一款5．25英寸书架音箱的制作

一款5．25英寸书架音箱的制作 一款5(25英寸书架音箱的制作 一 款5.25英寸 书架音箱的制作 O文/林芝松 2O世纪90年代以来,惠威公司推出的专业监听级音箱 M1享誉国内外电声界.M1音箱以天然原木打造的时尚外 观,坚实小巧的箱体结构,好评如潮的音质深深地打动了我, 于是我购买了一对M1的空箱(21OmmX276mmX 330mm),准备DIY一对放在卧室听音的书架箱. 5英寸左右的书架箱,成功出名的不乏有之,如英国 BBC广播公司的小型监听音箱LS3/5A,美国的JBL4344系 列监听音箱等,然而它们的价格不菲,就拿M1音箱来说,虽 然已推出近十年,但价格仍居高不落.为此笔者打算采用其 他扬声器单元按自己的意愿对M1音箱进行DIY,就是想试 试.用较低的价格组装出较满意的音箱,能不能实现此愿望, 只有经过实际操作才知道. 扬声器单元的选择 扬声器单元的选择,对于音箱制作来说是最重要的环 节. 图1aRT1L外观图图1bRT1L外观图 18无线电2008年12月 1.高音单元 高音单元采用惠威的带式高音RT1L.这是一款惠威公 司2003年推出的高解析力,高保真,高性价比的高音单元, 其高音扬声器主要性能参数见1,外形如图1所示.银白 色的面板,中心金黄的环状超轻振膜.配以亮晶晶的相位锥, 精致典雅.在惠威公司推出的M6000HT,S600HT等系列音 箱中,其高音就是采用此单元. 2.中,低音单元 中低音单元选择的是美国来福车用T152S中,低音扬声 器,其参数为5l25英寸,4Q,88dB,MS100W,正好符 合我的,来福扬声器是美国顶尖发烧汽车音响品牌, T152S是来福公司套装扬声器里的中级产品,资料显示: T152S中,低音扬声器采用全铸铝盆架,铝质双层音盆,大 折环橡皮悬边,加长音圈配合窗式对流散热孔.磁钢后置散 热孔,大功率长冲程的.采用一体化螺丝连接接线方式, 省去了焊接的麻烦.外径为143mm,对角螺丝孔距为 134mm,部分性能参数如表2所示.T152S的中频爽朗,低 频极具活力,人声雄厚,润滑,清晰,令人回味无穷.T152S 的外形结构如图2所示,刚劲潇洒,适应长时间强劲功率的 使用. 箱体的改造 M1箱体安装中,低音扬声器的开7LN好能装入T152S 总第555期?VVVV',N.radio.oorf-i.cn 图2T152S外观图 图3箱体改造后的照片 —,-,一 /\/,,\ 一_ ,,,^ 图4aRT1L频响曲线图 表1RT1L的主要性能参数 表2T152S的部分性能参数 — 单元.无需改造.而原安装R1高音单元的地方则需经改造 后才能装入RT1L高音单元.先用等厚的MDF中密度板锯成 原用于安装R1磁体的凹槽的尺寸(75mmX90mm),在操 作时一定要与原箱凹槽紧密配合,然后用万能胶粘牢补平, 等充分固化后,再按RT1L扬声器尺寸(80)开孔,用木 锉修边,PVC贴面装饰,最后用厚1Omm左右的MDF板锯 威大小合适的尺寸,用万能胶从里面往外将开孔封住,处理 好后再穿线孔.改造后的箱体如图3所示. 分频器的设计 有人说分频器是音箱的"心脏",也有人云是音箱的"大 脑",可见分频器对音箱的音质是何等的重要!它的作用是 合理分配高,中,低音单元的功率,把整个音频频带合理分 割,使各个单元工作于其相应的频带得到合理的功率,能扬 长避短,淋漓尽致地发挥出各自的潜能,也使全频段的频响 平滑,声像相位准确,又使高,中,低音播放出来的音乐层 次分明,合拍,明朗,舒适,宽广,自然.分频器直接影响 音箱最终的声音表现,所以它的设计和调试不可等闲视之, 马虎了事.经过反复考虑,本分频器选择的是相位特性与过 渡特性更优的简单6dB/oct一阶分频网络. 1.分频点的选择 高音单元RT1L扬声器的频响特性曲线显示其频带范围 图5分频器线路图 为2.5—20kHz,见图4.厂家推 荐的分频点是大于,等于 3500Hz,因阻抗特性曲线十分 平坦,所以无须加接补偿电路. 中,低音扬声器T152S,在 网上查不到其频响特性曲线和 阻抗特性曲线以及更详尽的参 无线电2008年12月11 数,但根据5.25英寸小El径及双层铝音盆的结构特点.分 频点选在3,3.5kHz,应该不会引起分区振动的失真,所 以本分频器的分频点选择为325kHz,中,低音单元增加RC 中,高频阻抗补偿电路,具体设计电路如图5所示. 2.分频器电感线圈的制作 根据公式计算得出C1,L1的值: Cl=159240/(ZHI)II159240/(4X3250)一12(uF) L1=15924Z=15924X4/32500.2(mH) 式中:乙为中,低音扬声器的标称阻抗:4Q;乙为高 音扬声器的标称阻抗:4Q;为分频点频率:3250Hz. 电容C1采用薄膜电容,其容量可由多个电容并联获得. L1为0.2mH,成品的电感线圈不易买到,只好自己动手绕 制.当电感线圈的截面为正方形且线圈的内径等于外径的一 半(即截面边长为a,则内径为2a,外径为4a)时,是最佳 结构的电感线圈,以最短的漆包线来获得最大的电感量,线 圈的直流电阻也为最小.其计算公式如下: a=(L1XdX790) ~-19.88×fL/a) 式中:L为所需电感量(uH);d为所选用漆包线的直 径(mm);a为截面边长(mm);N为绕制的匝数(T).本 线圈选用136mm漆包线绕制,代入上式计算得出:a 14mm;N一76T. 采用有机玻璃和PVC管按图6所示的尺寸加工线圈骨 架,做好的实物如图7所示.骨架内径若找不到直径合适的 ,用万麓胶 一 ,.一气 一:粘牢一 // __一 //^I一f , , 一' ; I-,,1 ,一0 . . 一 } ? M1_ll 兰{}t,一一一_-一-?一一 14 图6线圈骨架图纸 图7线圈骨架实物图 12无线电2008年12月 PVC管,可用直径小些的PVC管缠绕厚纸板带至规定值,再 用胶带包扎牢固即可. 绕制时可在计算值的基础上多绕几圈,用胶带包两层不 让散开,先不用剪断漆包线,只需用刀片在漆包线上刮去一 点漆皮,用鳄鱼夹夹住测量,边测量边增减圈数,直至达到 所需的数值,然后再剪去多余漆包线,重新扎好胶带. 3冲,低音单元的中,高频端阻抗补偿网络 中,低音扬声器的阻抗不是一个恒定值,而是随输入信 号的频率变化而变化的,阻抗特性曲线描述了这种变化.因 查不到T152S扬声器的阻抗特性曲线图,所以在进行阻抗补 偿前需测出扬声器装入箱体后的一系列频点的阻抗值.操作 时先用音箱线连接T152S单元,然后安装到箱体上,接线由 导相管引出,并用海绵塞住导相管,具体测量连接如图8所 示.图9所示的是笔者用函数波形发生器(自制),频率计, 交流毫伏表,数字万用表和示波器等组成的扬声器阻抗测量 电路.测出系列频点(如20Hz,10kHz)的相对应的Vl,V2 值,然后根据公式:Ro=RV21(V1一V2)计算出一系列R 值,用描点法绘出阻抗特性曲线图,如图1O中的A曲线. 关于补偿网络R,C值的计算方法,报刊及网络上介绍 甚多,计算的结果相差也很大,笔者采用的是如下公式: C2=1/(2Trfnz) 式中:Z为中,低音单元(T152S)的标称阻抗(4Q); 是阻抗为标称阻抗值1l4倍时的中,高频端频率值,即:z= 4×14=5.6Q时的频率,经实测为1610Hz,则C2= 24.7IJF,取24tJF. 图8阻抗测量线路图 图9阻抗测量仪器照片 300 g 蜒10;0 盛 4,0 3.0 A B 2O5O1005001k5k 频率(Hz) 图10T152S阻抗特性曲线图 R=Z=4Q 然后将C2与R串联后再与T152S单元并联,用上述的 方法描绘出补偿后的阻抗曲线,通过微调C2,R的值可对阻 抗曲线进行调整.与补偿前的曲线对比,可看出,通过补偿 后,将T152S的中,高频端阻抗曲线拉平直了许多,如图10 中的B曲线.这有利于分频点的稳定,使频响特性曲线更趋 于平直. 分频器电路较为简单,笔者是用刀刻法制作分频器的电 路板,也可采用搭棚来制作和安装,只要将元器件尤其是电 感线圈等安装牢固即可. 音箱的安装与调试 分频器用音箱线焊接好,最好用含银焊锡丝来焊接,焊 接时速度要快,接着用裁成大小合适的厚4,5mm的双面胶 把分频器固定在箱内底部,尽量使电感线圈离开扬声器的磁 体及金属部分.用双面胶固定分频器便于操作又有避震作用. 往箱体内填充三分之一音箱体积的吸音材料(如太空棉),但 不要封住中,低音单元后部及导相孔.放上1mm的橡胶垫 圈,或几层用吹塑纸剪成的垫圈,接上中,低音单元(TI52S 单元为一体化螺丝连接),焊接高音单元.先用较短的螺钉安 装好各单元,等调试满意后,换用较长的螺钉固定. 最后是试听,根据试听的效果调整导相管长度及吸音棉 的用量.主要是听低音的清晰度是否具有弹性,此项操作要 有耐性,有时需反复多次,最好能与参考级音箱对比来进行 操作.调整导相管的长度时,建议用厚纸板卷成一圆筒(比 导相管短些)套入导相管内,边听边调节长度.本音箱的导 相管长度为95mm(供参考),组装完成的音箱如图11所示. 试听 本音箱试听时所用的声源是万利达DVP一600DVD播放 机,担任音频放大的是笔者用LM3886功放集成电路加电子 总第555期?MMk~VV.radio.oom.cn 管前级的自制功放.用惠威的音箱试音碟进行试听,通过 反复聆听,觉得整个频段比较平衡,连贯,速度感和控制 力令人满意,输出功率强劲,这要得益于具有美国西部牛 仔风格的T152S扬声器;高音清晰,极具穿透力,这归 功于颇具东方少女神韵的RT1L高音单元.尤其是对人声 的演绎可谓淋漓尽致:蔡琴的"渡口"和"张三的歌",她 那淳厚,沉稳略带伤感的女中音,就仿佛由不远处飘来阵 阵低回委婉,温柔含蓄的倾诉,久久萦绕耳边.八只眼的 "达坂城姑娘"的无伴奏四重唱,他们用人声演唱衬词来 伴奏,时合时分,默契配合,把男声重唱最本质的阳刚之 美,和声之美展现出来,人声显现得极为逼真,换气声, 唇齿声,喉底声,声声入耳,每个人演唱的位置清晰可辨, 结像准确,就如四个人站在面前演唱一样真切.京剧女声"红 灯记",歌声高亢亮丽,不毛不刺,久听不厌.敲击乐清脆 的铃声.沁人,bN.当播放"炎黄第一鼓",鼓声坚实有力. 但震撼力不足,打个比方,用1O英寸音箱来听,敲的是大 鼓,而用5英寸音箱来听,敲的却似小鼓,这也是意料中的 事,这正是小音箱普遍存在不足之处.然而,小有小的好处: 音箱小,箱体谐振就少些;扬声器口径小,更接近"点音源", 对表现音场更为有利;扬声器小,振膜就小,由于振膜本身 分割振动所引起的失真就小,这样更有利于提高分析力,所 以不十分追求低频量感,而着重追求低频质感的我,听起来 会更"爽",这不正是卧室环境所追求的D-57虽不算十分完 美,但毕竟整个花费还不超过1500元.DIY过程不仅乐趣 无穷,而且结果也让自己满意,何乐而不为呢? 后记 本音箱组装完工了,但总觉得低音的清晰度不够理想, 我想大概是与中,低音单元的谐振频率(装箱后)处于83Hz 左右,分频器未加低频端的阻抗补偿网络有一定的关系.笔 者准备对中,低音单元低频端的阻抗进行补偿,希望能对低 音有所裨益. 图11音箱组装完工后的照片 无线电2008年12月13