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[全频箱] 音频发烧进阶 你看得懂的音响制作攻略

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田玉烟 发表于 2010-4-15 14:28:26

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 现在的品牌电脑一般都配置有多媒体音箱,所以相信大家对音箱都不陌生。其实早就有不少音响发烧友打造自己的音箱了。个人制作音箱和工厂制作音箱有所不同,它要求有电子,木工加工等技术。自己制作音箱,不仅仅提升了在这方面的经验,也收获了音箱,本文便对多媒体有源音箱的制作方法进行介绍。
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' l1 V1 e" ^* o' u/ [简单的音箱分类与构造   ; b8 {9 b/ f" E6 e( m  _4 X

6 ?" q* e) i1 }" _       从某一方面来说,音箱可以分为有源音箱和无源音箱,下面对这两种音响分开介绍。 / I" y' P" r& f( F, p
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       有源音响   
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       对于经常使用电脑的读者来说,对有源音箱应该比较熟悉,这种音箱不需要外接功放,它本身就自带电源线,因为这种音箱内部就集成了功率放大器,这样一来使用比较方便,直接把信号线插到电脑上,把电源线插到插座上即可使用,近几年来这种音箱可以说越来越普及,也越来越便宜了。有源音箱的特点是体积比较小,它可以外接到电视机,VCD,DVD以及CD机等音频输出设备上,这种音箱的重低音效果一般来说都比较好。有源多媒体音箱从大体上分类,也可以分为两种,请看图一,可以看到比较多见的两种多媒体音箱,分别是普通倒相式音箱和超重低音倒相式音箱,实际上除了这两种音箱之外还有封闭式音箱,封闭式音箱的构造更为简单,就是去除了倒相管的音箱,这种音箱由于放音效果太差,现在在市面上已经非常少见,本文不对其进行介绍。& r$ ^* O0 `' |9 _, T
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7 c2 Y% s5 E% Q; \; ~9 x9 \* s/ Y5 x  图一中两种音箱都是倒相式音箱,这类音箱的重低音效果都比较好,而超重低音倒式音箱(以下简称超重低音音箱)的重低音效果尤其出色,这是为什么呢?   ( [* q; n& J, r. x) d

0 H% [8 L8 N2 t! v( {/ q6 U' f       扬声器的振膜,有纸质,也有塑料的,不管它的材料是什么,扬声器在工作时,振膜就会不停的前后运动,来推动空气,进而把振动传入人耳,使人听到声音。普通倒相式音箱把扬声器振膜露在外面来发声,而扬声器的后方也会有振动,如果把扬声器向后方的振动也利用起来,就会使声波加强,重低音加强,安装倒相管之后,由于倒相管的直径比扬声器直径小,所以就会有比较强的声波从倒相管冲出,这样一来,扬声器向前方和向后方的声波都得到了利用,使音箱音质提高。而普通倒相式音箱的倒相管安装位置是不同的,市面的有的产品把倒相管安装在音箱后方,扬声器安装在音箱前方,这种音箱在摆放时应注意不要把音箱后部贴在墙上,因为这样会阻止倒相管发音;而有的产品则把扬声器安装在音箱前方,倒相管也安装在音箱前方;有的产品把扬声器安装在音箱底部,倒相管安装在音箱前方,这样的产品被称作“底面增压式音箱”,以漫步者和菲利浦的居多。不管扬声器和倒相管的位置如何,实际上它们的放音效果都比较相近,重低音效果都差不多。下面介绍一下超重低音音箱。   
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& ^$ y8 u- h% m. N2 O       超重低音音箱是近几年来才比较普及的产品,图一中右则的图片显示出了此类音箱的基本构造,上面我们已经知道了扬声器工作时同时向前方和后方发出声音,实际上有经验的人就会知道,任何一个扬声器向前发出的振动比向后发出的振动幅度要大,这是肯定的,不然为什么普通倒相式音箱不把扬声器反的安装呢?这里面的原因在于扬声器前方的振膜比后方的振膜面积要大。大家不难想到,如果把扬声器向前方发出的振动全部用倒相管排出,重低音效果就会特别强,超重低音音箱就是这样的,这种音箱的扬声器内置在音箱中,整个音箱只有一个倒相管露在外面,而扬声器向后方的振动则由减震材料去除了,一般的超重低音音箱是用棉花作为消音材料的。在市面上超重低音音箱很多见,大家看到音箱前部只有一个倒相管的音箱,那这就是了。这种音箱重低音效果比普通倒相式音箱强很多。
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        无源音箱   
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( |7 F/ ?. Z, l# d6 _& o  J+ Y       一般的家底影院都用功放来推动音箱发音,这种需要外接电源的功放来推动发音的音箱,就是无源音箱,这类音箱内部没有任何电子元器件,一般来说这样的音箱体积都很大,落地式的比较多,这种音箱和有源音箱的区别在于,它就是去除了变压器和内部功率放大器的有源音箱。
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个人制作多媒体音箱全过程   
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       笔者在经过考虑之后,决定自己动手制作一款多媒体音箱,下面把制作过程写出来供大家参考。   
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       大家可以看到有不少音箱的体积很大,就认为体积和音箱的发音效果有关系,这是不正确的,音箱的大小和音质没有任何关系,音箱发音完全靠扬声器和倒相管,在音箱工作时,其它地方如木板不可以有丝毫的振动,一旦它们被扬声器带动,发出了声音,就是噪音,所以笔者决定制作一款体积比较小的音箱。   
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       重低音的方向性比较差,所以不管把重低音音箱摆放在任何地方,效果都基本一样;而高音单元,即高音扬声器的方向性很强,就是说高音扬声器发出的声波一般只按照向前的方向传出,这是因为高音声波的振动速度快,振幅小,如果有障碍物档住的话,高音效果就会变差。   
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       高音扬声器最好的摆放位置是扬声器直冲向人耳。   
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9 I" P9 v8 R* f; D       最后我决定制作一款2.1式多媒体音箱(三分频),即两个中高音音箱,一个超重低音音箱(低音炮)。
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' a( s1 W1 s+ A9 _, C' F+ }材料的购买   ! p! L  Z# U' c, _4 U$ F% r2 C

8 J: |% w; p& t) h: c4 l5 W       箱体材料的选购   0 i+ t5 e' o2 Y; m
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       一般的音箱材料为木质。   1 c" K% X( e! I% R6 y0 K

; q: a: I2 s2 N  z9 q9 e       好的音箱,需要在扬声器和倒相管剧烈振动时,整个音箱箱体没有丝毫的振动,这样一来声音才会纯净,而如何使音箱箱体不会有噪音发出呢?这就要求音箱箱体所选用的木板密度高,而且要厚,一般的价格在200多元的多媒体音箱中,使用刨花板作为箱体材料的比较多,现在市场上销售的木板中,有三合板,五合板,刨花板,密度板和木工板可以供我们选择,像三合板和五合板这样的板材是绝对不可能用于音箱制作的,因为它们太薄了;而木工板是制作各种家具和进行家庭装修的首选材料,因为它的厚度一般都在1厘米以上,也很坚固,美观大方,但木工板是一种胶合板,它实际上是由三层木质材料胶合而成,上下两层都是三合板,中间夹着一层木板,而中间那层木板也不是一个整体,而是由很多条木板胶合而成,很明显,即便是那一条条木板胶合的再好,它们中间也有缝隙,这样的木板,如果用在超重低低音箱中(即低音炮),无疑就会走风露气,显然是不行的,但是木工板却很适合用于高音音箱,因为现在的木工板中有不少新品,即免漆板,这种木工板表面相当平整,手感特别好,不需要另外喷漆。一张质量上等的木工板,价格在60元——100元不等。   
6 d* L  L2 V( t/ X! y6 H, T- |/ F0 e$ ?9 ^' ]. x. ]
       超重低音音箱的箱体材料要求越厚越好,厚度要求至少在1厘米以上,密度板和刨花板均可。   3 m0 s  E& N3 {, [
  T  `6 l6 N9 l- R6 {& ^7 ~
       最后笔者购得一张免漆木工板(大小规格1.22M*2.44M),价格110元;一张厚度为1厘米的密度板(大小规格1.22M*2.44M),价格65元。
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7 Q6 u# Q; u; B; c9 q% k/ n. X扬声器的选购     X- m0 e/ k7 D! a& |/ y: B
       低音扬声器   
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+ o2 `0 k  e% X* M7 `       超重低音音箱中的低音扬声器,其质量直接关系到了整个音响的低音效果,强有力的重低音,会给人以很强的包容感。   
2 b5 b1 K5 \8 k3 z  D/ `) Z; Q" S; b* Y) P# y
       现在市面上的低音炮,使用的内置低音扬声器一般以4寸和6.5寸的居多,直径越大的扬声器振动面识越大,但在我们在选择低音扬声器时没必要选择面积大的产品,市面上很多低音炮中使用的扬声器都是4寸的,在购买低音扬声器时,应该注意扬声器的冲程,就是扬声器工作时振膜前后运动的运动范围,运动范围越大的扬声器,低音效果越好。   ) ?( s- [0 ^4 d6 j: F" i

3 V- R3 M4 b* e4 r2 K) W       中高音扬声器   
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+ S4 l, o8 ~2 E) [! }9 F. ~; s       在选择中音和高音扬声器时,应注意它的功率,应该选择功率在20W以上的高音扬声器比较合适。   2 s% m) {- q$ x8 U4 ]

3 s# b+ x, E% ^6 \3 K       最后笔者选购了一款长冲程的4寸低音扬声器,南京鲸鱼牌;DOMO高音扬声器,功率25W;南京鲸鱼牌中音扬声器,3寸。   
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- ~: }8 ]& g1 S& u: X# l+ Z       倒相管的选购   
, \! }" `$ u, a7 E9 C, I% D. z  H
       超重低音音箱中的倒相管,其内壁应该是非常光滑的,这样有利于气流在管中的运行,在选择倒相管时,应该参考超重低音音箱所使用的扬声器,即功率越大,冲程越长的扬声器,应该选用内径大,长度长的倒相管;而功率较小的扬声器,则应该搭配长度短,内径小的倒相管。   - `+ q  R! S9 N) e- N0 B

; A# r3 m4 F, F# x       倒相管可以购买市售的产品,也可以购买建筑用PVC管。0 D4 \% X' e" V2 |
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 楼主| 田玉烟 发表于 2010-4-16 10:40:36
线材的选购   - ^+ G. t% p0 m& O
       电源线的选购   ; \2 }/ t% A6 i3 P7 D" n6 l
( ?( c, l" f# t
       电源线就是变压器与220V市电相连接所使用的连接电线,应该选择质量好的电源线,因为它在工作时要承受220V的电压,而且对于我们这些音响DIY者来说,安全是非常重要的。   4 r1 v% L  N* t3 a6 z% m

! z7 G+ ^* u7 a       内部传输线材的选购   6 X# Q* e8 w; g  K
7 M' P# I0 `! x- g. ?7 q
       变压器与功放电路板之间的连接线材应该选择较粗的高强度漆包线;功放电路板与分频器,分频器与扬声器之间的连接线材可以选择比较细的漆包线,材料尽量选择抗氧化铜。   , U8 y' V3 S3 i% a6 S

- G0 u" ]5 `- v) D       变压器,功放电路板和分频器的选购   , S4 T, e3 J9 u" [

# e8 I/ Q+ u+ H8 h$ b       变压器和功放电路板都可以在电子市场中买到,有些城市的电脑城也有出售。变压器可选用普通变压器和环形变压器,环形变压器的体积比较大,质量比较重,但它可以为功放电路板提供强有力的电流。   
  `2 \- `7 Y  K& T+ I- {
9 B+ q' N& J0 B! H# z4 B       选购功放电路板时应该参考所购买的扬声器功率大小,应该把所选购的高音,中音,低音扬声器的功率加在一起,它们的总和功率应该小于功放电路板的最大输出功率。   
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       有些功放电路板不仅有音量电位器,还有低音和高音调节电位器,而且这样的功放电路板价格也不高,所以笔者购买了一款广东产的电路板,价格40元。   
7 X5 a3 n8 S' c9 u" G. W: o2 m3 P
       市场上的分频器种类很多,其质量千差万别,但其质量从外观即可看出,好的分频器,其做工相当细致。   
( v. T8 p& x' N. A! u
9 F4 l! l9 x1 n9 C: _) g       低音扬声器后方消声材料和箱体减震材料的选购   
; w- D* h' _6 p) V8 G6 p$ X" y; u* W  ]! D+ p* l/ M5 u9 z  \
       在上面我们提到了,超重低音音箱中低音扬声器后方的声波应该消除,一般的音箱都是用棉花来做消音材料的。   
7 G5 Q; A/ C/ f9 h( W
# k4 Y/ E3 D. L: N0 h       在扬声器工作时,它会使木质箱体与其产生共振,这就会发出噪音,为了减少这种共振,我们可以在木质箱体内部贴上减震材料,选用什么样的材料最好呢?玻璃纤维应该是最好的选择,但实际上用一些普通绵花即可。实际上市面上的很多低音炮内部都没有减震材料。   + `3 |; K# N1 @- P# l% u

' p* C9 {' K1 e5 G       旋钮及低音炮减震脚钉的选购   ( E: M. U4 V# m
0 ~: b" S" ^* Q8 V" Z
       笔者所选购的功放电路板上共有3个电位器,分别是音量电位器和高,低音电位器,需要在电位器上安装旋钮才可以使音箱外观美观。电子市场上有各种各样的调节旋钮,笔者选择了一个功放用激光放射金色旋钮,用来安装在主音量电位器上,价格4元;两个普通塑料金色小旋钮,用于安装在高,低音电位器上。   
+ K1 ^; D6 s# A2 n/ H5 o
6 ?" _& ^! l+ O4 i, D2 I% I' Z       低音炮在发声时,低音扬声器会剧烈运动;倒相管内的气流也快速前后运动,这样强烈的运动势必会造成低音炮的震动,从而引发地面的震动,形成噪音,这就需要在低音炮下方安装减震脚钉来进行缓冲。, h6 ~% p' N) K. _! U& C. c4 E5 F

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木纹纸及PVC音箱装饰物的选购   
. }: B( p( t* ]4 E) P7 e* f       本文所讲述的是一款2.1音箱的制作过程,即一个低音炮和两个中高音落地式音箱的制作。其中落地式音箱使用木工板作为箱体材料,因为所购木工板已经有了一层漆,所以不必进行装饰;而超重低音音箱由于采用密度板制作,所以必须在密度板外部涂漆才行,但不如用简单的方法——粘贴木纹纸来进行装饰,所以我在建筑装潢市场购得2米长的木纹纸一张。   
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; B  N4 ^8 W5 k, t. Q. n       市面也有不少PVC材质的音箱装饰物,可以在制作完毕后根据需要购买。
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" ?) C5 a* e  N* ^        音箱后方接线板的选购   1 I1 W" M/ X# t: W
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选购接线板时应注意要购买厚度高的产品   ) {; i; J6 u+ P$ |% S
制作设备及工具的准备   
% T2 J7 g' w& T9 [2 z# `. _电子焊接及组装方面   
! U) f: h5 r0 j6 j/ b0 U电铬铁   
, s1 [# G+ E* R8 O4 Y焊锡丝   
0 @% b! D2 F% H2 F6 d; Y剪刀   
, v' R8 E* b3 I剥线器——如果没有可以用剪刀代替   2 e- V1 J) k, C5 J
木工加工方面   0 q0 f2 W/ ?- Y3 ]- l: v& p9 y
电锯——如果没有可以用手工锯代替   1 ]3 r* w9 h5 J1 q% \: J
台式电钻——可用手枪电钻代替   9 p# I; x7 F+ l6 q. K
掏孔器——这种工具可以安装在台式电钻或者手枪电钻上,用于在木板上掏孔   
5 Z& T6 T0 [3 T0 A5 D; d木工刨   
0 S2 q( m6 R8 t. G/ z0 i: Y气动射钉枪,空压机(空气压缩机)——可以用钉子代替   
: M" Y# r* f7 c改锥   
) W2 L2 P) m1 v; [圆规   , L- o* H& M3 i4 R- I$ r
游标卡尺——可用普通钢尺代替2 S7 q3 f2 i7 c2 _- Z

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9 m& m2 O% O  F. c4 k4 z
超重低音音箱与中高音音箱的制作   
8 o+ O/ I  x$ R+ w* y2 t0 V5 O2 S- G       箱体木工加工制作
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6 S  q& g/ e2 R5 x0 {7 i7 u8 g5 P/ @2 V1 Y# A
       超重低音倒相式音箱的基本构造在图一中已经显示的很清楚,但超重低音音箱也有两种比较常见的结构,请看图二,图二中左侧的结构,在市售的音箱中被较多采用,笔者亦决定采用这种结构。   
; m! m. R% b. i3 D0 F3 [" G       超重低音音箱箱体在木工加工之前,应该首先根据扬声器直径,倒相管直径及长度,变压器高度,功放电路板长度宽度等进行设计,不同大小的硬件,设计出来的箱体大小也不相同。. ]! f3 a: O( i% [* k8 H! Y3 T

% @; a) }; V" l" G
5 Q. n6 T6 s- {  Q" V( A6 h
6 j* f) H8 b  }
    请看图三,这是笔者设计的超重低音音箱侧面图,倒相管被设计在音箱最上方,中部是扬声器密封仓,里面用棉花吸音,此密封仓上下两层都使用密度板密封,为什么要密封此仓体呢?因为在此图的右下方为功放电路板和变压器的放置位置,而变压器的固定位置为箱体底部的密度板,而变压器需要外接一根220V电源线,延伸至箱体外部,这就需要在箱体底部的密度板上掏孔,用于安装电源线,这就会使箱体漏气,所以放置变压器的这一空间需要与扬声器隔离开来。   
/ m$ L3 ]6 R) ?& k4 c       着手制作中高音音箱的箱体之前,首先要对其进行设计,由于中音及高音扬声器在工作时产生的振动比较小,所以不必在箱体内粘贴吸音减震物,箱体大小主要按照中音扬声器和高音扬声器的直径来设计。箱体深度不易过长,深度长的落地式音箱看起来确实美观,但没有任何实际用途。   ) W, R- K" x+ H* B( Q4 J; Z0 M$ \
3 }' r" ^- w" B, Z8 Q) G
       按照设计好的尺寸,用电锯或手工锯进行板材的切割,注意切割精度,应尽可能的高。  
* D& U+ J; W/ I2 G2 _# x% q1 o6 V# D
 楼主| 田玉烟 发表于 2010-4-16 10:40:56
需要掏孔的地方,选用圆规在板材上划线,再用掏孔器掏孔,把掏孔器安装在电钻上时,可使用游标卡尺进行测量,一定要安装得特别牢固,以防电钻高速旋转时将安装不牢固的掏孔器甩出。安装过后,把电钻调至低速档,进行试验,观察其牢固程度,正式使用时可调至高速档。   
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       超重低音音箱中的扬声器后方至电路板之间的连接线材,需要经过一层隔离用密度板,根据所用线材的粗细,用直径相同的钻头打孔。   
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       使用游标卡尺测量功放电路板前方三个旋钮的准确尺寸,根据测量结果在超重低音音箱前方面板上使用电钻钻孔,此步操作应特别注意其精度,否则会出现电路板上的旋纽无法通过箱体前面板上的孔的问题。   
6 V5 J: _+ y8 p( |; v* H+ }# n* ^. M% ^6 I* m; ~5 |( B
       超重低音音箱工作时,扬声器和倒相管会产生剧烈震动,故需要在箱体内部粘贴减震材料,一般来说用普通的棉花即可,也可根据条件的不同,使用塑料泡沫等材料。   
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9 U0 |& l9 P# h' s5 {& R       中高音音箱后档板上需要安装接线板,所以应先在板材上打孔,因中高音音箱不存在漏气的问题,所以在打孔时不必太在意其精度。而且其内部也不需要粘贴减震材料。
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电路板,扬声器与变压器等的焊接及试音   
  y4 q* l. b( A, i6 f0 W% T/ l3 h# I0 I7 I! W' H
       先把变压器与电源线用线材连接起来,用电烙铁把电源线的正负两极焊接起来,裸露在外面的金属用黑色胶带裹住;因功放电路板与变压器应有一定距离(为了减少变压器对电路板的干扰),所以所选线材应该有一定长度,功放电路板与变压器之间的连线中要传输较大的电流,所以应选择较粗的线材。   1 c$ I$ C- z* t. h! j

7 H1 d3 a' g, |9 d  T! d. y' ]  [       从图三中可以看到,扬声器要与电路板和分频器相连,中间隔了一层密度板,为了防止扬声器后方密封仓漏气,通过密度板的线材直径应该与板材中所凿的口直径相近。   
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# y/ A, J7 r8 H0 K$ Q       把线材焊接到扬声器的两个极上,等待备用。   
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       所有器材焊接完毕后,接入220V市电,将电路板接入VCD或电脑上,播放音频文件,进行试音,注意应把电路板的音量旋钮调至低音量状态。所有扬声器都应正常发音,没有噪音。 2 E5 i/ R, Q- H4 n0 c+ q

: `" D- i; R% p9 [( S5 ?        整机组装   0 L4 U8 ]; `+ v* }7 U+ C1 O

* E! H: S: w" `       将准备好的木板和扬声器等器材进行组装,注意先后顺序。木板之间选用乳胶粘贴,后使用气动射钉枪固定,在使用射钉枪应该注意安全,防止钉子射到手上发生事故。   
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- [1 z! T; t. n- a0 I* S       中高音音箱由于选用免漆板作为材料,在板材之间互相接合时,采用了射钉枪或钉子,会在板材表面形成难看的小孔,所以接合后要用腻子涂抹在上面。   9 Y8 \0 S1 N& k/ Y5 Z  G- |, }

1 c6 ~# F: w( S  G" \8 ^  `3 y       超重低音音箱中的扬声器和倒相管在安装时要注意其牢固程度要强。组装完成后把三个音量旋钮插在电路板上面。   9 \- W5 n/ Y) g$ o% Q
1 H* S# C' V. L6 F3 C) p7 Q
       在扬声器后部密封仓内塞满吸音棉花。   
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' z, @/ i1 G4 L# t: o4 i3 t4 n' u       把减震脚钉安装在低音炮底部。   0 k# e- F9 i8 K1 M- O, F/ i1 V
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       最后把音频信号线与音响连接,接通电源,进行试验,把手放在倒相孔前方,应能感觉到较大的气流在此附近震荡。   5 v, y8 M- }8 z& R1 G5 [5 `

! d% t  G4 V  M. t5 P# n6 u6 F) K       箱体外部的装饰   4 r' X( q# u% g( B& Z

8 i; {; ]3 j2 B: B: y' F       前面提到了,中高音音箱使用高档免漆板制作,所以组装完成后就不需要再喷漆了,市面有不少PVC材料的音箱装饰物,大家可以根据个人喜好进行选购装饰。   : O. x% y% [' S2 z
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       超重低音音箱由密度板制成,在组装完成后要用木工刨刨光,然后可以在其表面店粘贴木纹纸,或者喷漆,这两种操作都应顾及到前面板的倒相孔和三个音量旋钮。 2 @/ }8 ?  Q! x  r" k
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        音箱的煲机   
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       制作好的音箱,需要一定时间大音量的煲机才能达到较好的音质。互联网上有不少煲机软件,也可以接上普通音源长时间以较大音量播放音乐。
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' c4 f+ w" e- J7 U" D+ K   以上是笔者对制作音响的一些经验,希望本文对大家制作音箱有一定的帮助。只要努力,个人制作出的音箱在音质方面可以远远超过市售的音箱。愿大家都能做出优质的音箱!
zgyxwz 发表于 2010-4-16 10:56:02
再学习,再支持。问好朋友。
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