小型音箱设计中的扬声器的选择及具体的设计

云中缥缈 · 发表于 2008-7-21 00:35:16

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小型音箱设计中的扬声器的选择及具体的设计

前面我们提到了小型密闭型音箱的设计和小型低频反射型音箱的设计，这里在说说小型音箱设计中的扬声器的选择及具体的设计。

小型音箱设计中扬声器的选择

最些年市场上出售的扬声器种类越来越多，选择的余地也越来越大了，这对于想自己动手制作音箱的人来说无疑是件大好事。首先设计一个不需要分频器的全频音箱。例如，通过对扬声器的T/S参数的操作，决定选用Tang Band公司生产的型号为W4-927SC的5英寸全频扬声器。

W4-927SC扬声器的T/S参数

Tang Band公司是于1996年在台湾诞生的新型扬声器的生产企业，生产出型号众多的扬声器。以W4-927SC型号的扬声器为例，在表6中列出了W4-927SC扬声器的T/S参数。选择该扬声器是基于下面几点理由：
(1)fs和Qts值较平衡
(2)Xmax值大
(3)对比音质较优（W4-930SG与W4-927SC只是纸盆不同，特性和结构大体相同。在有特性和结构相同的另一型号的扬声器存在的情况下，可以进行音质对比实验）
小型音箱设计中具体的设计

首先计算密闭型音箱必需的内部容积。从低频特性决定Qtc的值。由低音特性的量和质的平衡出发决定Otc的值为0.7。由表6的扬声器的参数表中得知该扬声器的Qts等于0.455，把Qtc和Qts的值代入表4中求α的计算式中求得α=1.367。由表6得知Vas为8.055升．Vas被α除就可求得内部容积Vb，所以Vb=8.055升/1.367=5.9升。还可以计算出此时的fc=100Hz。
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表4 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。
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下面介绍在已经有希望制作的音箱样本的情况下如何反过来计算扬声器的参数。例如现在有一款演播室监听用的小型密闭型音箱．使用的是10cm的全音域扬声器。其外形尺寸为16emxl6cmxl4cm，想依照该音箱自己制作一个相同尺寸的音箱。设音箱的板材厚度为12mm。箱体的内部尺寸可以在外部尺寸的基础上减去2.4cm，所以可以算出音箱的内部容积为2.1升。用2.1去除Vas即可得到此时的α。将α加1后开平方根就可以求得Qtc和Qts的比值。将求得的比值与Qts的O.455相乘就可以求得Qtc的值，Qtc值正好等于l。fc=142Hz．由此可知这是一款非常实用的音箱。

云中缥缈 · 发表于 2008-7-21 12:34:24

在选定了希望使用的扬声器时．最好先制作出表7那样的表．在考虑了图1的低音特性的形状和表3的特性之后再决定具体的音箱内部容积。

小型音箱设计中的扬声器的选择及具体的设计
Q0值与低音频率特性的关系

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表3 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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下面介绍低频反射型音箱的设计过程。首先根据扬声器的Qts值在表1或者表2中确定H和α的值。在Qts小的场合只能使用表2，对于扬声器W4-927SC来说。可以使用表1中Qts等于0.45或者0.46时的H和α的数值。在选择0.45或者0.46时的H和α的数值．在选择0.45时按照表3的顺序进行计算可以求得箱体的内部容积Vb为11.7升，倒相管的调整频率fB为58Hz。

表1中列出了在重现瞬态过程时计算中必需的几种参数的数值．表2中列出了希望设计成小型音箱时计算中必需的几种参数的数值

用求得的fB和由表6查知的sd和Xmax的值就可以求出倒相管开口处的最小半径。通过计算得知倒相管开口的最小半径为1.3cm。如果把导管开口处的半径设定为1.5cm和2.0cm，就可以计算出倒相管的长度分别为3.2cm和6.7cm。这样的长度对于11.7升内部容积的音箱来说在装配时不会存在任何问题。

表8中列出了倒相管的开口半径和长度的关系．以及开口半径与扬声器的有效纸盆面积的比值。

绿风 · 发表于 2008-7-21 13:52:25

哦，好好，明白了！:handshake

乐蕾淡红 · 发表于 2009-6-1 01:30:19

好文章，我收藏了，谢谢楼主发布啊!

adders · 发表于 2010-1-3 13:33:17

欣赏！

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