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音箱制作中的加工處理工藝

電子設計 ? 2018-08-31 10:28 ? 次閱讀
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制作優質發燒音箱,除了采用優質的驅動單元(揚聲器)以外,適宜的箱體結構和加工、處理工藝亦有極重要的意義。由于揚聲器單元已由工廠制造定型,故箱體設計與制作已成為影響特定單元表現力的決定階段。本文僅就有關制作材料和工藝方面,根據報刊文獻介紹及本人制作實踐,總結出以下幾點,以食廣大燒門同行,切磋為要。

音箱的主要作用在于消除聲短路,提高低音聲壓和均勻度,從而改善揚聲器低頻段的聲特性,但其介入亦會帶來一些負面影響,如強化共振峰,中高頻反射與衍射,等等,導至低音聲染色和高音聲染色。盡量消除負面影響,發揮改善低音的作用,是制作之根本。

1 制作方法

(1)板材結合

此為絕大多數音箱包括一些極品音箱所采用的方法。工藝成熟,簡便,并適于工廠化生產。

(2)澆鑄成型

此法最適于混凝(港稱無縫石屎)及高聚物。

(3)掏腔法

a 頂級發燒音箱,將整塊名貴硬木或結實石料掏出空腔,作為箱體。可以想象此法難度很大,成本高昂。偶見于歐美紀念型產品中。

b 土炮族的大地音箱。即將地上掏空,作好干燥防潮處理,再裝上面板及喇叭單元。成本低,音質亦很好,作超低音重放恰到好處,唯不能移動,對住所有條件限制。高燒至此,真可謂燒到了“家”。

2 制作工藝

高保真音箱箱體內常處于急劇變化的高聲壓中,極易誘發雜音,諧振,造成音染,影響重放音樂的純美。因此制作工藝十分重要。

“加固消振,避免音染”為制作工藝的八字“方針”。

(1)合理使用加強筋

用于音箱中的薄弱環節。箱體內各個面所成結合角處,用足量的膠,寧多勿少,粘上粗壯的硬三角木或方木棒,再加木螺釘和蚊釘緊固,低音喇叭背部聲壓級最高,極易誘發箱音,于背面板正對此處粘上一塊圓形硬木板加強,材料可利用面板開孔下的余料,對比較狹長的箱體,由于板料縱橫比較大,強度及剛性變差,諧振點變低,漸近喇叭或箱體諧振頻率,聲染色危險極大,請不對稱地膠上幾塊硬方木棒。此舉在于消除縫隙漏氣,加強箱體剛性,破壞諧振,避免誘發雜音和激起箱振。

(2)箱內添加適量吸聲材料

如超細玻璃棉、礦渣棉、纖維噴膠棉、真空棉、次者如泡沫海棉、棉絮、棉紙、柔軟的衛生紙,吸收聲能,控制音箱Q值,同時減輕箱振。對于密閉箱,需塞滿整個箱體。對于倒相箱,前后左右上下壁敷三指寬厚的吸聲材料,并于監聽時作適量增減,以恰好抑制諧振峰為準。對于傳輸線式(即迷宮式),在易于產生駐波的聲道拐折處敷設。對于號筒式(主要指后加載號筒式)音箱結構,于低音喇叭背后,及號筒中易產生駐波的地方安放少量吸聲材料。其多寡均應依實際聽音評價而定。

(3)增加箱壁聲阻尼性能

較簡便的方法是箱體各里面澆一層1-2CM的瀝青,貼敷多層高聲阻尼材料(油毛氈、橡膠等)。復雜但效果更好的方法是制作雙層壁,中間裝入干燥除塵細沙,或將箱體用高聲阻尼材料浸潤處理。此舉阻斷了聲能向箱體的傳播途徑并大大降低了箱壁的Q值,對減輕甚至消除聲染色十分有效。用無機物制作的箱體必須進行此項處理。

(4)箱體支撐加固

此處指的是用硬方木、多孔木板或圓鋼棒將前后壁及/或側壁之間牢牢支撐,使箱壁不致被高聲壓激勵產生討厭的箱體聲染色,多孔板兼有調Q的作用。鋼棒可用具40號以上鋼車成,Φ45mm以上,兩端攻出Φ8mm固定螺絲孔,必要時(如箱體較大)可加焊法蘭盤,用螺絲緊固于需加支撐的兩壁之間,此法據一些前輩介紹,對消除因板材強度差而導致的箱音特別有效,故單獨列書。

(5)喇叭單元的固定

宜采用由外向里的固定方法,減小前腔效應。安裝孔最好作沉孔處理,避免盆架凸出,造成繞射。盆架、箱體間以5-10mm橡膠墊密封隔離,以免聲短路,并避免盆架振動傳至面板輻射,干擾直接輻射聲。

(6)采用特別的箱體內形和外形

此處并非討論音箱的聲學方式,而是針對駐波,進行有效的予防。駐波的產生,會嚴重影響聲學系統的性能。為消除駐波,破壞箱體內的平行性為其關鍵。如TANNOYSIXseries采用了六邊形體設計。許多專業音箱采用了扇形設計(JBLMM-SERIES、AC、等等)。箱體外形對輻射特性亦有較大影響。過多、過銳的棱角會產生衍射和干涉,可采用較鈍的面過渡角。正面板的形狀會影響服務角和相位特性,經特別設計的面板可改善之,包括曲面設計、階梯狀設計及其它特殊的形狀。JBL4208的正面板經過計算機輔助分析、設計,一反平面的傳統而采用曲面,有效地改善了近聲場的相位特性。BOSE301,是在精研直達、反射聲技術后推出的Hi-Fi力作,它采用了獨特的外形設計,在低音音箱的頂部削出一個斜面,安裝上兩只高音單元作前后不同方向上的輻射,有效地營造出均勻的音場,據稱聆聽立體聲不再僅是安坐皇帝位時才有的"自私"享受。有消息說,一種形似大蝸牛的新型音箱,即將作為英國B&W公司的新旗艦面世。所以在設計音箱時,也應解放思想,打破傳統,大膽幻想,勤于動手,善于思考。

(7)面板上敷強吸聲及強聲阻尼材料

盆架余振能傳遞到面板上,直接聲輻射會反射到面板上,箱內空氣勁度所產生的振動亦會在前面板反映,凡此種種,經面板輻射,與直接聲疊加、干擾,引起頻率特性曲線上出現更多的波峰與波谷,相位特性劣化,高音頻下尤為嚴重,面板貼上"重聲阻尼"材料是改善的有效方法。重聲阻尼材料有高密度發泡泡沫塑料、特制毛氈、及工廠特制的音響專用吸音氈等。

(8)完工后的音箱應加支撐

與地面"隔離"起來,避免聲音虛胖、音場不穩、透明度差。支撐的方法有支撐架、金屬腳釘、硬木腳釘等。可廣泛采用不同的硬材料試驗決定,以45°~60°錐度之錐尖與地面接觸。

3 分頻器制作

分頻器在音箱系統中占有很重要的地位,要保證高、低音信號準確無誤地傳輸到各自單元而不產生干擾、失真、交調,頻響曲線上不致因此產生較大的峰和谷,無大的相位畸變。目前多采用LC功率分頻。至于電子分頻則不在本文討論之列。

(1)電感

業余條件下,難以找到合乎要求的磁芯,更不談測試其線性、磁通等性能。即使是在專業條件下,亦不易找到理想的磁芯,故磁芯結構難為處處斤斤計較、過于苛刻的發燒友所容。為減小附加電阻,應盡量采用較粗的優質漆包線(無氧銅線、大晶體銅線、單晶銅線更佳),以Φ1.0~1.2mm較優,并采用計算機輔助優化設計,

使在電感量一定的情況下,電阻最小,電阻阻值一般應小于十分之一的喇叭阻抗。因順磁性物質會影響電感量,電感線圈應盡量遠離喇叭磁頭、固定用鏍釘、支撐用鋼棒等順磁性物質,各分頻元件用環氧膠膠粘方式固定,避免增加磁飽和失真,以及引起分頻點漂移。電感線圈之間會通過空間耦合而造成相互電磁干擾,應盡量遠離,互相以磁軸線垂直安放,高、低音分音網絡各自單獨置于一塊電路板上并遠離是絕佳的發燒法。

(2)電容

首選有定評的無感聚丙烯、聚苯乙烯等無感薄膜無極電容。避免選用無極電解電容,更不宜用有極電解反向串聯代用。多只小容量電容并聯使用,較單獨一只大電容,其卷繞電感小得多,速度亦快的多,有更好的高頻性能和音質。節約而不損發燒的辦法是,僅于高、低音喇叭的信號通路上,選用以上元件,而旁路電感、旁路

電容稍降低要求,用普通無極電容,較細線徑的電感。

(3)接線

市面上有多種優質音箱線,均可酌情采用。以芯線較粗,股數較多,含銅量較高者,銅晶體較長大者更靚聲,如銀線最好。注意提防假貨和偽劣產品。方法以雙路線(bi-wire)或三路線(tre-wire)為佳。許多雜志均有介紹。注意引線不要影響箱體的密閉性。

4 結語

音箱制作是一門較復雜的系統工程,是介于機械工程學、聲學、心理學、人機工程學之間的邊緣科學技術,既是技術,也是藝術。以上各項措施,相輔相成,應在實際制作過程中,根據具體情況,對癥處方,綜合施用,一定能作出較滿意的音箱

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