小型密闭型音箱的设计

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所属分类:音箱设计

在设计音箱的箱体时需要使用到几个由扬声器所决定的常数,把这些常数称之为T/S参数。在扬声器的产品目录中都有记载,使用这些参数和计算式就可以很简单地完成音箱箱体的设计。特别是在设计密闭型音箱时,只需要确定箱体的内部容积为多大就可以了。在表1中对计算方法做了归纳,只需要记住扬声器的三个参数和三个计算公式,就可以根据使用目的和所选用的扬声器计算出密闭型音箱箱体的内部容积。

在实现自己追求的低音特性时必须对Qtc的设定有一定的了解。图1是把扬声器安装在无限大的反射板上时的Q0和低音频率特性的关系曲线。当Qo等于0.7时低音谐振频率的相对声压电平,即相对于中音声压的电平-3dB,得到频率特性几乎是平坦的。如果Qo的值比0.7小的话.则得到的是低频下降的频率特性。如果Qo的值超过1.0,那么频率特性在低端就会出现峰起。该Qo的值与低音频率特性间的关系对密闭型音箱来说也同样适用,可以把Qo置换成Qtc考虑。


表1 密闭型音箱箱体内部容积的计算方法

  • 在扬声器的T/S参数中必需要有下面的三个参数。
    fs:扬声器自身的谐振频率
    Qts:扬声器总品质因数
    Vas:和扬声器有相同顺性的等效容积

这里用vb表示密闭型音箱箱体的内部容积,把在箱体
中装入扬声器后音箱的最低谐振频率用fc表示,此时的Q值用Qtc表示,则下面的关系式成立。

Vb=Vas/α 其中α=(Qtc/Qts)^2-1 (α>0)

fc/fs=Qtc/Qts

在实际算时Qtc的值可以根据自己的喜好在0.5-1.5的范围内随意选取.通过计算就可求得内部容积Vb。计算时Vb和Vas的单位为L,fc和fs的单位为Hz。

注:喇叭单元的相关参数的解释可以参考-》扬声器(低音喇叭)主要参数的解释及物理意义


小型密闭型音箱的设计

Q0值与低音频率特性的关系

从表1的计算式可知fc、Qtc和fs、Qts之间存在有比例关系,α是正值。这意味着当把音箱箱体的容积设计得较小时,fc和Qtc都会随之增大。因此,在使用同一个扬声器时密闭型音箱箱体的内部容积和低音频率特性的关系如图2所示。由上述的内容可知。要想平坦地重放低音.也就是说对以低音的量感为中心的设计方法来说.Qtc的值应该在0.7-0.1之间选取。另外,如果故意要在低音部分形成峰起的话。Qtc值可以考虑在1.2-1.5之间选取。

小型密闭型音箱的设计

箱体内部容积与低音区特性的关系

前面曾提到过Qtc的值是决定音箱的低频频率特性的参数,实际上Qtc的值还是表示在最低谐振频率fc附近纸盆的振动状态的量。纸盆在来自放大器的驱动信号的作用下发生振动。当放大器没有信号输出时扬声器的纸盆应该立即停止振动。但实际上纸盆因惯性而出现余振,会附加有音源中未包含的余音成分

由于输入扬声器的信号频率在fc附近时纸盆容易振动.如果不能有效制动的话纸盆就会继续振动.将该音残留下来。Qtc的值越大制动力就越弱。也就是说,当增大Qtc时在低频部分会出现峰起是因为制动力(阻尼)变差。

减小Qtc的值可以使制动力增强.但是制动力并不是越强越好.制动力过强反而会出现低音不足的问题。制动力良好的Qtc的最大值为0.5,此时的fc的相对声压电
平为-6dB,低音特性会变得差一些。在重视阻尼效果时最好将Qtc的值取为0.5-0.7。

表2中对Qtc的值和低频特性的特点作了归纳。


表2 密闭型音箱Qct值和低音域的特点

Qtc-------特点

0.5以下---过阻尼、低音不足。通常不采用

0.5 -------低音特性下降,但阻尼良好。同时fc也较低,低频再生界限较低

0.7 -------低音特性的量和质的平衡性最好。是密闭型音箱的基准值

1.0 -------从中音区到低频谐振频率的范围内可以平坦的再生。阻尼稍稍有些恶化

1.0-1.5----在低音区稍高一点的区域会出现峰起.在希望低音音量较为丰满时或者希望制作的音箱体积尽可能小时可以选用该值

1.5以上----阻尼恶化,在fc处的峰起也变大.所以通常不采用

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