高保真音箱制作精选
三单元二分频哑铃式音箱

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本期介绍一款由三个扬声器组成的声场宽、平衡度好、相位失真小、低音丰满、力度适中的三单元二分频哑铃式双低音音箱。

扬声器选择

在制作此类音箱时,两个低音扬声器是并联使用的,若选用阻抗为8W的低音扬声器单元,则低音扬声器的阻抗只有4W,不能与高音扬声器单元的阻抗相匹配(高音单元的阻抗通常为8W)并会使高频的灵敏度下降3~4dB,进而造成声场极不平衡,即低频过冲、高频微弱。虽然这些可以通过调整分频器的分频点进行改善,但效果还是不尽人意。

本文介绍的这款三单元二分频音箱低音单元全部选用音圈阻抗为16W的扬声器,两只扬声器并联后的阻抗为8W,与高音扬声器阻抗相同,轻而易举地解决了高、低音扬声器的阻抗匹配问题,并根据扬声器的特性,选择了合适的分频频率,这样使得整个音箱在听感上高、中、低频衔接平滑,给人一种舒适的感觉。另外,由于两只低音扬声器工作在并联状态,显著地扩展了扬声器的辐射面积,使低音的力度和丰满度得到了有效的提升。因此,该款音箱无论是作为Hi-Fi聆听还是AV视听,均有不俗的表现:中高频细腻透亮,低频丰满有力、极具震撼性。

该款音箱的扬声器均选用南京电声股份有限公司生产的南鲸牌扬声器。中低音单元选用该厂特制的长冲程聚丙烯PP盆扬声器,型号为YD220-16P03,该扬声器采用优质的碳素聚丙烯PP盆材料,其频响高达40~5000Hz,阻抗为16W,等效振动质量只有18 g,低频效果十分出色,其外形如图1所示。

图3
图3 🔍原图 (850×406)

YD220-16P03扬声器的橡胶边折环呈下凸圆形,式样新颖、大方,立体感强,曲线优美。

高音采用音色清亮的涂胶蚕丝膜球顶高音扬声器,型号为YDQG20-806,其外形如图2所示。虽然普通的丝膜球顶高音扬声器的音质柔和、细腻,但缺乏亮感,尤其在双低音音箱中更加明显。这是由于丝质振膜过于柔软,缺乏刚度。南京电声股份有限公司研究所在参考国外研究成果的基础上,在生产的过程中对丝质振膜涂敷了一层薄薄的树脂,使其在保持柔软的前提下又增加了刚度。因而这种涂胶蚕丝膜扬声器既保持了普通丝膜扬声器的细腻、甜美的音质,又使其明亮度和清晰度得到了明显提升,YDQG20-806正是采用这一研究成果的代表型号。各扬声器技术指标如附表所示。

图2
图2 🔍原图 (567×268)
图1
图1 🔍原图 (1043×138)

箱体设计/制作

本款音箱的箱体尺寸分别为265mm(宽)×355mm(深)×990mm(高)。音箱箱体采用厚度为15mm的中密度板制作,左右两只音箱前面板尺寸以及扬声器排列均相同,如图3所示。倒相管长度以及音箱侧面视图如图4所示。倒相管采用的是φ76×120的成品倒相管,也可以用直径62mm的PVC工程塑料管截取所需要的长度。

图4
图4 🔍原图 (283×420)
图5
图5 🔍原图 (283×500)

由图3可以看出,该音箱为哑铃式音箱。哑铃式音箱是在倒相式和密闭式音箱的基础上发展出来的一种音箱,因其扬声器的排列像一只哑铃,故得名。

哑铃式音箱通常采用二分频结构,但与倒相式或密闭式二分频音箱不同的是哑铃式音箱使用两只相互串联或并联的低频扬声器单元,高频单元位于这两个低频单元的中间。如果这两个低频单元具有相同的相位和灵敏度,工作时这两个低频单元合成的声波就好像是从它们连线的中心发出,哑铃式音箱的高频单元恰好位于这两个低频单元连线的中心。因此,只要低频单元和高频单元频率交界处的相位正确,音箱工作时在整个频率范围内不会出现声像漂移现象。哑铃式音箱由于使用两只低频扬声器单元,在达到同样输出功率的条件下,每只扬声器单元只需承受一半的功率,锥盆的振幅减小,由锥盆振动引起的非线性失真也明显减小;因此,在同样失真指标的情况下,哑铃式音箱往往能输出更大的功率。

哑铃式音箱虽然具有声像定位性能好和大动态失真小的优点,但它也存在不少缺点。哑铃式音箱的两只低频单元工作时会相互干涉,使音箱的中频垂直指向性变得比较尖锐。为了改善音箱的中频垂直指向性,可以将音箱的分频点选得较低,但分频频率选得过低会对高频单元提出更高的要求。缩小两只低频扬声器的垂直距离也能改善音箱的中频垂直指向性,但高频单元一般位于两只低频单元之间,使两只低频单元之间距离的缩小受到高频单元口径的限制。

在箱体加工中,最重要的只有两点,一是箱体加工尺寸精度要高;二是箱体材料选择准确。箱体一般用木质材料制作,因为木材容易加工,表面处理之后能得到和家具一样的质感,容易跟居室环境协调一致。目前最常用的材料是人造中密度纤维(MDF)板,这种材料强度高,而且不易变形,不开裂,表面还非常平整,无须打磨就可以直接粘贴木皮或PVC装饰。

由于本款音箱的体积较大,若手工制作工艺稍有差错,就会对整体效果有很大的影响,因此,笔者没有采用自制的箱体,而是采用了向张家港市麦龙电子厂(网址:www.mernoy.com)专业定制的箱体,该箱体采用了高密度板进行机器精密加工,贴有PVC贴面以及网罩,并开有扬声器沉孔,如图5所示,与上述扬声器搭配真可谓珠联璧合。由于生产箱体时,厂家为了更好的密封性特意将PVC贴面覆盖住了扬声器沉孔,因此,在安装扬声器时要用电吹风吹一下扬声器沉孔上的PVC贴面使之软化,或者用小刀小心地沿着沉孔边缘将多余的PVC贴面切掉,以便安装扬声器。

分频器选择

当选定了扬声器单元之后,随之而来的就是要选择和制作分频器。分频器设计制作是否合理,将直接影响到音质的好坏。考虑到有些读者制作分频器有很大的难度,故笔者在制作时的分频器采用了南京电声股份有限公司生产的SW-S3B型两分频器,其外形如图6所示。在安装时,将分频器、接线柱分别安装在箱体内部即可。


编者注:
本文介绍的音箱套件(不包括箱体)供货信息见本期72页河南省沈丘县科普电子部广告,音箱的箱体套件供货信息见本期67页张家港市麦龙电子厂广告。

(文/科林)