迷宮箱聲道長度設(shè)計(jì)

1、迷宮箱聲道長度設(shè)計(jì)2012-06-05 16:46:51  來源：  發(fā)布者：gong39  版權(quán)：原創(chuàng)書簽:迷宮箱全頻單元DIY 收藏導(dǎo)讀：本人是菜鳥一個(gè)，但本人愛動手。上什么項(xiàng)目呢？我想對我來說，還是全頻喇叭加迷宮音箱比較靠譜。作為對全頻單元低頻重放能力的補(bǔ)充，迷宮箱的DIY是我們必須面對的東西。本人是菜鳥一個(gè)，但本人愛動手。 現(xiàn)在就又想上點(diǎn)大點(diǎn)的項(xiàng)目了。上什么項(xiàng)目呢？我想對我來說，還是全頻喇叭加迷宮音箱比較靠譜。關(guān)于全頻，喜愛者樂此不疲，厭惡者避之不及。作為普通燒友，燒全頻是有道理的，一是全頻易于上手，二是真正好的全頻與膽機(jī)相配

2、，確實(shí)是欣賞人聲與輕音樂的獨(dú)門利器。隨著年齡的增長，高音的聽覺能力必然下降，高頻對我們將完全失去意義。對低頻的追求不會隨年齡的增長而減弱，所以，作為對全頻單元低頻重放能力的補(bǔ)充，迷宮箱的DIY成了我們必須面對的東西。幾年前，我DIY了一個(gè)6P3P的小膽機(jī)，又直接在網(wǎng)上買迷宮箱體DIY了一個(gè)4寸優(yōu)雅全頻單元的音箱，一直用它享受著音樂，雖其樂融融，但總是感到低頻的不足。按我的觀點(diǎn)，缺少低頻的音樂飄飄然就像丟失了靈魂一樣，總是讓人聽得不踏實(shí)不止癮。上論壇后，看燒友介紹聲韻的全頻單元不錯(cuò)，說低頻響應(yīng)好，于是毫不猶豫上淘寶買來一對換上，低頻果然直上一個(gè)臺階，播放音樂時(shí)其低頻豐滿澎湃，竟然有點(diǎn)我客廳中家庭

3、影院低音炮的感覺（客廳音響是先鋒AV功放加雅馬哈十寸低音炮）。看來玩全頻是有輕重緩急之分的，第一重要的是單元素質(zhì)，第二才是箱體設(shè)計(jì)，當(dāng)然還有非常重要的第三方面，那就是一款好膽機(jī)不過這已經(jīng)超出本版塊的討論范圍了。要上全頻大項(xiàng)目，至少是8寸單元才行，我已經(jīng)看上了聲韻的8寸單元，初步計(jì)劃買便宜一些的粉磁板，DIY迷宮箱體后，如果效果不錯(cuò)，再升級成鈷磁板也不遲。前面都是廢話了，現(xiàn)在轉(zhuǎn)入正題：設(shè)計(jì)迷宮音箱的關(guān)鍵是算好聲道長度，計(jì)算的理論依據(jù)是什么呢？本人不才，在網(wǎng)上看了一些稀稀落落的資料，沒有發(fā)現(xiàn)真正介紹得很清楚的東西。根據(jù)我的再加工再理解，我想在此整理我的一些看法，希望資深的老燒友們能站出來給我糾偏和

4、指導(dǎo)。再次聲明，本人菜鳥一個(gè)，有些理解有可能南轅北轍，那就請各位大俠笑過之后批評指正了。本人一定虛心接納，也好同其他菜鳥們共同提高。迷宮箱聲道長度設(shè)計(jì)原理：首先，迷宮音箱本質(zhì)上叫傳輸線音箱。其聲學(xué)原理是在喇叭單元的振膜后面加一段聲道傳輸線路，由于空間的限制，把這個(gè)傳輸聲道折疊起來，就得到了所謂的迷宮音箱。這個(gè)聲道的截面積必須不小于喇叭振膜的有效振動面積。根據(jù)我所看到的資料，有的聲道從頭到尾是等截面積的，有的是從小到大的號角式，也有從大到小的收尾式，甚至還有大小交替變化式，但不管哪種形式，聲道的最小截面積都不能小于喇叭振膜的有效振動面積。我想這幾種形式在聲道長度相等的前提下在低頻下潛與量感的提升

5、方面應(yīng)該不會有太大的區(qū)別，區(qū)別只在于低頻的放送面積不同罷了，最基本的號角式使低音獲得了更大的放送空間，而其他幾種會使低音產(chǎn)生更好的結(jié)像或定位。這點(diǎn)就像用喇叭狀的話筒喊話會使更多的人聽見，而用直筒式話筒喊話會使正對直筒的人更容易聽見。另外，等截面積型或近似等截面積型的小號角式會在箱體內(nèi)獲得更大的長度，從而能獲得更大的下潛能力。這是我們下面要討論的，聲道長度如何來決定下潛能力。迷宮音箱的本質(zhì)結(jié)構(gòu)后加載聲道傳輸線路聲道等截面積型等截面積型聲道截面積由小到大號角型號角型號角型號角型介入等截面積型與號角型之間的小號角型聲道截面積由大到小收尾型聲道截面積不規(guī)則變化型其次，迷宮箱聲道的長度是根據(jù)下潛低音的波

6、長來計(jì)算的，這就是我們討論的重點(diǎn)：如何根據(jù)下潛低音的波長確定迷宮箱的聲道長度？其聲學(xué)理論根據(jù)和原理是什么？迷宮式音箱實(shí)際上是把喇叭單元反面的低頻聲波經(jīng)過一條長長的管道回送出來。在喇叭單元工作時(shí)，輻射出的聲波如與喇叭單元前面的聲波相位相反，迷宮內(nèi)的放音管道應(yīng)該起抑制作用。當(dāng)輻射出的聲波與喇叭單元前面的聲波相位一致時(shí)，迷宮式音箱的放音管道要起提升的作用，這是迷宮式音箱加強(qiáng)低音的原理。如果設(shè)聲道的長度恰好為所放低頻音波長的一半，則相位便會移動，等于 180 度。這里特別要注意，到了理解問題的關(guān)鍵之處：從喇叭后面過來的聲波與喇叭正面出來的聲波相位是相反的，那么這個(gè)反相的聲波經(jīng)過180度位移以后正好又變

7、成了與正面聲波同相。這樣理解更簡單，喇叭反面是聲波反相一次，半波長的傳輸使得聲波又反相一次，反反得正或負(fù)負(fù)得正。這時(shí)，迷宮式音箱放聲管道的末端開口處所釋放出的聲波，就會與喇叭單元前面的發(fā)聲處在同一相位上，低音的重放響度得到加強(qiáng)。通過以上討論我們知道了，要想加強(qiáng)某個(gè)頻率的低音，迷宮聲道長度必須等于這個(gè)低頻波長的一半。但是喇叭本身有一個(gè)頻響范圍，要超出這個(gè)范圍來加強(qiáng)低音顯然是做不到的。但是我們卻可以讓低頻下潛到喇叭的諧振頻率f0以下。從頻率響應(yīng)曲線上我們可以看到，f0并不是喇叭對低頻電信號產(chǎn)生反響的下限，而只是最低諧振頻率而已。而如果通過迷宮箱的傳輸線聲道激勵(lì)加強(qiáng)，這個(gè)f0之下的低頻就會得到強(qiáng)化，

8、我們可稱之謂下潛頻率。這就是說，下潛頻率可以低于諧振頻率f0。由于諧振頻率有害，我們有時(shí)又希望它在喇叭工作范圍以外。所以也可以把下潛頻率設(shè)定到諧振頻率f0之上。為了便于討論，我們必須先聲明一下聲速、頻率與波長這三者的關(guān)系公式c = f 或 =c/f 或 f=c/ 是我們推導(dǎo)的重要工具（c表示聲速，f表示頻率， 表示波長），如果不懂這個(gè)就去補(bǔ)一下初中物理知識再來。我們用L表示迷宮箱的聲道長度，f1表示下潛頻率，1表示下潛頻率的波長，0表示諧振頻率的波長。那么，如果L =（ 1/2）0，則1 = 2L = 0，所以f1= f0，即下潛頻率正好是諧振頻率。這樣的結(jié)果顯然并不好，因?yàn)橹C振頻率處喇叭本身

9、就振幅偏高，是需要抑制的頻率。如果諧振頻率被強(qiáng)化，則失真嚴(yán)重。因此通常取L =（n/4）0 = n/4×c/f0 = nc/4f0，c是聲速，取c = 344，其中n=1，3，5，全為奇數(shù)，為何？你想，若n = 2，那不就是 L = （ 1/2）0，正是我們不想要的結(jié)果了嗎？下面我們就來計(jì)算一下，在公式L =（n/4）0中，當(dāng)n分別取1，3，5等等時(shí)，下潛頻率是多少。當(dāng)n=1時(shí)，L =（1/4 ）0，這時(shí)，1= 2×L =2×（1/4 ）0 = （1/2） 0，則f1=c/1=c/【（1/2） 0】 = 2×c/0 = 2f0，即下潛頻率等于諧振頻率的兩

10、倍。當(dāng)n=3時(shí)，L =（3/4 ）0，這時(shí)，1 = 2×L =2×（3/4 ）0=（ 3/2 ）0，則f1=c/1 =c/【（ 3/2 ）0】 =（ 2/3）×（c/0 ) = （2/3）f0，即下潛頻率等于諧振頻率的2/3。以此類推，當(dāng)n=5時(shí)，f1 =（2/5）f0，通用公式就是f1 = （ 2/n）f0 = 2f0/n，（n取奇數(shù)）。結(jié)論：聲道長度是諧振頻率波長的n/4時(shí)，下潛頻率是諧振頻率的2/n。（n取奇數(shù)）。 理論上當(dāng)n變大下去時(shí)下潛頻率可以無窮地低下去。但是我們前面說了，一是喇叭本身的頻響范圍不允許，二是我們也不可能把迷宮聲道做成無限長。且不說無限長

11、，就是長一點(diǎn)點(diǎn)，都會給我們的箱體設(shè)計(jì)和制造帶來幾何級數(shù)增長的麻煩。所以通常是將不同的奇數(shù)值n 代入公式，看哪個(gè)值與設(shè)計(jì)的低頻下限相近，即是最佳的 n 數(shù)值。例如手邊現(xiàn)有一對 JDL-8 喇叭單元，欲設(shè)計(jì)一款迷宮式音箱，JDL-8 是一只8 寸單元 f0=35Hz 用公式求放音管道的長度：1.n=1 時(shí)，聲管長度（米）= nc/4f0=1×344/4×35=344/140=2.45m2.n=3 時(shí)，聲管長度（米）=3×344/4×35=1032/140=7.37m3.n=5 時(shí)，聲管長度（米）=5×344/4×35=1720/140=1

12、2.28m再用公式算出欲提升的下潛頻率f1：1.n=1 時(shí)，f1= 2f0/n =2×35/n=70/1=70Hz2.n=3 時(shí)，f1=2×35/3=70/3=23.3Hz3.n=5 時(shí)，f1=2×35/5=70/5=14Hz 從計(jì)算結(jié)果來看，如果 n 取值1 ，放音管道的長度只需 2.45 米，箱體的結(jié)構(gòu)比較簡單，但低頻的下潛只能達(dá)70Hz，不是太理想。當(dāng)n 取5 時(shí)，低頻的下潛可達(dá) 14Hz，但管道的長度要去到 12.2米，這在結(jié)構(gòu)上和制作上難度很大，要很大的箱體才能滿足，況且一般的 8 寸喇叭單元本身也難以放出20Hz 以下的頻率，想用長管道來提升也愛莫能助

13、。所以說，在選擇設(shè)計(jì)迷宮式音箱的下限頻率時(shí)，還必須考慮到喇叭自身的低頻下潛能力，只有在喇叭單元頻率響應(yīng)有效范圍內(nèi)，迷宮管道才有提升能力，超出單元本身的下潛范圍，迷宮管道也不能替代喇叭單元放出低頻的聲波來。在上例中，取n=3才是比較合適的。因此，通?？偸菍⒚詫m聲管的長度取相當(dāng)于喇叭諧振頻率波長的1/4 或3/4。取1/4波長的好處一是可以避開諧振，二是箱體設(shè)計(jì)制作相對簡單容易，取3/4波長的好處是可使下潛頻率更低。我們還可以推出，不管n，中的哪一個(gè)，始終有L =（ 1/2）1或1L，即下潛頻率的波長等于倍的聲道長?；蛘哒f，下潛頻率 f1 = c/2L。證明：L =（ n/4）0，而f1 = 2f

14、0/n，所以f0 = nf1/2，0 = c/f0 = 2c/nf1，所以L=（n/4）×（2c/nf1）= 2nc/4nf1=c/2f1 =（1/2）×（c/f1）=（1/2）1，得證。 根據(jù)最前面的討論，下潛頻率是被強(qiáng)化的頻率。那么當(dāng)重放頻率等于下潛頻率的倍時(shí)會怎么樣呢？即 f放f時(shí)會怎么樣呢？當(dāng)頻率提升2倍時(shí)波長就減少一半，這時(shí)聲道長恰好等于重放頻率的波長，那么從聲道口發(fā)出的聲波恰好與喇叭正面發(fā)出的聲波反相，可見倍的下潛頻率是被抑制的，同理，倍，倍的下潛頻率也是被抑制的，但是隨著頻率的贈高，這種抑制作用越來越微弱了，幾乎可以忽略不計(jì)了。以上就是我對迷宮箱聲道長度設(shè)計(jì)原理的初步理解，在網(wǎng)上實(shí)在找不到這么全