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中低频扬声器单元如何选择及计算公式# \) j" M( `8 {& v1 X' J- d
为了简化分析，通过对表l中列出的电动式扬声器单元性能进行比较分析，选出供两分频扬声器系统使用的扬声器单元。
, k5 t |5 W8 g9 Q: e( M0 J- d在表1中采用了如下符号：Bl/Mms为加速度系数，单位：kg／s^2A，；SPL为在距离1m处，1W功率条件下扬声器单元的特性灵敏度，单位：dB；X_max为在线性区间中音圈的最大振动幅度，单位：mm；f_s为电动式扬声器单元的共振频率，单位：Hz；V_as为支撑顺性的等效容积，单位：L;Q_ts为总品质因数；L_evc是测量频率为1 kHz的音圈电感，单位：mH；V_b为根据T/S参数计算出的倒相箱工作容积，单位：L；F_3为声压级-3 dB时的截止频率，单位：Hz。
9 Q$ }0 K: Y" O' q3 f% e要说明的是：在表1中列出的扬声器单元直径大体上是相同的，也就是说，锥盆的幅射面积差别是很小的。这样不仅可以根据加速度系数B//Mms，也可以根据X_max值来校正、比较这10个扬声器单元了。
; P/ i* _. W9 g6 C# w6 l笔者认为，加速度系数对于在两分频系统中的中低频扬声器单元的选择是相当重要的参数，因为这个参数在很大程度上决定了中高频重放的真实度。这里，指的是分别重放乐器同时演奏的发声真实能力和在信号电平降低时能保持放音的细节。加速度系数不足会导致在低响度时放音质量明显变差。
" N: }3 A) x! ? C v根据自身的物理本质，加速度系数决定了将电能变换为声能的换能器——电动式扬声器单元在力学和电气过程之间的联系。所以，加速度系数是个极大信息量的指标，借助于它能以充分的理由找到中频和低频重放声音质量之间的折衷。在锥盆面积相同
( M+ }" @& S; C; ^) ^& N的条件下音圈的自由冲程线性段Xma。可以衡量，比较电动式扬声器单元在重放含有大功率低频分量的不失真音乐信号方面的能力。
. d/ m0 [7 m6 z' E' E6 q表l中，特性灵敏度SPL是作为信息列入其中的，这个参数与加速度系数关系是极为紧密的，此处，在选择扬声器单元而寻求技术参数折衷时不再用到了。- i% c& T8 S) C
在表1中列入的f_s，V_as，Q_ts这几个T/S参数是为计算声装置的容积和声频下限的截止频率用的。在选择电动式扬声器单元时作为指标的声装置容积要考虑到，该指标的重要性在某些情况下与外形尺寸的限制有关。截止频率F_3是一个影响低音放声部位的指标。但是，这个计算出的指标低值，实际上只有在很仔细调谐倒相箱和箱体的品质因数高的情况下才能充分实现。此外，要获得低值F3的平直的幅频特性只有在灵敏度明显损失的代价下才能实现。音圈的电感量L_evc列入表中是因为该值会明显影响中频段的失真，特别在信号电平增大时更明显。
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0 f/ p3 d* e9 @6 ?) V1 ^分析表1的数据，扬声器单元的位置是按照加速度系数减少的顺序排列的。表1反映出电动式扬声器单元参数间相互关系的某些趋势。据原作者看来，所表示的电动式扬声器单元的某些特征的个别参数是明显偏离平均值的。例如，电动式扬声器单元AU-DEX HM170218和SCANSPEAK 18W/8535具有相当小的音圈电感值。毫无疑问，这是在磁路系统结构中采取了专门措施的结果。这些高级扬声器单元的研制人员关注了降低扬声器单元在中频段的失真。! L- u2 H$ d! _! s* ^5 v
可以看出，PRESTIGE系列的SEAS H1215扬声器单元和EXCEL系列SEASW18NXOOl扬声器单元在参数方面除了音圈电感值外实际上是没有什么不同的（甚至，这两种扬声器单元的盆架也是相同的）。但是，这两种扬声器单元售价大约相差两倍。比较分析参数，为了降低中频失真，如购买EXCEL系列扬声器单元，将付出加倍的成本。扬声器单元SKAANING SK170-308具有最小的音圈电感值（注意，在表1所列出的扬声器单元中这个扬声器单元售价是最高的）。7 K* g1 `1 d- e
比较位于表1中两端的AUDAX HM170218和SCANSPEAK18W/8535汇合的参数。这两种扬声器单元的共振频率f_s几乎相差2倍。高值的加速度系数和低共振频率反映了这两种电动式扬声器单元结构上的相反倾向。这种相反的倾向表明了提高加速度系数会导致保证展宽重放低频频带的声级响应降低。借助于降低振动质量就可获得加速度系数增大，但是，振动质量减少会导致共振频率升高。4 c7 z5 V5 _& d. d, n* N9 r2 b
另一方面，借助于增加音圈线面高度增加X_max,会导致振动系统质量增大，于是又减小了加速度系数。比较表1中的AUDAX HM170218和SCANSPEAK18W/8535扬声器单元的数据表明，这两种扬声器单元的每个参数都是扬声器制造商善于对产品结构工艺，不同的优先项目重要性，作出的技术上最优化的折衷的结果，选择合适的扬声器单元来构建两分频扬声器系统。
' z7 L v i3 D7 I根据经验交流的顺序，在进行这些选择前要加入某些考虑。当听音房间面积为20m^2，高为3m时，房间中地板与天花板之间共振驻波发生在55 Hz频率处，这是不能发挥SCANSPEAK 18W/8535扬声器单元重放低音优点的。此外，SCANSPEAK 18W/85350 } c; N0 }3 |
扬声器单元的锥盆幅射面积为145 cm^2及冲程5 mm，在低频处获得足以重放交响乐及DVD声音通道的可能性，也是有疑问的。在SCANSPEAK18W/8535要求的50 L容积中可以成功地采用直径260 mm的扬声器单元，此时，能保证更有说服力的低频重放。
7 |* J/ R6 @# p4 Y: L/ n; e/ |最后，特意选定AUDAX HM170 218扬声器单元，该扬声器单元的优点是与加速度系数高有关系的，正如前面提到，这对重放交响乐是更重要的。这种选择并没疑问，因为支持低音重放是相当必要的。在拙译著《扬声器设计与制作》（全新版1）书中第64页附图3上示出了在扬声器单元HM170 218基础上制作的两分频扬声器系统。在图1示出了在听音室中传声器测出的该扬声器系统的声压幅频特性。幅频特性上55 Hz频率附近的提升是与地板一天花板之间的声学共振有关系的。
# I2 y V* F! B9 Z( G6 i6 O6 P4 |但是，必须要告知笔者的观点：把前面推荐的选择电动式扬声器单元和构建扬声器系统的方法作为最佳的解决方案还不是绝对的。这些例子是在个人爱好的基础上作为实例进行介绍的。笔者知道，由PROAC公司研制的在SCAN—SPEAK 18W/8535扬声器单元基础上的两分频扬声器系统已成功投放市场，尽管该低-中频扬声器单元的加速度系数数值较小，但还是有不少音响爱好者对其的放音质量是相当满意的。
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发表于 2010-1-7 11:37:38
