后加載號筒式音箱設(shè)計指南

1、后加載號筒式音箱設(shè)計指南.txt38當烏云布滿天空時，悲觀的人看到的是“黑云壓城城欲摧”，樂觀的人看到的是“甲光向日金鱗開”。無論處在什么厄運中，只要保持樂觀的心態(tài)，總能找到這樣奇特的草莓。1# 跳轉(zhuǎn)到 ? 倒序看帖 打印 字體大小: tT 發(fā)表于 2007-3-29 23:07 | 只看該作者 后加載號筒式音箱設(shè)計指南（轉(zhuǎn)貼）首先要說的是，后加載號筒音箱又稱折疊號筒音箱，它還有另外兩個不常見的名稱，即倒相號筒音箱與低音反射號筒音箱，港臺玩家則稱之為背負式號筒箱，其實它們同指一物。 后加載號筒音箱應屬于倒相音箱的一種派生物，同為開口型，但其音響效果優(yōu)于密封箱和一般倒相箱。 高效率喇叭的音響效果

2、 動態(tài)范圍：小信號下的喇叭輻射與大信號下的喇叭輻射的線性比。 效率高的喇叭動態(tài)范圍寬廣，效率低的喇叭因重放時機械損耗較大，部分能量以熱的形式耗散掉，故動態(tài)范圍窄，用這種喇叭是很難重放微弱的音樂信號或音調(diào)差別很小的信號的。 高效率喇叭有以下優(yōu)點： 1） 音樂重放中，差別很小的音調(diào)或微弱的聲音都能充分還原，具有很強的真實感。 2） 聲場前后定位清晰，立體感強。 3） 大，小信號輸入時的線性比即動態(tài)范圍大。 上面只是列出高效率喇叭的優(yōu)點，但也存在著一些不足，例如，它的聲壓頻率特性不易做得很平坦，等等。相比之下，使用音質(zhì)和音色都要遜色的效率低的喇叭，使振動系統(tǒng)受到一定的阻尼以獲得平坦的響應，并使用大功

3、率放大器來驅(qū)動其直接輻射型音箱來取得較好的聲音效果，也是一個音響系統(tǒng)的解決方案（通常的玩法），并且也是小型書架箱得以流行并達到全盛期的一個要因。應該如何設(shè)計高效率音箱，這無論從理論上考慮還是從音箱的歷史來看都要歸結(jié)到號筒箱上，正是我在這里要談的高效率喇叭號筒箱單端小功率膽機驅(qū)動這種方式。要說哪一種更好，則很難回答，這是一個仁者見仁，智者見智的問題，都有其局限性。我個人偏向于高效率喇叭號筒箱單端的組合。 號筒箱的知識 號筒音箱：將具有某種函數(shù)曲線形狀的號筒介于振膜與自由空間之間，以便使振膜與自由空間之間得以匹配（阻抗匹配），從而使振膜振動產(chǎn)生的聲音最有效地幅射到空間去的一種間接幅射音箱。 號筒音

4、箱和直接輻射音箱相比，具有振動幅度小的優(yōu)點。 圖是各種號筒形式及其聲壓頻率特性。該圖給出了圓錐形號筒，指數(shù)形號筒和雙曲線形號筒特性曲線的比較。圓錐形號筒的低頻特性很差，不能用于低音重放。指數(shù)形號筒是具有指數(shù)函數(shù)變化曲線的號筒，在截止頻率附近具有陡峭的衰減特性，是使用最方便的號筒形式。雙曲線號筒是在開口附近急劇擴展的號筒，其截止頻率附近特性隆起。這種號筒的擴展系數(shù)常取0.60.7，且在截止頻率附近容易彎曲，故不常采用。 以上所說的是無限長號筒。理論上，無限長號筒是最理想的號筒方式，不過，無限長號筒是不存在的，因此，讓我們來看看最經(jīng)常被采用的有限長指數(shù)號筒的重放特性如何。 如上圖所示，若將號筒在開

5、口切線角為45°時開口，便能得到一個大致近于無限長號筒的輻射特性。不過，為了獲得穩(wěn)定的輻射阻抗，在設(shè)計時一般多采用1.52倍的截止頻率，因此在大于45°角的切點位置開口比較合適。相反地，若將號筒進一步縮短為短號筒，即在小于45°角處開口，則低音輻射阻抗就會產(chǎn)生很大的波動（上圖（2）。上圖（3）是指數(shù)號筒不同開口的情況。根據(jù)指數(shù)理論表示公式：號筒的截面積變化是按照指數(shù)規(guī)則來進行的。（So為喉口面積；Sx為離喉口x處的開口面積；m為展開系數(shù)；x為號筒長度）截止頻率fc與m值有關(guān)，m=4fc / c，因此，在同樣大小的喉口面積So的條件下，若要設(shè)計一個高的截止頻率fc，

6、可逐漸減小擴展系數(shù)m值，從而能夠獲得開口切線與軸向夾角的45°。從上圖（3）便可明白，急劇展開的號筒的m值大，截止頻率也高，因此不適合用于低頻重放上。各種號筒箱形式上圖（1）是常見的號筒音箱形式。大致可分為兩類，一類為帶壓縮腔體的號筒箱，這種音箱背面全密封，腔體內(nèi)的壓力全部施加在喇叭振膜的背面，因此為了平衡振膜前后的壓力，將號筒裝在了喇叭前方。 上圖（2）所示各形式是一些注重利用喇叭前向輻射的周密考慮的設(shè)計方案。這樣不僅可有效利用喇叭背向產(chǎn)生的幅射，而且還可充分利用喇叭前向直接幅射的效果。 上圖（1）中（A）的形式適用于高音號筒音箱。效果好的常常取510米長，因為長度太嚇人，占用空間

7、大，實際應用時是采取（B）的結(jié)構(gòu)。 上圖中所列形式各有優(yōu)點，作為理想的重放系統(tǒng)，究竟熟是熟非呢？經(jīng)過全面比較和分析，迄今已有定論，就是采用折疊式等寬號筒。實踐證明，這種形式制作方便，效果也是上上。采用此方式，可將m為2米左右的號筒經(jīng)過巧妙折疊，收藏于音箱的箱體內(nèi)。等寬設(shè)計對于業(yè)余玩家來說，計算和加工都異常簡便，這就是目前絕大多數(shù)的號筒音箱都采用此方式的原因。折疊等寬號筒音箱原理和設(shè)計 （1） 原理 將等寬指數(shù)號筒通過背面腔體連接到喇叭背面時，即構(gòu)成倒相音箱。若將號筒巧妙地進行折疊，使之構(gòu)成矩形音箱形式，便可形成實用的折疊號筒箱。如上圖，低音喇叭背腔體的聲阻抗大于號筒喉口的阻抗ZA1，在工作頻段

8、，號筒和喇叭都構(gòu)成幅射體，在中頻段以上的頻率段，背腔體的阻抗降低，因而使喉口部的阻抗分路，致使號筒失去作用。折疊等寬號筒音箱系統(tǒng)中，號筒及喇叭直接輻射兩部分具有交疊頻率特性，其綜合特性較寬闊，我們要的就是這個。 從理論上來看，指數(shù)號筒離喉口x處號筒的截面積Sx（單位cm）可由下式算出： 式中，So為等寬號筒喉口處截面（cm2）； m為號筒的擴展系數(shù)。 因此在2wmc處（c為空氣中聲速，取334米/秒）的輻射阻抗近于零，故這點的頻率為截止頻率，用fc表示，其表示式為： fc= mc / 4.（2） 號筒的長度可由下式求出： 作為S2的直徑，通常取為小于fc的/ 4或/ 8。 號筒喉部的聲阻抗ZA

9、1可通過下式算出：式中，S1為喉口部面積（cm2）； S2為開口部的面積（cm2）； L為號筒的長度（cm）； ZA2為開口部的聲阻抗（acoustic-ohms）； 為tan-1 a/b；a=m / 2；b=(4k2-m2)/ 2 腔體的聲容量CA1可通過以下來計算。 由腔體的內(nèi)容積V（cm3）可得下式：CA1的聲抗XCA1可由下式表示：在設(shè)計折疊等寬號筒時，式（4）和式（6）為最重要的公式。有關(guān)數(shù)據(jù)代入上列各式，就可以設(shè)計出所需的折疊等寬號筒音箱系統(tǒng)。（2） 設(shè)計 由于等寬指數(shù)號筒的寬度是不變的，故可用式（1）求其橫寬W。 喉口面積SoW×ho，離喉口x處的截面積SxW×

10、;hx ，所以，式（1）可表達成下述形式：即： 例如，W52cm，其內(nèi)尺寸寬度為48cm，求喉口高度ho。在求ho之前，必須先確定喉口面積So，選定所用喇叭的種類和型號。若從喇叭的有效振膜面積求出其斷面收縮率，則喉口的面積So就可以求出，如此，高度ho也就可以算出了。 下面讓我舉一個例子： JBL的D131喇叭單元，其紙盆有效直徑（從喇叭支撐邊的1/2處計算起）為26.5cm，故其有效面積為：根據(jù)此數(shù)據(jù)可求得號筒喉口的收縮率。實驗證明，折疊等寬號筒上的喉口斷面收縮率取0.6左右比較妥當。因此可求得高度hx： 48.4×hx555×0.6 因此，hx6.9cm7cm 即距喉口x處的號筒高度hx7cm。由此，號筒喉口的高度取為7cm。若號筒的截止頻率為35Hz，則號筒的擴展系數(shù)m可用下式計算： 將fc=35Hz代入上式，可求得： m0.012960.013