我們談一談音箱設(shè)計。
談到音箱設(shè)計，大家馬上就會浮現(xiàn)出一大堆音箱設(shè)計的理論，例如常見的音箱類型：障板、倒相式音箱、傳輸線式、密閉式...以及喇叭T/S參數(shù)測量，計算，設(shè)定尺寸，加工制作，分頻器，調(diào)試，試聽...如此種種。在此不想贅述。感興趣的同學(xué)可以自行查閱相關(guān)資料。在這里，僅想就一些要點做簡單闡述。
一、低音揚聲器的尺寸和揚聲器選擇
這個問題看似簡單，實則內(nèi)有玄機(jī)。揚聲器選擇失誤，一個好的設(shè)計就會功虧一潰，任憑如何用心也不能達(dá)到理想的效果。這里面，常見的誤區(qū)有：
1、迷信小尺寸的揚聲器也能發(fā)出震撼的低音。現(xiàn)在很多廠家都在吹噓自己的小口徑的揚聲器能夠發(fā)出多么多么震撼的低音，低音效果能夠力壓某某大尺寸的揚聲器。還真有一幫兄弟深信不疑，前赴后繼的跳進(jìn)去。那么就讓老虎從理論上來闡述這種宣傳有多荒謬吧...
揚聲器技術(shù)中把音盆的有效投影面積Sd與Xmax（最大線性位移Xmax是指揚聲器單元工作時錐盆單向位移的限度，單位是MM。當(dāng)揚聲器錐盆的單向振幅超過這個限度時，切割磁場的音圈匝數(shù)減小，導(dǎo)致音圈的驅(qū)動力下降，揚聲器的輸出聲壓進(jìn)入非線性狀態(tài)，失真明顯增大）的乘積用Vd表示（見前述T/S參數(shù)中的大動態(tài)參數(shù)），在同等的Xmax情況下口徑大（Sd大）的揚聲器Vd也大！這個Vd就是揚聲器單元排開空氣的體積，隨著頻率范圍下限向低頻延伸，同等的SPLmax條件下,需要的Vd將會迅速上升，需排開更大體積的空氣才能達(dá)到所需的SPLmax。揚聲器在相同工作條件下，音盆頻率越低，所需排開空氣的體積越大。信號頻率越低，揚聲器更需較高的SPLmax 才能滿足聽覺上的動態(tài)感。
接下來，我們以6.5寸和5.5寸為例，簡述此問題。6.5寸喇叭的Sd是5.5寸的1.4倍，這意味著要得到同樣的低頻下限重放，5.5寸的揚聲器Xmax也要是6.5寸揚聲器的1.4倍。這意味著磁路的線性范圍也要增加為6.5寸的1.4倍。振幅加大也意味著失真的急劇增加，可以參考前面的0.5W和2W的THD對比曲線...
僅僅如此還不夠， 5.5寸揚聲器的F0也要和6.5寸F0相當(dāng)才可以（口徑越大，諧振頻率越低）。這就意味著5.5寸的揚聲器必須在加大振膜的順性和增加振動系統(tǒng)質(zhì)量上下功夫，如此帶來的后果就是揚聲器靈敏度降低和失真加大...
以上兩點疊加，你還相信5.5寸的喇叭會有比6.5寸喇叭更好的低音重放效果么？能做到相同就太不容易了，對吧？當(dāng)然，我們不排除一個非常非常優(yōu)秀的5.5寸的設(shè)計，不惜工本的采用了長沖程的音圈和大磁路，采用了頂級材料和設(shè)計的振膜來彌補F0和THD的惡化，又采用了大體積的磁鋼彌補靈敏度的損失...然后效果超越了某一款6.5寸的入門級產(chǎn)品的可能。但顯然這并不是一個性價比高的，理性的選擇。當(dāng)然，如果你非要用一款低音5.5寸揚聲器和一個6.5寸中低音揚聲器去比較低音，那我也沒辦法:(。換個角度思考，同樣的設(shè)計，如果用在6.5寸揚聲器上，那效果又如何呢？在低頻重放是我們的目標(biāo)的時候，在選擇揚聲器時，口徑能大還是大一些的好，這樣選擇范圍可以寬很多。
二、關(guān)于揚聲器T/S參數(shù)
這個問題貌似是只要做音箱的人都會關(guān)注的問題。但實際上經(jīng)常會由于理解不到位，導(dǎo)致做出來的成品和心中所想差距甚遠(yuǎn)。在前面，T/S參數(shù)這一節(jié)也舉過例子簡述了老虎的設(shè)計理念。這里仍然需要總結(jié)如下：
1、關(guān)注Sd和F0，它們決定了揚聲器的低頻重放能力，也是音箱設(shè)計的重點。
2、要關(guān)注揚聲器的速度感。速度感是一個揚聲器是否能滿足最基本的聽音需求的重要指標(biāo)。需要重點關(guān)注Qms。Qms過低的揚聲器，無論在任何場合，采用任何聲學(xué)結(jié)構(gòu)配合，都不能出好聲音�？趶皆酱蟮膿P聲器越會有這樣的風(fēng)險。
3、考慮揚聲器速度感、阻尼和箱體的匹配。無限大障板由于后方是接近開放的空間，沒有額外的空氣阻尼施加給揚聲器，此時揚聲器處在自由振動狀態(tài)。如果希望獲得平直的低頻響應(yīng)和良好的速度感，對揚聲器的T/S 參數(shù)的要求就非常嚴(yán)苛了。在障板應(yīng)用的場合，為了獲得平直的低頻響應(yīng)，Qts應(yīng)該取值在0.707附近，而與此同時，為了獲得良好的速度感，Qms也需要維持恰當(dāng)?shù)臄?shù)值，不能過低...換句話講，對于一個口徑基本確定，用于障板聽音的揚聲器而言，取得音效最佳狀態(tài)的揚聲器T/S參數(shù)的取值范圍是很窄的。如果是密閉音箱，由于有箱體容積的空氣作為阻尼，對閉箱揚聲器的要求和障板揚聲器就完全不同了。閉箱揚聲器的F0應(yīng)該盡量低一些，而振膜應(yīng)該工作在“欠阻尼”的狀態(tài)。只有這樣，在裝入箱體后，整體的F0和阻尼才能回到我們要求的范圍內(nèi)。
在實踐中，我們經(jīng)常可以聽到一些音箱產(chǎn)品，聲音渾濁，粘，這就是典型的速度感不足的揚聲器的代表聲音。如果遇到此類揚聲器，千萬不要幻想能夠通過腔體設(shè)計來優(yōu)化改善聲音，直接放棄才是王道。一些大口徑的揚聲器，如果振膜比較厚重，但磁鐵很小的話，往往非常容易犯這個毛病，這又一次論證了驅(qū)動不足帶來的危害，也證明了揚聲器的減少磁間隙的追求不是空穴來風(fēng)（靠忽悠生活的山寨小廠除外）。另一種聲音取向是低頻發(fā)緊，發(fā)悶，這是典型的揚聲器過阻尼的聲音，此時，如果是密閉箱，可以嘗試加大腔體容積來改善。如果低頻過于松，甚至有些拖泥帶水，往往是揚聲器欠阻尼，此時如果是密閉箱，可以嘗試減少腔體容積來改善。
三、關(guān)于頻響曲線
提到這個問題，很多人都會覺得，盡可能平直就可以了唄。從設(shè)計角度看這話說的沒錯。然而實際上，許多大廠的做法確不一定是這樣的。
1、關(guān)于低頻。幾乎所有的音箱制作教課書都是按照低頻段響應(yīng)平直來設(shè)計和調(diào)試。然而我們在關(guān)注低頻段頻率響應(yīng)的同時，也需要重點關(guān)注一下低頻段的THD。特別是正常聽音功率時的THD。因為太多太多情況下，低頻段的THD會“慘不忍睹”，這也是除了速度和阻尼之外，低頻段聲音惡化的另一個重要原因。改善低頻段THD的方法有：改善揚聲器振膜、增加揚聲器驅(qū)動、增大揚聲器Xmax和線性范圍、采用“帶阻尼”的腔體結(jié)構(gòu)（如密閉箱體）...
2、關(guān)于中高頻。中高頻段需要特別留意頻響曲線上的小的峰和谷。這種峰和谷，往往同THD的增加，相位曲線的峰谷聯(lián)系在一起，形成“聲染色”的現(xiàn)象。這一般是要杜絕的。改善方法是通過振膜優(yōu)化設(shè)計來改善。中頻處有一個較大的谷點，是和揚聲器的口徑和懸邊相關(guān)的，被稱為“中頻谷”，這個谷點較難優(yōu)化掉，可以暫時保留。
3、關(guān)于分頻點。分頻點的選擇可以按照單元特性和個人經(jīng)驗來確定。但需要注意的是，不要一味的按照教科書上的公式來計算和設(shè)計分頻器。以2分頻音箱的二階分頻器為例，分頻點往往取在2-4K之間為多。而這個頻段，是人耳聽覺最為敏感的頻段，也是最容易感受到聲音嘈雜不動聽的頻段。按照二階分頻公式來計算設(shè)計分頻器，會導(dǎo)致這個頻段頻響特性上有“凸起”，聲音嘈雜刺耳。往往將低頻分頻點向低頻方向移動，同時將高頻分頻點向高頻移動，會減輕這樣的感受。有時，甚至在這個頻段略微有些凹陷，聲音也不會覺得難聽，反而會比較悅耳。
4、關(guān)于相位。相位和頻響特性是可以互相轉(zhuǎn)換的，分頻點處的高音和低音單元的相位，是需要對齊的。此時頻響曲線最為平滑，而且聽感上，高低頻銜接更為順暢。
四、關(guān)于音箱和放大器的匹配
這個問題也困擾過很多人。在此，簡單論述如下：
1、功率和阻抗。這個問題看似淺顯易懂，實則很多燒友經(jīng)常在這個問題上犯錯誤。常見的錯誤有：
小功率放大器推高阻音箱。所謂小功率放大器，顧名思義，功率輸出低。這意味著其輸出電壓的能力比較差。揚聲器的阻抗其實只是阻抗曲線中的一個低點。整條阻抗曲線，很多頻率下的阻抗是較高的。如果要做到全頻無失真，功率放大器的儲備功率就不能太低，否則會引發(fā)失真。
低電流輸出能力的放大器驅(qū)動低阻音箱。所謂低電流輸出能力，是指功率放大器的輸出端，在大電流輸出時，由于末級功率管驅(qū)動不足或電流輸出能力不足，導(dǎo)致的內(nèi)阻升高的現(xiàn)象。此時，放大器和揚聲器失真均嚴(yán)重增加，聲音急劇惡化。
2、易推和難推。接上述論述，往往有音箱采用的揚聲器單元，為了降低失真，采用了低靈敏度設(shè)計，同時Qms較低處于臨界位置。這樣的音箱，在推動時，往往需要更加注意放大器的功率和電流輸出能力。一旦功率和電流輸出能力二者有其一存在短板，都會導(dǎo)致聲音不同程度的惡化。常見的表現(xiàn)是聲音缺乏鮮活感。觀察一個放大器是否適合推動音箱，只需要關(guān)注該放大器的兩個指標(biāo)即可：第一個指標(biāo)是輸出功率，要有足夠的功率儲備。第二個指標(biāo)是驅(qū)動低阻抗負(fù)載的能力和內(nèi)阻，8歐100W的放大器，在2歐負(fù)載時能否輸出400W功率?如果能做到這一點，這個功放可謂“百搭型”的。否則就會受到制約。
3、速度和阻尼。好的速度感往往能營造出一個“鮮活”的聲場，良好的阻尼能使得聲音收放自如。給人整體的感覺真實而又舒服。 |
