2024年4月27日发(作者:奈高歌)
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(20~50ms)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:
跳出一个“查找范围”框,选择已存入的单元。
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。
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。
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:
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:
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(18~21)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:
QB3:
SC4:
如果选SBB4,箱体4.8升,实际尺寸应增加(10~20%)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=5760/1.6*1.2*1开立方=14.423cm
H=23.2cm, D=17.4cm, W=14.5cm。 实际为净容积5.8升。
下图为输入上面参数的实际曲线。当然,你还可以选其他的参数模拟。也可以用
SpeakerWorkShop计算后对照来决定。
2024年4月27日发(作者:奈高歌)
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(20~50ms)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:
跳出一个“查找范围”框,选择已存入的单元。
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。
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。
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:
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:
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(18~21)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:
QB3:
SC4:
如果选SBB4,箱体4.8升,实际尺寸应增加(10~20%)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=5760/1.6*1.2*1开立方=14.423cm
H=23.2cm, D=17.4cm, W=14.5cm。 实际为净容积5.8升。
下图为输入上面参数的实际曲线。当然,你还可以选其他的参数模拟。也可以用
SpeakerWorkShop计算后对照来决定。