由于很多朋友喜欢用惠威扬声器制作高保真音箱,在本期,笔者再介绍一款采用惠威扬声器制作的二分频音箱。
扬声器选择
这款音箱扬声器选用惠威公司生产的。高音选用SS1II型高音扬声器,SS1II扬声器是SS1的升级型号,该型号扬声器采用音色甜美的德国耐高温天然纤维高阻尼球顶振膜;屏蔽式防磁磁路结构以及耐高温铝合金骨架,铜包铝线大功率音圈使之具有高功率承受和输出能力。该扬声器的高强度M.I.面板设计可以杜绝不良振动,使高音十分纯净。
低音扬声器选用业界大名鼎鼎的惠威SS6.5低音扬声器,SS6.5扬声器采用 丹麦P.M.K双层云母高强度振膜,高顺性高泡折环,高阻尼防尘帽,频率响应平直宽广,Fs及Qts参数适中,音色平衡、自然、甜美、细腻。高性能铁氧体外磁式磁路结构,高强度加强铁盆架,无涡流损耗Kapton音圈骨架和耐高温5N无氧铜线音圈,承受功率大。超长冲程线性位移设计,动态范围宽广,低频失真度小。 扬声器参数如表1所示。

箱体结构
本音箱的高、宽、深分别为850mm×208mm×260mm(内部有效容积约26L)。板材为厚15mm的中密度板。左右声道音箱前面板尺寸相同,如图1所示,倒相管长度以及音箱侧面视图如图2所示。将板材按照规划好的尺寸裁好并按照图中所示的尺寸挖出扬声器安装孔,然后用铁角板将面板夹持牢固即可。安装好箱体后就可以往内部灌入沥青对音箱内部进行密封,最后就可以按照自己的喜好装饰音箱表面了。


该音箱的下部为一个独立的腔室,而且其中的一个倾斜隔板把这个腔室分成两部分,一部分密封的,用来填充沙子;另一部分与上部共同构成一个谐振腔,增强音箱的低频重放能力。
分频器制作
图3是笔者制作这款音箱时实际采用的分频器电路图。本音箱的分频器电感全部采用空芯无氧铜漆包线绕制,如果采用磁芯电感则可能达不到预期的效果。C1、C2为高频耦合电容,此电容对音质影响极大,最好选用优质电容器,在这里选用了耐压160V的MKP电容,而且在该电路中采用了C1、C2两个电容并联的方式,这样可以减少电容高频内阻对高频信号的影响,提高高音的透明度,使声音更清晰。电容器C3采用普通无极性电容器即可。分频器所用元器件的电感量 、电容量及电阻值如表2所示。


无论分频器电路设计得多么优秀,若没有优质的元器件做坚强的后盾,其效果是不会展示出来的。下面介绍分频器元器件的选择方法。
分频器所使用的电感线圈分为空芯线圈和铁芯线圈两类;而铁芯线圈又分为真铁芯和铁氧体芯两类。
在分频器中,空芯线圈的效果是最好的,但相对也是体积最大、制作成本最高的。空芯线圈的优点在于失真低、受扬声器磁场的影响小。在选择空芯电感线圈时,主要应注意电感线圈线径的选择。所选用的漆包线一定要能够承载相应的功率电流。如果所用的线径偏细,在大功率下工作时,电感线圈容易过热烧毁。所选用的线径,通过计算,只要够用或有些余量就可以了。盲目加大线径,一来成本太高,二来加工起来难度也较大。
铁芯线圈和磁芯线圈(铁氧铁线圈)可以缩小线圈的体积,降低制作成本。但由于导磁体的介入,会引入由于磁饱和而造成的失真,同时由于扬声器单元磁场的影响,也会造成分频点的偏移。
分频网络中电感线圈的制作对许多音响爱好者来说是一件比较麻烦的事情,Hi-Fi音箱对分频网络中的电感线圈的电感量、直流电阻和线圈内径有较高的要求。电感线圈的电感量不准会使分频网络的分频频率偏离原来的设计要求,在一定程度上影响音箱的频响指标;电感线圈直流电阻过大,不仅会增加音频信号的损耗,还会使音箱的电磁阻尼减小,使瞬态特性变坏;电感线圈内径的大小对音箱的Q值有一定的影响,通常电感线圈的内径以小于30mm为宜。为了保证分频网络的各项技术指标,扬声器分频网络中电感线圈的直流电阻阻值至少应小于扬声器单元额定阻抗值的十分之一,对于一些Hi-Fi音箱来说,电感线圈的直流电阻阻值最好能小于扬声器额定阻抗值的二十分之一。
实践证明,最佳线圈结构(即能获得最大电感量的那种线圈结构)是线圈的截面应为正方形(即线圈的内径等于外径的一半。若线圈两侧截面的边长为H,则线圈的内径为2H,外径为4H)。
在制作分频网络的电感线圈时最好采用计算方法求得各种绕制参数。扬声器分频网络电感线圈的各项绕制参数可按下列步骤求得。
空芯线圈的电感量L与漆包线的直径d、线圈的直径D、线圈的高度H、线圈的宽度W及线圈的匝数N之间的关系,可用以下各公式表示。计算电感线圈的电感量L的公式如下:
L=0.08 D\(^{2}\)N\(^{2}\)/(3D+9W+10H )
首先确定电感线圈的电感量L(μH)和直流电阻R(Ω),直流电阻阻值的大小可根据前面的要求确定,然后求出电感线圈的高度H和宽度W:
H=W=\(\sqrt{(L}\)/R)/8.66(mm)
其次,求出电感线圈的匝数N:
N=19.88\(\sqrt{L}\)/H
最后求出电感线圈的绕组线径d:
d=0.841H/\(\sqrt{N}\)(mm)
所需漆包线长度L0:
L0=187.3/\(\sqrt{LH}\)(mm)
所需漆包线的总重量G:
G=H\(^{3}\)/21.4(g)
当算得的导线铜芯直径不在标准线径系列中时,一般应取比计算值稍大的标准铜芯直径d',绕成的线圈电感量会比计算值小些,此时需要用加长系数K值加以修正。K=0.4[(d'/d)-1]。这时,所需漆包线的实际长度L\(_{0}\)'=(K+1)L\(_{0}\),经修正后,电感量的误差在(2~3)%,将规定长度的漆包线绕上骨架后,无须测量即可直接使用。在实际制作时骨架外径可适当加大10%左右。
若需要经常制作线圈的话,则可以制作一个可脱式线圈骨架,这样在制作完线圈之后就可以把骨架脱去。图4是一个外径为50mm、内径为25mm、宽度为20mm的可脱式线圈骨架。
电感线圈所用漆包线一般选用高强度聚酯漆包线。要求较高的可选用无线铜漆包线。若选用多股无氧铜漆包线,交流损耗将更低,对改善系统阻尼大有裨益。
在选择分频电容时,低频通道可以选用精度高、质量好的电解电容反向串接,或在其两端并一只小型聚苯、聚丙电容,这样做效果不错,价格又很经济。至于高频电容,由于容量小,价格相对比较低,适当选择好一些也无妨。
对于高频衰减电阻的选择,除了要注意电阻本身的功率之外,还要注意电阻本身的电感,最好采用无感大功率电阻。对于一般的用户来说,采用5W~10W的大功率水泥电阻或线绕电阻是一种很经济、实用的选择。
(科林)