本期利用早些年在HIFIDIY論壇風靡一時的音箱設計製作軟體lspCAD
(中文翻譯:老色批計算機輔助設計軟體)
製作一對二分頻5.5寸音箱
閒話不多說直接開始製作吧!
本文內容由b站up主曹大輝傾情製作,嚴禁未經許可轉載,私自轉載的不要讓我逮到啊,小逼崽痣,逮到有你好果汁吃的!
一. 揚聲器選型
1.1 高音選型
高音選擇威發早些年給EV製作的XT25SG60-04
防磁設計
獨特的子彈頭結構使其高頻最高可至40kHz,並且擁有很低的三次諧波失真,配以優秀的後腔體設計,諧振峰在550Hz左右,可惜已停產
作者:進擊の大輝 https://www.bilibili.com/read/cv13857577 出處:bilibili
子彈頭設計
由於其結構設計導致實際振動面積並沒有傳統25mm音圈高音的大,雖然其諧振頻率很低,但還是建議分頻點不要低於2.5kHz 作者:進擊の大輝 https://www.bilibili.com/read/cv13857577 出處:bilibili
1.2 中低音選型
中低音選用PEERLESS早些年為加拿大PSB定製的5.5寸中低音P830911,4歐姆版本
子彈頭相位錐與高音挺搭配
鋁金屬相位錐,KAPTON材料音圈骨架,紙基玻璃纖維三明治結構振盆,上銅下鋁雙短路環設計,代表著PEERLESS設計的最高標準,可惜已停產
作者:進擊の大輝 https://www.bilibili.com/read/cv13857577 出處:bilibili
二. 箱體設計
箱體設計分為淨容積設計和麵板尺寸設計,倒向箱還要確定倒向管長度以及直徑,目的是獲得良好的低頻相應曲線和低的高音障板衍射
2.1 箱體容積
2.1.1 確定T/S引數
箱體容積取決於低音單元的T/S引數,T/S引數可以用speakerworkshop自測,如果購買的單元本身自帶,可以直接用也可自測(最好自測)
作者:進擊の大輝 https://www.bilibili.com/read/cv13857577 出處:bilibili
已停產的標
好在PEERLESS的這款喇叭雖然已停產,但引數資訊還保留在官網,這裡偷個懶直接用了
偷懶是要付出代價的
2.1.2 確定容積
開啟我們的主角lspCAD,在新建裡選擇音箱,音箱選擇倒向箱,在揚聲器編輯器中把T/S引數輸入進去,底下有個別引數缺少沒事,點選計算不可見域就行
這裡用的8歐姆版引數
完事後開啟兩個視窗,一個是SPL視窗看低頻段頻響曲線,還有個阻抗視窗看阻抗曲線,透過調整箱體容積和倒向管長度以及橫截面積來達到設計需求
低頻響應曲線
頻響曲線一般選擇調平
阻抗曲線
阻抗曲線兩峰高度不要差距過大
箱體容積和倒向管引數
最後調整結果為箱淨容積為9L,倒向管長度為12cm,直徑5cm,埠調諧60Hz左右
2.2 面板尺寸
音箱面板的大小尺寸對低音的障板跌落效應有影響,對高音的障板衍射也有影響,我沒法對這兩個效應進行實驗,因為我沒箱子,但可以透過軟體模擬
這裡利用了HIFIDIY論壇版主推薦的小工具,對低音障板跌落進行模擬
在此特別感謝HIFIDIY論壇的前輩們留下如此多的參考資料供後來人學習
作者:進擊の大輝 https://www.bilibili.com/read/cv13857577 出處:bilibili
填入面板尺寸等資訊
跌落曲線
這個跌落曲線之後在lspCAD上實測低音訊響曲線時會用到,lspCAD也有對頻響曲線的障板跌落模擬,使用方法是把-2db對應的頻率填入,lspCAD會自動把低音訊響曲線跌落後的結果計算出來,這裡用工具模擬曲線得到-2db是頻率為435Hz,到時候直接填入裡即可
至於高音的衍射模擬這裡就不弄了,降低高音衍射操作方法無非就是面板四周倒角,可我這個箱子面板太小,再倒角防塵網都裝不上了,以後設計6.5寸箱子時再考慮
三. 箱體制作
箱體面板用25mm厚密度板,其餘20mm,箱體內部空間比較小,加強筋就算了,把箱體壁整厚點得了,切割打孔的活直接交給X寶即可
作者:進擊の大輝 https://www.bilibili.com/read/cv13857577 出處:bilibili
板子還不錯
粘合箱體用白乳膠,固定用紮帶,幹就完了!奧利給!
紮帶還是得配F鉗可惜太貴
你可能會有疑問,為什麼不讓賣家給你粘好然後貼木皮,其實我本來就這打算,可由於疫情,工人太少,可定製需求又大,如果代粘工期太長,只能臨時取消代粘服務而不是因為手工費太特麼貴了
親愛的達瓦里氏!至此我們的音箱喇叭選型和箱體設計部分就已經圓滿完成了,下一階段我們要開展音箱裡最具價值也最具難度其實不難的音箱分頻器設計工作!
革命尚未成功 同志仍需努力
作者:進擊の大輝 https://www.bilibili.com/read/cv13857577 出處:bilibili
四. 單元頻響和阻抗曲線的測量
這裡利用lspCAD自帶的justmls進行測量,由於當時測量時沒有保留測量過程截圖,所以這節就先省略了,具體可以去HIFIDIY論壇查閱相關帖子,裡面寫得很詳細,大致過程就是利用測試套件測高低音的頻響曲線和阻抗曲線,其中要得到完整的低頻響應曲線需要遠近分別測量和拼接、倒向管頻響曲線合成以及障板跌落模擬等步驟
要說與教程最大的不同也就是win10和win11這類新系統與win7和XP這類老系統的設定,還有一些測量的經驗,相位對齊的操作細節等,這些視這期專欄的反響如何,如果好的話,那可以在下一次製作音箱時細說這一過程
五. 分頻器設計與製作
分頻器被譽為音箱工作的大腦、發聲的靈魂,良好的分頻器設計可以化腐朽為神奇,讓價格平平的單元也能發出中規中矩的聲音,但由於其設計需要專業的測量工具和測試環境,門檻太高導致很多愛好者望而卻步,不過現在有了lspCAD自帶的justmls測試工具,只需簡單的搭建測試平臺,在家就可以測量,並且精度還不低,滿足業餘音箱diy需求
作者:進擊の大輝 https://www.bilibili.com/read/cv13857577 出處:bilibili
一位老燒轉讓給我的測量套件(傳世級別)
5.1 測量結果分析
之前也說了測量過程省略了,但測量結果少不了
頻響曲線測量結果
圖中紅色就是高音訊響曲線,藍色為低音訊響曲線(沒有加倒向管曲線),500Hz那個峰是拼接是相位對的有點不準,有點跳相位,小問題對整體設計無影響
從上面這個曲線可以看出這兩個曲線在2000Hz都有個大坑,在1000Hz都有點鼓包,這驚人的巧合就是典型的障板衍射和測量環境對測量結果的影響,justmls的測量訊號功率不大,小訊號非常容易因障板衍射和測試環境的反射的影響而出現各種奇怪的峰谷,如果在大房子測量效果會好很多,要是能在消音室用大訊號掃頻測量那就無敵了,咱這條件屬實沒有大房子、消音室和牛逼轟轟的裝置 那怎麼辦呢
只要思想不滑坡 困難辦法總比辦法困難多
辦法就是用justmls的平滑處理除小峰小谷,那大峰大谷咋辦呢,你就預設那地方是平的(其實本來也是平的),設計分頻器調整時不要去管他,不要刻意過分地調整這些峰谷,新增不必要的補償會造成相位的混亂,越調越亂最後箱子做出來聲音不自然
5.2 設計分頻電路
這一節我是想了半天也不知道咋寫,這玩意兒有點只可意會不可言傳的意味,沒有專門的公式套用,只有一個目的——獲得平直的頻響曲線、平坦的阻抗曲線和平滑的相位曲線,至於群延遲啊、瀑布圖啊、離軸響應啊、失真之類的暫時沒那條件測量,這也是業餘diy很難和丹拿、真力、寶華這些大廠相抗衡的很重要的原因之一,一句話——臣妾做不到啊
但咱業餘可以買好點的喇叭彌補彌補,廠箱由於設計成本、運營成本擺在那呢,單元好的箱子價格肯定是很高的,咱可以搞點好單元,把錢花在刀刃上,但前提必須是正品,不然就是把錢花在刀背上,不,刀把上
市面上賣假喇叭的賊多 請注意甄別
5.3 設計結果
設計過程是沒了但結果有的,不提供分頻器數值,防止有人隨便套用,因為不同的單元不同的箱體的分頻器設計是不同的,隨便找個分頻器接上,好聲的可能性幾乎為零,回頭你莫名其妙過來把我一頓臭罵說裝上我設計的分頻器聲音一坨屎,我竟無言以對
作者:進擊の大輝 https://www.bilibili.com/read/cv13857577 出處:bilibili
中低音分頻線路
典型的二階分頻並一個LCR陷波電路抑制一下二階分頻後800Hz附近的一個鼓包
中低音分頻網路增益曲線
高音分頻線路
三階分頻加一個LR並聯電路抑制一下上翹,順便補償一下相位,美汁汁!
高音分頻網路增益曲線
總頻響曲線
2000Hz那個谷之前說明過了,實際聽下來並沒有感覺在2000Hz有那麼深的谷
阻抗曲線
可以看到有個峰矮了,說明箱體設計還是大了點,可能會造成低音散沒有力度,4歐版本的P830911可能q值還是沒8歐的大,這就是偷懶的後果,同時也是業餘玩家的痛,大廠研發時可以多設計幾款箱子試驗,總有一款適合你,不過可以往裡塞磚減少淨容積,我這就不塞了,再塞分頻器放不下了,實際聽下來並沒有覺得有低音少力度的缺點,反還多了幾分寬鬆,因禍得福了屬於是
作者:進擊の大輝 https://www.bilibili.com/read/cv13857577 出處:bilibili
相位曲線
500Hz有點跳相位前面已經說明了,無傷大雅,可以看到分頻點附近相位曲線過渡平滑
還有一種判斷相位對接是否良好的方法
反接頻響曲線
反接其中一個喇叭會出現一個如圖所示的深谷,谷越深說明相位對得越齊,我這深不見底屬實有點誇張,其實必要這麼深,差不多-40db就行,同時也能看出分頻點在2.7kHz左右
5.4 製作分頻器
電路簡單,直接搭就完事了,同樣不提供數值,望理解
內部空間不夠只能高低音分開
電阻 高音主通路選用無感繞線電阻,低音旁路選用大功率無感水泥電阻
電感 高音全部採用0.6mm線徑空芯電感,低音主通路選用1mm線徑空芯電感,旁路選用0.8mm線徑鐵芯電感
電容 高音全部採用本尼克的XPP無極電容,低音旁路選用本尼克的無極電解電容
至此音箱的設計建造工作就基本完成了,剩下的就是組裝和調整吸音棉的多少的事了,至於好不好聽就交給耳朵判別
作者:進擊の大輝 https://www.bilibili.com/read/cv13857577 出處:bilibili
總 結
這對音箱構思及製作大概花費一個月時間,成本大概在1200元,總體設計基本符合高保真音箱設計要求,頻響大概在20k~60Hz(±3db),靈敏度大概為88db
子彈配子彈
實際聽音感受嘛,PEERLESS的單元素質還是相當不錯的,中音清晰明瞭,畢竟是紙基三明治盆,還是有一點溫暖的感覺,聽玉置浩二太有內味了,那句さようなら一出來,我的心在那一刻確實滴融化力,我爸媽則天天吵著讓我放降央卓瑪的《卓瑪》,放女中音確實一絕
這個高音著重講一下,我雖然啥歌都聽,但小提琴和鋼琴以及交響聽的還是少點,現在我收藏夾裡全是小提琴鋼琴交響,沒事搞兩段,神清氣爽,以前總覺得那些土豪弄對天價箱子天天整提琴鋼琴交響的純粹是為了裝B,現在算是多少理解了點,這個高音可以將高音細節表現得淋漓盡致,並且在聽人發出“嘶、呲”這些氣聲時竟沒有一絲刺耳感,長時間聽音不會讓人覺得煩躁,屬實難能可貴
至於低音,我原本以為5.5寸的喇叭,57Hz(-3db)的下潛可能會有些低音不足,事實證明我有點瞧它不起了,播放趙聰的《春江花月夜》時,開始聲音稍微開大點聽琵琶,結果低音一出我房間的櫃門被震得亂抖,嚇得我趕緊關小音量,啊!我櫃子動了!呃...我不聽了!生怕鄰居上來刀了我
作者:進擊の大輝 https://www.bilibili.com/read/cv13857577 出處:bilibili
可憐的聽音環境
缺點肯定也是有的,後倒向式設計離牆必須有一定距離,否則低音轟頭,左邊靠牆意味著中低頻比右邊要更突兀,這一切都表明當初把這對箱子當作近場聆聽箱還是過於草率了,大材小用了屬於是,桌面還是4寸的前倒向式或密閉箱更吃得開,之後可能會專門設計一款4寸桌面小音箱
下 期 預 告
同樣的金屬鋁相位錐,同樣的KAPTON音圈骨架,同樣的紙基玻璃纖維三明治振盆,同樣的上銅下鋁雙短路環設計,沒錯!它就是PEERLESS P830911的大哥P830997,6.5寸中低音單元,沒錯我又要說那句話啦,可惜已停產
作者:進擊の大輝 https://www.bilibili.com/read/cv13857577 出處:bilibili
名副其實的頂級
當之無愧的旗艦
暫時沒想好搭配什麼高音,覺得老董的鈹高音不錯,想支援一下國貨
敬請期待!