自制音箱系列谈(一) 材料的选择

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工薪阶层的发烧友和动手能力强的朋友可以根据自己的情况借鉴某种产品加以改进,并设计及制作出性能良好的HI-FI音箱。

自制音箱是性能价格比较高的尝试。经过认真的选择、精心设计和施工,制作出工艺精湛、音质细腻、音场准确的音箱,可同成品音箱相媲美。

首先谈谈扬声器单元的选择,有人认为只有欧美的单元、进口的音箱才有靓声,其实国产“美之声”、“惠威”、“玄度”等产品已经赶上或正在赶上世界名厂家的产品。另外,上海飞乐、银笛、广州国光、南京的南鲸牌的各种单元也各具特色。因国内大部分家庭居住条件狭小,收入有限,宜采用中小型音箱,灵敏度相应地高一点,以减少对功放的要求。

高音单元一般都选用球顶高音,有软膜、铝膜、钛膜及丝膜等振膜材料,丝膜的上限频率较高,灵敏度高,音色较好,价格较贵。此外还有防磁品种,宜做防磁中置音箱等。

低音单元的种类就多了,一般功率在50~100W左右。振膜有:纸盆、纸盆涂胶、PP盆、合成云母、防弹布、碳纤维编织、复合羊毛等等;在音圈设计上有长冲程的、还有大音圈的(φ75mm);磁体方面有大磁体、超大磁体、双磁路、防磁等。选择扬声器单元时应注意阻抗、灵敏度。谐振频率、额定/最大功率、等效容积、等效电感等等。根据单元的各项参数来设计音箱,选择其它材料。附表为两种常用的扬声器参数表。

图1
图1 🔍原图 (1855×1202)
图2
图2 🔍原图 (1903×1265)

箱体材料的选择:箱体的种类有水泥、水磨石、甚至还有岩石的,但用得最多的是木制品的。在木制品箱体的种类中,有原木材料的,有刨花板、细木工板的,但是现在最流行的是用密度板制成的、外面贴有木皮或PVC皮等。下面就几种常见的材料介绍一下。

原木材料:从历史上来看,以前的音箱绝大部份是用木材制成的,材质有软硬之分,根据不同的要求,有松木的,有硬杂木的。板材厚度为15~25mm,要求缩水率小,经过蒸煮烘干处理,为的是不易变形,进行锯刨粘合成合乎要求的板材,再榫接成箱体。这样的音箱经过多年使用,可能已有部分开裂的现象。由于木材的资源紧张,加工繁琐,易开裂变形,现在使用木材做音箱的已经很少见了。

刨花板是用锯创下的木屑加工成颗粒、加上粘合剂由机器热压成型的。由于材料颗粒较大,压制成的板材较膨松、强度低、怕潮湿、易破损。刨花板制作的音箱,由于箱体强度低易共振,只有在较低档的或是进口的组合音响中使用,如读者无法找到其它材料时,可采用两层粘接或贴加强筋的办法来使用。

细木工板是近些年来逐渐发展起来的,约16mm厚,是用木材下脚料,加工成约12mm左右的小方条顺向排列、两面用21mm厚的木皮加粘合剂由机器热压制成。这种板有比重较轻、不易开胶、不易变形、加工较易的特点,适作高档家具和小功率音箱。

密度板是近年崛起的科技新产品,由于人类过量地使用木材,使木材资源困乏,应用高科技并从国外引进设备,充分利用有限的资源,把木材中不好使用的枝杈、树根、树皮和其它可利用的植物经过粉碎、碾压、分解制成纤维状物,配上填充料、粘合剂,经过机器热压成各种规格的密度板(MDF)。密度板的材质均匀、强度适中、抗潮湿不易变形,是当今世界上发展最快的新型人造板,其优良性能可代替天然木材并广泛应用于建筑、装饰、家具制造等方面,是做音箱的最佳选择。

密度板分高密度和中密度纤维板两种。国内各生产厂家的产品品质也有不同。笔者现介绍两种以供大家参考。

例某钢琴厂生产的钢琴所用的板材全部是中密度板的。以前采用进口的,后经在国内生产厂家考察挑选,选中一种可以替代进口板的,这种板的纤维长、充填物较少,板的纤维密度大,韧性较好,硬度中等,刚性较差。钢琴厂内专业人士指出,使用这种板是为了使钢琴的音色更好。

另外一种板是普通家具厂用的,这种板的纤维较短,充物相应地较多,板制成后,特点是刚性较好,硬度高,但韧性差、颜色偏深。至于读者喜欢哪种,可自己选用。

以上介绍了几种材料,可根据自己的实际条件来选择做箱的材料。国内厂家生产的中密度板一般为10~20mm厚的。刨花板一般为12~18mm厚的, 如果要求箱体厚度大于所能利用的板材时,可将两张薄些的板粘合在一起。在业余的条件下,有两种粘合的方法:(1)找一块平整的水泥地,把一张平铺在地面上,在朝上的一面抹上胶,另一张压在上边,来回搓动两板,使两板上的胶均匀,对齐四边,用木螺丝紧固两张板,(注意:螺丝要短于两张板的厚度)。再用沙或砖等重物压上,待12小时后胶干拿开即可。(2)可采用下两份箱体的料,待锯好后将相同位置的板再粘合在一起,这种办法是占地小,可采用多种压固的办法使板材粘固的更好。如可采用虎钳夹,或用角铁或扁铁做成的夹子将两板紧固在一起,粘合后待组装。

音箱内部的吸音材料有:玻璃棉、岩棉、海绵或是腈纶棉、膨松棉等。

采用玻璃棉作吸音材料,玻璃棉的吸音效果好,并具有绝热膨胀的特点,但玻璃棉在实际安装使用中,容易撒落在空气中,对环境造成污染,对人体造成严重的损害,现在国际上已经停止玻璃棉在音箱中的使用。

腈纶棉或膨松棉、喷胶棉都可做吸声材料,效果较好,它们的质量较轻,在使用时需用布袋将它们包好并固定。

音箱内用吸音材料来减少驻波的形成,同时可以调整高、低音的音色。由于听音环境的不同、如房间大小、高低,家俱的多少,有无地毯等因素,都会对音色、音场产生影响。通过对吸音材料的调整,使音箱满足您个人的要求。一般倒相箱贴10~30mm厚左右,密闭箱为20~50mm厚为佳。(王伟)