LspCAD设计倒相式音箱.doc

LspCAD设计倒相式音箱倒相式音箱是开口箱的一种。倒相管与箱内空腔共同构成“亥姆霍兹共振腔”，会在其共振频率上产生逆共振。所谓“逆”指的是相位倒转，逆共振使低音单元背向辐射声的相位被倒转过来，与单元前向辐射声同向，两者叠加使声辐射效率提高约3dB（一倍）。从上面理论可知，倒相管与箱体构成共振腔，与倒相管装在什么方向并无关系，不要以为装在前面是倒相，装在后面，声音直接出去了，不是倒相。倒相管装在底面或后面可以借助地板、墙壁、加强低音反射，摆位得当，可增加低音效果。我喜欢装后面，尤其是小音箱。位置摆得好，箱子好像已经消失，坛上有人经常提到耳机，这时耳机就相形见拙了。另外，只要改变倒相管的几何尺寸就可以调准fb（箱体的共振频率）。fb比低频截止频率fc低（fc相当于相同容积密闭箱的共振频率fc），叠加的结果使低端频响被展宽了。fb调整正确，理想情况下其低频可展宽至密闭箱的0.7倍。大家知道倒相式音箱阻抗特性曲线为双驼峰，频率较高的那个峰对应的频率即闭箱的共振频率fc，而双峰之间的谷对应的即倒相管的调谐频率fb，很明显fb比fc频率低。当箱体容积越大时，双峰靠得近。反之容积小，双峰离得远。当倒相管口径小时，高频峰高。当倒相管口径大时则低频峰高。当倒相管口径适当，且长度调至最佳时，两阻抗峰高度相同，这时低频响应最好，低频延伸与响应平坦度可以兼顾。当然，倒相式音箱也有不足之处，由于借助管道辐射加强低音，其瞬态响应不如密闭箱好，因为当信号停止后，倒相管要过（2050ms）才停止发声。当信号频率低于fb时，喇叭相当于工作在自由空间，锥盆振幅随频率降低而显著增大，不仅造成陡峭的衰减特性（密闭箱12dB/oct，倒相箱约24dB/oct），而且，可能使音圈位移超过线性位移区，非线性失真增大。不加控制，失真度甚至可达60%以上。此外，低频段若产生驻波，容易从倒相管泄露出来，破坏声音清晰度。为防止这一影响，箱内应放足量的吸音材料。倒相式音箱的低频响应通常是指低端3dB频率点f3与频响曲线平坦部分的不均匀度，低频响应好的音箱应具有f3低，不均匀度小的特点。不均匀度和f3值的高低有时是相互矛盾的，在不均匀度和f3无法兼顾时，首先考虑不均匀度，在可能的情况下，尽可能兼顾f3值。下面用JustMLS软件对5吋单元进行倒相箱计算。 打开JustMLS软件，在菜单栏内点：“文件”“新建”“音箱”“倒相式”。见下图：下载 (48.08 KB)2008-1-20 23:20跳出一个“查找范围”框，选择已存入的单元cb-5.unt。下载 (74.95 KB)2008-1-20 23:20按打开。又见菜单页面。在菜单栏内选“扬声器单元”“编辑/创建”。出现了存入单元的T/S参数。下载 (90.6 KB)2008-1-20 23:20关闭上面的T/S参数框，在菜单栏里选择“音箱/滤波器”“音箱”，左键单击它，出现一个“倒相式音箱”的小框。下载 (66.17 KB)2008-1-20 23:20同密闭箱计算时一样，把“一米间距半开放”，“阻抗”，“瞬态响应”“倒相式音箱”，四个框平铺在页面上。见下图：下载 (103.7 KB)2008-1-20 23:20首先看“倒相式音箱”框内，有容积、倒相管长度、口径、共振频率、Q1。Q1就是我们前面说的QL，它是音箱声泄漏损耗（即在箱体共振频率处漏气所产生的品质因素）值。我们知道，箱体都存在一定的QL值，不同的QL值往往会影响音箱的低频响应。当箱体损耗为零时，QL值无穷大；QL值越低，说明箱体漏气越严重，这时音箱的低频输出声压也就越小。箱体的制作工艺水平、密封程度和材料都在一定程度上影响箱体的QL值。一般情况下，QL=7是一个较典型的损耗值。上图中，我们把15改成7。同时把上面的“表格优化”打开。见下图：下载 (104.95 KB)2008-1-20 23:20跳出的带蓝色指示条的小框，右边就是可选的QL值，左边有几种选择：SBB4，（大箱体，长倒相管，fb低，瞬态好，要求单元Qts值低。）SC4，（容积与上相近，f3同上，fb不同，瞬态约比上面低一级，单元要求同上。）QB3，（有与上面二种相同的f3，但所需箱体容积却最小，瞬态比上面二种差。）上面三种均为平坦期望响应。它们可谓各有千秋。三者低频响应很接近，衰减斜率约为（1821）dB/oct。瞬态响应则不同。可按需选择。C4，（较大的箱体，较低的f3。低频失真较大，瞬态不如平坦响应好。）BB4，（容积小，f3较高。其低频端有一个约3dB的峰，有点像密闭箱Qtc大于1时的情况，听感上低音很足，但瞬态响应差。）SQB3，它有很大的箱体和很低的f3，可使用更高Qts值的单元。）以上三种不平坦响应通常采用了高Qts的低音单元，虽说有比平坦响应更低的f3，但瞬态响应和频率特性劣化。这对系统的保真度有一定的影响，因而使用场合受到限制。下面是三种平坦响应的曲线：SBB4：下载 (109.43 KB)2008-1-20 23:20QB3：下载 (108.12 KB)2008-1-20 23:20SC4：下载 (106.01 KB)2008-1-20 23:20如果选SBB4，箱体4.8升，实际尺寸应增加（1020）则为5.76升，原倒相管很长，适当减小倒相管口径为35mm，长度为140mm。选H、D、W比例为1.6、1.2、1。a=5760/