孤吟
发表于 2009-10-20 12:13:20
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迷宫式音箱也叫作曲径式音箱或传输线型音箱，最常见的是英国产的TDL音箱，在市场上的产品比较多。这种音箱是在喇叭单元的纸盆后面，制作了一条矩形截面的折叠反射管道，而同周围的介质相耦合，放声管道的截面积一般等于喇叭单元振膜的有效面积。这种结构形式的音箱与传统的密闭式音箱及倒相式音箱在设计时完全不同，这类音箱的设计要点主要有两个原则：一是要求迷宫式音箱在工作时应该有效的控制喇叭单元的基本共振频率fo;二是要求迷宫系统的放声管道能提升所设计的低频下限频率与能量。 p% x# n2 n4 ?" ~+ C
迷宫式音箱实际上是把喇叭单元反面的声波经过一条长长的管道反射出来，而放声管道的长度是迷宫式音箱的设计焦点。设计合理的迷宫式音箱，在喇叭单元工作时， 辐射出的声波如与喇叭单元前面的声波相位相反，迷宫内的放音管道应该起抑制作用。当辐射出的声波与喇叭单元前面的声波相位一致时，迷宫式音箱的放音管道要起提升的作用，这是迷宫式音箱的主要出发点，如果设声管的长度为辐射声频率的1/2波长，则相位便会移动，等于180度，这时，迷宫式音箱放声管道的末端开口处所释放出的声波，就会与喇叭单元前面的发声处在同一相位，同样道理，如果设声管的长度为1/4波长，上式同样成立，且能缩短声管的长度，一般取偶数值，是设计迷宫箱的正确做法。如果取共振频率fo的3/4波长，或是其倍频的3/4波长时，输出的辐射就会降低，这是因为声管出口处的辐射波与喇叭单元后面的声波呈反相位关系所致。因此会对共振频率fo的声音输出起抑制作用。奇数1、3、5值的结果。
5 W1 R" k5 S2 u3 b 如果设计的迷宫式音箱的喇叭单元基本谐振峰与声管的反谐振点相同，低频的下潜能力就会降低至1.33倍。迷宫式音箱的设计，一般是先测出所采用的喇叭单元本身的谐振频率fo，用下式求得放音管道的长度：声管长度=n×344/4×fo……(1)，式中n是奇数值的1、3、5、7，344是声波的速度，将不同的奇数值的n代入公式，看哪个值与设计的低频下限相近，即是最佳的n数值。迷宫式音箱的重放下限频率可按下式求得：f放=2×fo/n……(2)例如手边现有一对JDL-8喇叭单元，欲设计一款迷宫式音箱，JDL-8是一只8寸单元fo=35Hz用公式(1)求放音管道的长度：2 r6 u9 c) [# L s
1.n=1时，声管长度(米)=1×344/4×35=344/140=2.45m+ r L& K+ @& g, B: F/ x
2.n=3时，声管长度(米)=3×344/4×35=1032/140=7.37m, ~# a& m9 C2 G% o+ x+ i
3.n=5时，声管长度(米)=5×344/4×35=1720/140=12.28m1 S6 O) D3 A" O+ X; Z3 V' {5 G
再用公式算出欲提升的低频下限频率f放：
8 h' h$ f% B* W 1.n=1时，f放=2×35/n=70/1=70Hz
1 q* K) d& {9 X7 |2 t6 c 2.n=3时，f放=2×35/3=70/3=23.3Hz
2 y6 M7 X$ q% o+ b6 p/ |4 P8 q 3.n=5时，f放=2×35/5=70/5=14Hz# u/ J, Q( J. G( `' X; i7 h
从计算结果来看，如果n取值1，放音管道的长度只需2.45米，箱体的结构比较简单，但低频的下潜只能达70Hz，不是太理想。当n取5时，低频的下潜可达14Hz，但管道的长度要去到12.28米，这在结构上和制作上难度很大，要很大的箱体才能满足，况且一般的8寸喇叭单元本身也难以放出20Hz以下的频率，想用长管道来提升也爱莫能助。所以说，在选择设计迷宫式音箱的下限频率时，还必须考虑到喇叭自身的低频下潜能力，只有在喇叭单元有效范围内，迷宫管道才有提升能力，超出单元本身的下潜范围，迷宫管道也不能替代喇叭单元放出低频的声波来。因此，通常总是将迷宫声管的长度取相当于喇叭谐振频率的1/4波长，这时，迷宫声管的声阻抗很大，喇叭单元本身的音圈移动范围和非线性失真都大为降低。
& a2 B3 ~" z8 c) q 迷宫式音箱虽然效果很好，但结构比较复杂，限制了它大量的发展。设计这种音箱要注意减少放音声管内的高频谐波振荡频率对迷宫系统所产生的频响特性不良的影响。因此应在声管内敷以吸音材料。并力求让音箱的各部位结构牢固可靠，避免内部管道的漏气现象产生，还要求放声管道的各部位截面积，不得小于所使用喇叭单体本身振膜有效面积。8 |, q) m `/ n6 @+ @
现在市场上可以见到的迷宫式音箱有英国产的TDL系列产品，是该厂的创始人John Wright设计开发的。John Wright认为倒相式音箱虽然在一定程度上提升了低频的辐射能量，但不能使低频下潜得很深。而传输线式(迷宫)音箱却可以做到这一点，我们知道，如果要听到20Hz的低频声音，房间的长度要达到17米左右，就算是1/2波长最少也要8米，一般家庭很少有这样的听音环境，用迷宫式音箱来产生这样的长度就能实现这样的感觉。
3 A/ l2 ]5 T' `; t' u! V; k! J3 k5 w 迷宫式音箱也有不足之处，主要的是结构笨重复杂，结构太小很难实现，设计不好很容易出现低频过多过肥的现象，由于声波要在放音管道内走过长长的一段路程，因此，给人一种低频速度太慢的感觉，尤如低频拖上一条尾巴一样。 |
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