试好的音箱如图7与图8所示。

      在一般家用听音环境测量,LJAV---V001 3单元3分频音箱的频响曲线如图9中的红色曲线所示,虽然看起来在95Hz附近有一个波峰,但听感并无大碍,音箱三段平衡、听感较佳,得到部份音乐发烧友的认可。LJAV---V001音箱额定功率:150W ,最大承受功率:250瓦。频响:25Hz――20kHz,阻抗:3.5欧姆,灵敏度:90dB。
      由于采用国产配件,音箱成本在可控范围之内。若自行装配音箱,音箱表面处理选用贴PVC膜或噴漆,可进一步降低箱体成本,成品音箱可作到平价。若升级喇叭单元或把分频电路设计复杂点,比如衰减高频、在分频电路中加入陷波器,可把频响曲线部份波峰与波谷降低,可以获得另一种风格的听感。
2. 6单元2.5分频音箱(LJAV---V002)
      市场上的旗舰音箱多是超过3个单元的多分频设计,由于设计复杂、工程量大,业余条件下仿制部份旗舰音箱较难。
      但笔者的“虚荣心”作怪,总想试试多单元音箱。若按传统思路设计音箱,需多路分频,分频器相对复杂, 工程量巨大。笔者一直认为业余条件下作两分频相对较容易一些。
      传统的2.5分频多是采用两个相同的低音单元。由分频器先分出高音部分与低音部分,比如分频点4000Hz,在低音段再由分频器分频出部分更低频频段的低分,比如分频点700Hz,其中一个低音喇叭播放4000Hz以下的低音,另一个低音喇叭播放700Hz以下的低音,两个低音喇叭的低音相加以增强低音。分频点越低,所需电感量越大,电感量越大,其电阻越大,低音单元的电阻串联电感的电阻总值变大,电声转换的效率更低,最直接的表现是很多进口旗舰音箱很挑功放,需用某些特定的功放才能推好音箱。某些旗舰音箱已作改进,电子分频配合功率分频使用,即超低音部分采用电子分频,超低音部分有专门的箱体,有配套的功放驱动超低音喇叭。
      因要满足多数厂家的需求,喇叭单元多通用化设计。通常是先采购喇叭单元后来设计音箱。若按自己音箱的需求来设计喇叭单元,那么可简化分频电路。若低音喇叭的频响在300―800Hz 内某个频率点作自然衰减,比如350Hz,那么用该单元可直接接功放,专门播放350Hz 以下的低频,而不必再接功率分频器分频,定制开发的LJAV-T02 8寸玻纤盆低音单元可实现特定频率的低音播放。
      若设计旗舰音箱上想“偷懒”,可考虑6单元2.5分频音箱,高音、低音及超低音选用优质的单元 。LJAV---V002小旗舰音箱选用两只LJAV-HA 01 丝膜高音单元,两只LJAV-GYS01-06 6.5寸低音单元,两只LJAV-T02 8寸玻纤盆低音单元。其中6.5寸低音单元可根据个人的喜好与成本预算选择,比如纸盆、羊毛纤维盆、木纸纤维盆、聚丙烯盆、玻纤盆、碳纤盆等其它复合音盆的低音。不管用那种音盆,只要设计完美的音箱都可以获得较佳的听感。
      采用电脑辅助设计箱体,箱体尺寸27cm×40cm×160cm,其中双8寸低音与双高音独处于一个箱体,双6寸低音独处一箱体,内部两个箱体独立。箱体委托木箱厂加工生产。
      2.5分频参考分频电路如图10所示,高音与低音的分频点可在2kHz—5kHz之间选取,与通用的2.5分频方案稍不同。高音选用二阶高通,6寸低音选用二阶低通,没单独作LJAV-T02 低音单元的低通电路,利用8寸低音的本身性能作350Hz以上频率平滑衰减。

      分频材料的选取上,仍以实用、平价为主,选用国产优质配件。内部选用优质喇叭线连接分频器与扬声器单元,其中双6寸低音的喇叭线需穿过内部的间隔板,穿孔需密封处理。装配调试好的音箱如图11所示。
      小口径、大口径低音单元都有各自的优缺点。为改善低频听感,可有多种方法,比如选用10寸、12寸、15寸等的大口径的低音单元,也可选用多个特制的6寸、8寸的小口径低音单元。选用双6寸低音与双8寸低音配合使用,除增大音箱的功率外,更表现在改善了低频的量感与低频的速度,也就是一些老烧常说的低频反应快,不拖泥带水,很多12寸、15寸大口径低音单元要作到这些很不易。LJAV---V002 6单元2.5分频音箱由于设计独特,其音箱内阻较低,音箱效率较高,其低频强劲、听感较好,得到一些老烧友的认可。
LJAV---V002额定功率:250W ,最大承受功率:400瓦; 频响:25Hz――20kHz; 阻抗:2.5欧姆; 灵敏度:92dB。
      由于音箱阻抗较低,若使用晶体管功放,建议使用双50W以上的低内阻输出的功放,即每声道功放的末级大功率管应在3―6对,能满足这方面的需求的功放很多。
      很多发烧友有个误区,认为大功率音箱只能用石机推动,由于效率高,这两款音箱即使用某些10W以上功率的胆机比如6C19×8的胆机也能发出较好的效果。
      以上两款大功率音箱除高保真音乐欣赏外,同样可用于数字影K 系统。
◇广州 秦福忠


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