关于智能音箱的设计、调试、校音等技巧分享

woxiangkandahai · 发表于 2007-10-8 16:24:31

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关于智能音箱的设计、调试、校音等技巧分享

时不时地看到一些发烧友花费不菲或花费很多时间来DIY音箱，结果却得非所愿，下面将自己根据工作情况所总结的一些小经验重新列举出来，希望能够帮到有心人。

有关音箱的一些小常识

1 音箱从原理上来讲，基本上等效于一个高通滤波器。通常意义上所说的音箱设计主要是针对低音部分，中高音部分基本上只取决于喇叭单元、分音器和箱体形状。

2 具体的每种低音或中低音喇叭单元，至少有一种合适的箱体形式。一般情况之下是按照喇叭单元的谐振频率和喇叭单元总品质因数的比值来选择具体的箱体形式。一般认为：Fs/Qts的比值小于40Hz的喇叭单元适合于迷宫式音箱。Fs/Qts的比值在40Hz到80Hz之间的喇叭单元适合于密闭式音箱。Fs/Qts的比值在80Hz到120Hz之间的喇叭单元适合于倒相式音箱。Fs/Qts的比值大于120Hz的喇叭单元适合于指数式号筒音箱。但是这也不是绝对的，一般来说凡事都是有条件的，避开条件来谈论结论，实际的意义不大。现代的喇叭单元设计，由于有T/S参数的指导，通常情况之下，只须优化部分参数，便可以获得预期的效果。

智能音箱的设计、调试、校音等技巧分享

3 仅仅就倒相式音箱而言，每种低频或中低频喇叭单元都有适合的箱体净容积的上限值和下限值。一般而言，箱体净容积小，谐振频率会升高，同时频响的低端有隆起的趋势。箱体净容积大，谐振频率会降低，同时频响的低端有下降的趋势。平常所说的音箱最佳净容积，仅仅是针对频响最平坦响应这一点的设计而言的。常常见到一些调试不当的倒相式音箱，箱体净容积取大值后，而往往又把Q值调低，这导致低频绵软无力。相反的箱体净容积取小值后，而往往又把Q值调高，这导致频响的低端隆起，音箱容易产生轰隆声和呜呜的共鸣音，低频的瞬态响应变得很差。

4 倒相孔面积增大，倒相孔的谐振频率升高，输出声压级增大;倒相孔面积减小，倒相孔的谐振频率降低，输出声压级降低。倒相孔长度增加时，倒相孔的谐振频率降低，输出声压级降低;倒相孔的长度减小时，倒相孔的谐振频率升高，输出声压级增大。倒相口的形状对低频的辐射有很大的影响，采用婉展的形状可以和倒相孔外的空气起到良好的耦合作用，由倒相孔引起的空气摩擦失真会下降很多，同时低频的输出声压级会有所提高。具体的例子可以参考BOSE公司和B&W公司的相关专利。

5 音箱和喇叭的阻尼要适当，或者说它们之间有一个最佳的顺性比和调谐比。不同Qts值的喇叭单元与音箱箱体的顺性比和调谐比不一样。具体可以参看A.N.Thiele和R.H.Small设计法中的诺莫图。这也可以算是倒相箱双峰调试法的一个理论依据吧。

6 通常所说的音箱Q值是指整个音箱系统的Q值，这包括喇叭、箱体、分音器、线材、功率放大器的Q值。其中喇叭、箱体和分音器的Q值是主要的部分，其他部分的影响通常很小。

7 一般来说，Q值高阻尼大，Q值低阻尼小。

音箱按照最基本的用途来划分之话，有欣赏型和监听型这二种最基本的型号。在日常生活之中，我们接触得最多的就是欣赏型的音箱。既然是定位为音乐欣赏用途的音箱，在设计和调试时就有所针对和取舍。对于主要服务于家庭和个人，用来欣赏音乐的音箱，不同的设计师由于文化背景和所处的人文环境不一样，他们所设计和调试出来的音箱，在脾性、个性、声底上也是大异其趣、精彩纷呈的，这也正是人们常说的英国声、美国声、北欧声等不同风格声音的主要成因和源头。由于工作关系，笔者有幸接触过声底各异，品牌众多，知名或无名的各种音箱。既有欧美的大众名牌、HiFi和HiEnd名牌货，也有南美、非洲等国家一些不入流的杂牌货。由于笔者所服务的工厂，主要是做EMS、ODM和OEM服务，因此也接触过客户各种各样不同的声底要求。而且，既然是做EMS、ODM和OEM服务，理所当然地是要千方百计地达到客户的要求，在设计、调试、校音的时候就有所为有所不为，而更多的时候是在做妥协、折衷处理。

笔者不才，在这里斗胆提出一个“好声”的建议，希望让后来者少走弯路、少交学费。笔者在设计和调试欣赏型音箱的时候，在听感上比较喜欢将声音调成活泼、轻松、自然、欢快的类型。笔者不大喜欢沉闷、拖沓、死气沉沉的声音。在此基础上再将声音调试得甜美、润泽一些，再进一步地拓展高低二端的频响，将声音的密度感、层次感尽量地调试得好一些，将音箱的服务角调试得宽一些，让声音听起来更开扬、活泼一些，最后是把音箱的相位响应、群延迟调试成线性关系的，让音箱的定位、声场更好一些，这个时候特别要注意的是千万不要调试成非线性关系的，有困难时宁可在频响的平直度上妥协也不要在非线性关系上妥协。

许多发烧友往往认为越贵的材料和元器件越好声，笔者的工厂经验告诉自己，在成本的压力之下，只能选用合适、合用的而不选用贵价的。不单止只有发烧友有这种想法，就是许多工程师也有类似的错误认识：以为只有采用贵价的元器件才能设计、制造出“好声”的音响设备。其实，在设计良好，制造工艺精良、完备的公司里，几十元的收音机在调试良好时，照样可以发出美妙的声音来感动聆听者。对于一般的用户产品（视听类家电）来说，首先将听感调平衡，接着将声音调得柔和、优美一些，在听感上让聆听者感到舒服、舒展一些，可以的话再将高低二端的频响调宽一些。经过这样的处理之后，基本上可以满足大多数普通消费者的要求。

调试、调整的基本要求是尽量地不增加成本，具体做法是：用电子部分来补偿声学部分，或者反过来用声学部分来处理电子部分的难点，用设计和结构来平衡、补偿喇叭或音箱的不足部分。

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