适合胆机的小功率音箱制作Word格式文档下载.docx
《适合胆机的小功率音箱制作Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《适合胆机的小功率音箱制作Word格式文档下载.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
而营造AV音响效果的响度至少为96～105dB，这对于那些能轻而易举地做到百瓦级以上的晶体管功放来说，即使配套的音箱灵敏度较低也没有什么问题。
不过，一般家用型胆机的情况就不那么乐观了，特别是那些输出为3～15W的单端A类或威廉逊、超线性等功放。
尽管电子管功放是效率很高的感性负载输出，还有过荷承受才能强、过载后非线性畸变小、不需要很大的储藏功率等优点，但是此类Hi-Fi功放由于输出功率有限，因此很难到达原汁原味的放音效果。
假设给它们错配了灵敏度低的音箱那么更是雪上加霜，在此情况下不可能经常开足音量、拼足力气去营造那惊心动魄的AV气氛。
其实，一台功放所给
出的声功率除了与功放的输出大小有关外，还与其配套音箱的灵敏度上下有直接关系。
也就是说，在放音响度一定的情况下，随着音箱灵敏度的变化，所需要的电功率也截然不同。
灵敏度高的音箱消耗的电功率较小，反之那么较大。
这方面的事例不胜枚举，如以往用于城乡电影放音的都是清一色的电子管功放和高灵敏度音箱，它们的音响效劳于数千观众，但是功放的功率却仅为15～40W。
当时如用一台功率为40W的YJ603型电影扩音机来驱动灵敏度达108dB的巨型音箱，其所拥有的震撼力及冲击力足以使2000个座位席的影剧院中的空气振荡起来。
有资料说明，在一定的响度级别下，音箱的灵敏度每下降3dB那么所需要的音频功率将增大两倍。
当一台功放以105dB的响度进展AV放音时，假设它的音箱灵敏度为94dB，那么大约有10W的功率便绰绰有余了。
此时分别换上91dB、88dB和85dB几种不同灵敏度的音箱，假设也要到达105dB的响度，那么输入功率将依次上升到20W、40W和80W。
由此可见，随着音箱灵敏度的降低，输入功率由10W上升到80W。
反之也说明，假设一台10W的功放与94dB的音箱搭配，那么其音量与80W功放配85dB音箱的旗鼓相当，前者的输入功率仅为后者的1/8。
通过上面的例子，说明了小功率胆机只要配置了高灵敏度的放声系统，同样也能营造出相当不错的AV效果。
2．校正胆机音色
无论多么发烧的晶体管功放还是电子管功放的音色都不是中规中矩、自然纯真的，多少都带有一些令人遗憾的个性音色。
其中晶体管功放的音色表现是干、硬、噪，电子管功放却是软、甜、柔。
功放品质越低下那么所呈现的音色个性就越明显。
其实，如站在Hi-Fi的立场上看，两者都是一种声染色失真。
针对晶体管功放的干、硬、噪，近年来那些由柔顺的橡皮边低频单元和软球顶中、高频单元组成的具有软、甜、柔音色特性的放音系统，可以用来校正令人生厌的晶体管声。
晶体管功放与这种特性的音箱联姻虽不是什么天作之合，但却能有效地令功放的狂气和躁气变得服服帖帖，音质和音色也确实变得柔顺耐听多了。
对于胆机来说就不能给它配置校正晶体管音色特性的音箱。
否那么，胆机的个性将于此类音箱的特性不谋而合地叠加在一起，不但达不到补偿或校正电子管声音的目的，相反还会进一步地加强胆机的个性，使声音变得更加软、甜、柔。
在这方面，行之有效的方法是给此类胆机配置特性相反的即具有冷、硬、亮音色个性的音箱，以此来校正胆机过分的声染色失真。
当然，不能矫枉过正，要恰到好处，否那么，也会丧失得意的胆味。
不少
胆机都缺乏爆发力和冲击力，中、高频也少了些沁人心脾的穿透力。
这正是人们对胆机颇有微词的地方，也是它难以胜任AV的原因。
事实上，出现上述情况除了有胆机功率不够大、频响及瞬态响应比较差这些问题外，还有一个重要的因素便是与所配制的放音系统的特性不适应。
确实，胆机的瞬态响应赶不上晶体管机。
长期以来，在电路方面都是通过尽量减少放大电路耦合级数、采用直流DC放大器以及改进电源品质等方法来进步其转换速率，使功放的瞬态响应得到了明显的好转。
后来，人们已经注意到了扬声器辐射速度对瞬态响应的重要性。
从扬声器的一些特性上来看，它的振膜、音圈、定心支片等构件的材料、质量、刚性、几何形状以及构造工艺等将直接影响声辐射速度。
声速快的振膜反响灵敏，对那些瞬息万变的信号有非常准确的跟随才能，播出的声音明快、有力度。
而声速慢的振膜反响迟钝，对信号的分析才能差，声音软弱无力达不到信号应有的高潮和爆发力。
明白了电子管功放与晶体管功放转换速率上的差异后，在给它们配置音箱时就应该充分考虑到这一点。
由于晶体管功放的转换速率较高，因此在一般的情况下不必对其所配音箱的瞬态响应特性过分挑剔，只要综合电声指标到达上乘的音箱便可。
然而，胆机所配的音箱那么要选择那些声速特别高的扬声器来组成音箱，以此来弥补胆机瞬态响应不佳的缺陷。
通常，那些用铍、钛等金属或特种植物纤维制成的振膜，其声速可达220m/s，对声音不仅有非常出色的刻画才能，而且声音也特别铿锵有力。
由这类单元组成的音箱虽然不合晶体管功放的口味，但对于胆机来说却是求之不得的。
3．改善胆机音质
许多CD节目中都有极丰富的高、低频乐音，但经过一些胆机的播放后没有了荡气回肠的低音，也少了些清脆纤细的高音。
这里有功放的缺点，也有音箱的问题。
在胆机中，除了输出变压器是左右高、低频带宽的关键元件外，还要考虑其各级电路中的容抗及分布电容所产生的相移影响。
这样，胆机信号中的上下频成分再怎么精彩也别指望它能真实地展现出来。
假设配置的音箱频率响应不太宽，高、低频单元的灵敏度又不高，那么所给出的声音必然是上面所述的样子。
晶体管功放的情况就不同了，目前的晶体管功放几乎都是OTL直流DC放大器，很容易将功放频响做到0Hz～50kHz，因此对其音箱来说就不必刻意地追求宽频响。
相反，为了防止过分的晶体管声，有时还特意给它们配置一些频响不非常宽的、具有软特性的音箱，以此来抑制那些尖刺、僵硬的高频噪声。
然而，对于频响一般
的胆机，由于频带两端衰减量大，高、低频功率分量比中频段差得多，因此所配的音箱不但要强调高、低频灵敏度，而且还希望其频率响应特别宽。
这样的音箱才能有效地展宽放音频带，改善功放高、低频响应的平滑程度。
笔者常见到不少胆机的频响很到位，声音也柔和激荡、圆润悦耳，但仔细品味后觉得低音多了些尾音而显得有些浑，高音也少了些微妙的成分。
这些问题是那些高输出阻抗胆机的通病，其特征是音量越大那么上述不良表现越显著。
造成这种现象的原因主要有两个。
一是胆机的FD仅为10～30．它对扬声器的阻尼才能弱，振膜不能准确分析信号，所给出的声音不是丢了些细节便是新增了些原始信号中没有的成分，声音必然就变了样。
二是所配音箱低频单元的Q值不适宜，Q值高的扬声器振动系统质量大，振动惯性也大，响应不平滑且声音浑浊。
胆机由于FD较小，对扬声器的控制力小，不能及时制约振膜的惯性振动，因此采用Q值低一些的扬声器有利于改善音质。
这样的扬声器声音刚毅、清脆，胆机又天性柔和，两者所搭配出的必定是柔和且层次清楚的声音。
二．适宜于胆机的Hi-Fi音箱制作
如今的音响市场上扬声器品种丰富，国内的电声名厂都不时有品质一流的高、中、低频单元亮相。
有些单元的特性不一定适应晶体管机，但它们的一些品质却很投胆机所好，并且价廉物美、唾手可得，这就为自制适宜胆机特性的音箱提供了方便。
笔者也是一个多年的音响迷，打造过许多不同种类的小功率胆机。
由于长期以来寻觅不到适宜胆机特性的高灵敏度音箱，因此在不得已的情况下设计了几款Hi-Fi音箱，现将其中表现不错的一款介绍给大家。
1．音箱设计理念
在自制一款Hi-Fi音箱前，除了要对它的频率响应、失真度、灵敏度、承受功率和输入阻抗等主要技术指标做到心中有数外，还要事先对音箱的音色取向、声辐射特性、音箱类型、体积和单元组合等予以重点考虑。
本音箱所要到达的主要技术指标如下：
（1）频率响应：
27Hz～25kHz±
1dB
（2）灵敏度：
不小于92dB
（3）输入功率：
60W
（4）输入阻抗：
8Ω
（5）音箱特点：
体积小、声辐射面宽、瞬态响应及声象定位好
2．单元组合
采用多扬声器单元组成宽频带音箱已经是个老话题了，但从小功率胆机特性要求的高效率、高保真音箱情况来看，要真正全面做到设计中要求的电声技术指标不是那么简单。
似乎选用一只灵敏度高的宽频带大功率Hi-Fi扬声器最符合创意要求，但问题是扬声器的振膜与频率响应、保真度、电声效率等始终存在着一系列锋利的、不可
调和的矛盾，至今还很难用一只扬声器来Hi-Fi地重放全音频。
尽管也有同轴、双振膜（双纸盆）、组合式（附加的高、中频单元用构架组装在低频单元上）等形式的全频带扬声器，然而由于构造上的诸多原因，它们仍然存在着频响不平滑、互调失真大、瞬态欠佳、灵敏度低、功率小以及声场窄等损害保真度的问题。
因此，很少见到用此类扬声器制成的高灵敏度或大功率Hi-Fi放音系统。
由高、低频独立的扬声器单元组成的音箱具有频响宽、功率大、分频网络简单、单元少、安装紧凑及声象定位好等优点，其始终是各类视听音响系统中首选的音箱。
然而，在要求很高的Hi-Fi放音时，二单元音箱的情况就不容乐观了。
试想一只下潜到20Hz的低频单元，其振动系统已不能出色地再现中频，而一只频响上扬到20kHz的高频单元也不可能很好地兼顾中频。
这样的组合即便能勉强做到宽频带，但在中频段的响应将变得很不平坦。
尤其是语言、音乐中丰富的谐波功率多半是在中频，假设分开了品质一流的高、低频单元的支持，其保真度也就可想而知了。
另外，二单元音箱对高、低频扬声器的电声指标要求非常苛刻，能胜任Hi-Fi组合的二单元扬声器也都存在着价格昂贵、不易搭配及难以购到等问题。
假设对扬声器特性、音箱制作与调试技术缺乏理解一般用二单元装成功Hi-Fi音箱的把握不大。
假设在二单元中间插入中频扬声器，那么放音的情况就大为改观了。
显然，高、中、低频扬声器各有特色，三者能尽情地展现自己的风采，给出的必然是一个宽频带Hi-Fi音箱。
多单元音箱由于频段划分细，因此不需要响应非常平坦的宽带扬声器，只要它们各自所承担的频段灵敏度及响应出色，便能将频响、效率、功率衔接搭配得很平衡。
另外，多单元组合对扬声器的要求不高、本钱低廉，这些都使得三单元音箱一直成为各类Hi-Fi放音的佼佼者。
当然，组合音箱时也并非是单元越多越好，从某些情况来看，二单元音箱的一些优点正好是多单元音箱的缺乏。
对于多单元组合及分频网络所引起的频带衔接、响应平滑度、灵敏度以及声象定位等问题都要加以考虑。
只要认真选择并搭配单元、科学合理地设计音箱，仔细地组装调试，一般都能做出令人满意的Hi-Fi音箱。
全面权衡利弊，笔者认为小功率Hi-Fi放音系统还是选择三单元组合音箱为上策。
那么，终究哪一类型的音箱才是设计理念中的最正确拍档呢?
答复肯定是倒相式音箱，其主要有以下几个闪光点。
（1）它的灵敏度很高，输入较小的功率便能给出很大的声压，并且音质也相当好。
理论数据说明，好的倒相式
音箱可以使低频的灵敏度进步4～6dB，这就意味着功放的输出功率增加了3～4倍，这一点对进步小功率胆机的音量更显得难能可贵。
（2）有效地弥补了由功放低频相移及扬声器声短路现象而引起的声压下降问题，这也是一般胆机求之不得的优点。
（3）由于箱子的谐振频率与扬声器的共振频率相调谐（谐振），扬声器的谐振峰受到了极大的阻尼，可使低频响应的平滑度改善80％，而且低频端的响应也比原来向下延伸1/（31/2），因此完全可以用普通扬声器来获得宽频响和高灵敏度。
（4）倒相式音箱的保真度很高且箱子的体积很小，在同样的下限频率时箱容积也仅为密闭箱的60％。
这些出类拔萃的优点都为小型高灵敏度音箱的制作提供了可能。
3．单元选择
反复权衡了扬声器的频响、保真度、电声效率、输入阻抗、功率、声辐射指向性及音色取向等因素后，本音箱选择了银笛的YDQG5-14、YDQZ10-2、YD200-54单元作为高、中、低频单元。
之所以对银笛扬声器情有独钟，主要是因为银笛厂是研制消费Hi-Fi扬声器最早的厂家之一，该厂技术领先且不断推陈出新，开发消费出的百余种单元质优价廉，产品一向受到音响界和发烧友的好评。
各个单元的特性请参见附表，下面来谈谈它们的特点。
YD200-54是一款品质超群的低频单元，其振膜是在优质纤维纸浆中添加一定的增强材料制成的。
振膜上模压出了许多同心圆的凹凸增强筋，各个波节线之间还模压了密集的麻点、条形等不同几何形状的机械筋。
这些措施使纸盆在不增加质量的情况下大幅度进步了刚性，有效地抑制了局部的分割振动。
另外，纸质振膜质量小、口径适中、Q值也不大，即使在大振幅下纸盆也不易产生惯性运动。
显然，它的响应平滑、瞬态特性好、声音刚毅明晰、保真度比较高。
该单元采用的是一种泡沫材料折边，其特点是质轻、耐疲劳且有适宜的内阻尼特性。
在直径达130mm的特大型多波纹定心支片的配合下，它的有效频率从38Hz至5kHz都有特别平坦的响应，灵敏度比同口径的橡皮边高2～3dB。
该单元的磁钢增大到Φ130mm×
20mm，磁路极板加厚到8mm以上，有效磁场也高达12mm。
Φ38mm的大型音圈使绕组变得很窄，同时又工作在很宽的磁场内，长冲程所营造的动态响应与保真度也是显而易见的。
从本单元的磁路及音圈情况来看，其已经远远超过了12英寸喇叭的规格标准。
它的输入功率应当在100～120W之间，但厂家却只定为40W，功率标称得如此保守也足见这是一款名副其实的发烧级单元。
扫描一下YD200-54，觉察该单元的工艺技术、材料构造等各个
环节都是极为地道的。
它的输入端子是大型接线柱，盆架也是非常厚实的铝合金铸造，尽管单元根底是质量很小的铝盆架，但喇叭的总质量却高达3.3kg。
宽厚的硬橡胶整体压边使单元无论在板上正反安装都有很好的防震和密封性能，丝毫都不漏气。
单元的磁路系统被一只大型的硬橡胶罩子封闭，既保护了磁路又使其在箱内的驻波减至最小。
该单元的后磁路板上还开有一个减压孔，其作用是令定心支片内封闭的空气里外流通，使音圈等不因为受到压缩空气阻尼而影响到振幅，明显的好处便是使正负振幅平衡、非线性失真小。
这点小工艺对于一般扬声器来说缺乏挂齿，但对于Hi-Fi扬声器却有着不同寻常的意义。
YD200-54的盆架直径为240mm，这是一款按振膜直径标称口径的扬声器。
纸盆的直径实实在在地做到了200mm（8英寸），振膜有效辐射半径达93mm，要比传统8英寸喇叭的81mm大得多。
本箱选择8英寸低频单元的原因还在于其在5～l2英寸的5个传统口径中（5英寸、6英寸、8英寸、l0英寸、12英寸）占尽了优势，它既有小口径的优点又少了些大口径的缺陷，从各个方面来说都是令人喜欢的规格。
另外，目前的各类单元阻抗大多为8Ω，采用一只低频扬声器容易与中、高频单元及功放匹配，其分频器的设计制作也较为简单。
以上正是笔者选用本单元的几个重要原因。
YDQZ10-2是一只品质不俗的球顶形中频单元，它采用了生化纤维经浸渍处理的大球顶振膜。
其特点是声音明晰、圆润悦耳，频响从800Hz至10kHz几乎是平直的。
由于球顶振膜突出在面板的最前沿，因此声波直接向四周扩散，声象立体感强，听音时没有了皇帝位，而盆形振膜那么恰恰少了这些优势。
该单元是一款不惜工本的重料制作，它的磁钢体积为120mmX20mm，与YD200-54很接近，质量约为1.7kg，这样的用料在各种品牌的同类产品中是少有的。
其配以了直径为60mm的球顶振膜，令扬声器的平均特性灵敏度达91dB以上。
为了真实而有力地再现中频，它的音圈直径增大到50mm，在强磁场作用下其音乐功率至少在150W以上，但厂家给出的标准值却只有50W。
该单元振膜前面板还压有一个中120mm的声辐射扩散器，这也使得声辐射面更加开阔。
YDQZ10-2的振膜背腔附加了一个很大的圆型罩子（Φ120mmX60mm），它与振膜里面的音圈和磁路形成一个很大的封闭容器。
罩内填满了松软的吸音材料，其目的是消除振膜后腔产生的驻波，以此改善中频段的响应平滑度。
由于振膜背腔密封，因此装在箱子里也彻底消除了低频声波对它的调制。
同样，罩子侧面也开有减压作用的空
气疏通孔。
由附表可以看出，YDQG5-14的高频响应相当宽阔，灵敏度也特别高，这完全归功于所采用的钛球膜技术。
钛金属是一种新型的高科技宇航材料，用钛箔制成的振膜虽然薄如蝉翼，但却非常坚硬。
其球膜直径为1英寸，如此轻巧的振膜极为灵敏，非常适应高频振幅特性。
在它的振膜上又模压了许多鱼鳞状的机械增强筋，令其即使在振幅很大的情况下也不会产生有害的分割振动。
该单元的平均特性灵敏度高达91dB以上，有效频响可从3kHz一直到25kHz的超高频，比方今流行的那些织物纤维软球顶高频单元的频响要宽得多，灵敏度也要高出3～4dB。
它对信号中的谐波刻画生动，音质清脆亮堂，音色绚丽多彩且极富穿透力。
由于其电声效率高，因此与本箱选定的中、高频单元的效率非常匹配。
该单元的额定输入功率为30W．这样的功率正好符合家用Hi-Fi音箱的高频功率分配。
因为是非磁液构造，所以高频分析也将更加细微、透彻。
钛、铍、铝等硬球顶中、高频扬声器的音质魅力无可厚非，但不少朋友对此类单元始终心有余悸，认为金属振膜声音尖刺、僵硬，总
怕用不好。
其实，如今的音乐大多为金属乐器的演奏，硬球顶振膜与它们为同一属性，刻画表现这些音乐是最自然不过的了。
看一下当今文体演出中使用的大功率Hi-Fi专业音箱，它们都采用了灵敏度高达100多dB的金属振膜中、高频扬声器，并且还给它们附加了各式各样进步声效率的号筒。
因此，播放的声音不但清澈亮堂，而且歌手的演唱也非常甜美细腻。
相信聆听过大型场馆文艺演出的人们都有亲身体验，谁也没有感觉到声音冷艳、尖利或不柔和。
当然，组装Hi-Fi音箱时也不必拘泥于同一厂家的单元，只要所选单元的特性有利于进步功放的效率与音质，那么完全可以采用不同厂家的单元搭配组合。
例如，选用南京的YD200-8XPH低频单元、惠威的大球顶中频单元及银笛其他型号的钛球顶高频单元等。
假设你希望本箱能同时适宜晶体管功放的口味，那么可将特性相应的软球顶高频单元加装在本箱上，使其成为音色取向可变的音箱，详细的方法在本文后面将有所涉及。
4．分频器
分频器是宽频带放声系统的一个非常重要的部件，虽然它只是个带通滤波器，仅仅对不同扬声器单元承担着频率分配的任务，但其性能、品质将直接影响音箱的保真度与效率。
许多朋友在制作音箱时常常把目光盯在扬声器单元的选择及音箱方面，却把分频器看得无足轻重，显然这对Hi-Fi的放音是不幸的。
有很陡的频率衰减斜率。
鉴于目前市场上发烧级分频器很难寻觅且价格也不菲，更重要的是分频频率完全根据所选单元特性而定，成品分频器往往并不一定适用，因此，Hi-Fi音箱的分频器还是自制为上策。
图1是本箱的分频电路，它的衰减率是按每倍频程-12dB设计的。
分频点很重要，它直接决定着各单元能否工作在最正确响应频段，并将其衔接成一个宽阔而平坦的放声系统。
分频点应选择在各单元最出色的一段频带，一定要避开频响两端急剧起伏变化的峰谷段，才能衔接成一个频响宽阔平坦、效率高的Hi-Fi音箱。
否那么，即使做到了宽频带，频响也会变得上下不平、过渡特性变坏等。
对于Hi-Fi音箱来说，应尽量采用厂家推荐的分频值。
图1分频器电路图
L1与C1组成的低通滤波器将200-54的分频点选在1.5kHz，这里将它的分频点适当进步，主要是单元特性好，更重要是音频的功率多半都集中在中低频，适当提上下频单元的截止频率，可以充分发挥单元特长，给出的声音将更加饱满有力度。
假设分频点过低，不但丧失了单元优势，反而还会加重中频单元的负担，引起振幅过载、失真增大等弊病。
虽然中频单元的有效频响宽达800Hz～10kHz，L2、L3与C2、C3组成的带通滤波器仅取其1.5～6kHz的一段频带，这也是它的黄金频段。
L4、C4构成的高通滤波器将YDQG5-14的分频点定为6kHz，本单元的下限截止频率也获得较高，将更加轻松自如地在高频段发挥它的特长。
由于合理的选择分频点，3个单元各自都工作在声效率最高的频带，故系统的综合灵敏度也要比各单元的平均特性灵敏度高出1～2dB。
分频器元件少，电路也很简单，对于分频电容器最起码的要求是高频特性好，耗损及容量误差小。
目前的聚丙烯CBB无极性电容器的耗损角正切值仅为0.08％～0.1％，高频性能优异，体积小、无感、价廉，完全能胜任Hi-Fi系统分频电路的需要。
本音箱选用耐压为63V的CBB21、CBB22电容器，9.4uF的用2只4.7uF的并联即可。
高耐压电容在分频器上无大意义，价格却成倍上升。
不要盲目崇拜那些舶来品洋电容，这类电容并不一定能明显改善音质，价格却高得惊人，有时1只10uF的电容往往超过一只中低频扬声器单元的售价。
分频线圈L的内阻R0大小直接关系到传输效率与音质，在胆机中分频器与输出变压器二次侧线圈、扬声器音圈及传输馈线呈串联回路。
当L的直流电阻较大时，引起插入损耗增大，传输效率下降，不但白白浪费了大量输出功率，还会明显降低对扬声器的阻尼作用，导致声音浑浊、瞬态响应变坏等。
显然L的R0越小，插入损耗小音质也越好。
通常，L的直流电阻做到音圈电阻的1/10以下就很好了。
分频线圈电感量的误差要尽量小，不然会使分频点偏移，引起各频段重叠太多或衔接不良而出现峰谷点，响应也变得很不平滑。
电感线圈制作很容易，但在绕制时遇到的问题是电感量的准确程度难以掌握。
以下给出的线圈数据是经过实际测量得来的，只要线圈骨架几何尺寸、线径、匝数符合要求，电感量一般不会有较大的误差，当然有条件最好用数字电感仪测量一下。
从图2的线圈数据看，几个线圈已接近最正确构造尺寸，线圈的R0小，Q值也较高。
由于导线线径很粗，L的电阻小到0.2～0.4Ω，已做到重料发烧级的分频器了。
对于胆机用音箱分频器，不要刻意去追求那些5N、6N的纯铜或无氧铜导线来绕制，还不如下功夫从线圈的最正确构造、减少输出变压器二次侧线圈或扬声器传输馈线的R0方面来得合算。
图2分频线圈数据
分频器的组装不一定非印刷电路板莫属，一来自制费事不易，二那么电路板的载流量往往不够，引起效率和音质下降。
一般用一块胶木板
升级会员 