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HiFime-音响DIY

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[经验交流] 简易音箱阻抗测试线制作

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该用户从未签到

发表于 2013-10-3 20:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 牧野 于 2013-10-3 21:32 编辑

音箱难于diy,主要在于调测困难,一个是倒相管和箱体,一个是分频器。
音箱的低音,主要取决于箱体和倒相管调整。所以先简单介绍一下如何调整倒相管。

好多爱好者费了很大的劲调不好,主要是缺少测试仪器,正规的仪器很贵,我们买不起,我们可以制作简答的代用品,虽然不能定量测试,但是定性调整还是可以的,更重要的有了这些测试仪器,才可能真正的学习很多知识,做出满意效果的音箱来。
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该用户从未签到

 楼主| 发表于 2013-10-3 21:15 | 显示全部楼层
本帖最后由 牧野 于 2013-10-3 21:36 编辑

材料:
3.5mm的双头音频想一根,要立体声的,质量好点的。2k到10k电阻2个,4到8欧电阻一个,鳄鱼夹两只,导线2米。
接线图在另一台电脑,改天上图,先发软件
http://pan.baidu.com/s/1d0fQ8
没有毒,我天天用
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 楼主| 发表于 2013-10-3 21:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 牧野 于 2013-10-3 21:47 编辑

找到接线图,红色框内用功放代替,简单吧?
http://bbs.hifidiy.net/forum.php?mod=viewthread&tid=804482&extra=
这个也可以
接线图.jpg
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该用户从未签到

 楼主| 发表于 2013-10-3 21:47 | 显示全部楼层
本帖最后由 牧野 于 2013-10-3 21:50 编辑

软件安装后,要按照说明来调整和注册。
校准声卡.jpg
阻抗测试.jpg
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签到天数: 603 天

发表于 2013-10-3 21:51 | 显示全部楼层
自从花费大量时间精力和金钱,在20年前做失败了一对箱子以后,再也没有D过箱子,呵呵!!!
我现在只相信原厂箱了,呵呵!!!人家有那么专业的设备和条件,进过这么多设计、测试、修正才出来的箱子难道会比我们一个人业余条件下做出来的差么???呵呵!!!
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该用户从未签到

 楼主| 发表于 2013-10-3 21:54 | 显示全部楼层
转帖转贴-希望对你有帮助。

关于音箱倒相管的一点认识;
大家都是音响爱好者,倒相箱可以说是目前市场占有率最大的箱体了,这种箱子结构简单,声学指标不错,易于加工,所以很受厂家的欢迎。但对于倒相箱的原理,很多初级爱好者可能还是一头雾水,包括我在内,如果不能很好的理解倒相管的原理,那么就很难设计好倒相箱,因为看似简单的这种箱子,其实是很难设计的。
废话不多说了,现在进入正题。因为只是帮助大家了解原理,所以本文只做原理的分析,不做量化的计算
在开始之前,我现给大家讲一种现象。就是如果你手拿一个注射器,医院打针的那种,那么你就会发现一种现象,针头开孔大的那种,你在打针的时候,手很容易就能够把液体推出去。如果开口和针管一样粗,那么是最容易的,开口越小,哪么推起来就越费力。这一点是直观可以体会的。我要说的是,扬声器在倒相箱里的情况,和你打针是类似的,只不过打针是液体,压缩率小,而箱体中是空气,压缩率高。
那么我们来分析扬声器在箱体中的情况。可以说当扬声器振膜向后移动的时候,(向后指的是向箱内)我们知道,箱内的空气被压缩,试想,这时速度是很快的,箱内空气的压缩,是扬声器背面的先被压缩,然后再向其他地方传导。这就会产生一个问题,扬声器带来的空气压缩,在箱体内导致了箱内空气压强的不均衡,而我们知道倒相箱的空气泄放,只有倒相孔这条通路,因为我们就可以得知,压强的传导是向倒相孔附近传递的,而且箱内在这一时刻,是扬声器附近压强高,倒相孔压强低,空气向倒相孔移动。要命的问题来了,在扬声器向后位移到最大的时候,这个不听话的家伙,又向前移动了。而空气向倒相孔传导是有惯性的,实际上地球上任何运动的物体都有惯性,也就是说,空气在扬声器向前运动的时候,他还是继续在向导相孔移动,这就产生了一个问题,扬声器此刻背后的空气的压强又突然变小,产生了一个把空气拉回来的拉力。然后这个可怜的空气没办法,当惯性不足以抵抗拉力的时候,他又被从倒相孔往回拉。周而复始,一次次的折腾。这里面最重要的问题是,我们可以看到,扬声器的运动总是快于空气的运动,也就是说空气的运动总是滞后于扬声器的运动。说到这里我们先打住,你只要理解了空气运动滞后于扬声器的运动就可以了。
再来说一下声波,物理我们大家都学过。声波在在空气中的传播有一个重要的理论就是,如果两个声波,在空气中叠加,如果相位一致,那么会使得波峰和波峰叠加,那么振幅会使叠加后的振幅,如果相位相差180度,那么会导致波峰和波谷叠加,会抵消,甚至为0。了解了这个原理,我们来看扬声器。为什么裸露在空气中自由震动的扬声器,不会感觉到低音,那就是因为,扬声器前面震动的声波的相位正好和背面震动声波的相位相反,那么,相互抵消了,所以感觉不到声音。
了解了这个,我们就知道了原来,箱体内扬声器震动的声波的相位是和振膜正面震动的声波的相位是反的,那么我们倒相管的任务就来了,它需要把这个相位扭转过来。刚才我们知道,由于箱体内空气压强的不均衡,导致了空气的移动,空气的移动有惯性,这个惯性导致了空气的移动总是滞后于扬声器的移动,现在我们把焦点转向倒相孔这个地方,当扬声器向后震动时,倒相孔的空气是排出的,按理说应该是这样,我们想象的也是这样,但关键事实不是这样。当扬声器振膜向后移动,附近空气先被压缩,然后向导向管传递,这个传递需要时间,你上街买包烟也需要时间呀,当压强传递到到相管时,已经滞后了扬声器的,这时可能扬声器振膜已经开始向前移动了,又在扬声器背面导致了一个负压,这个负压又要把空气向回吸,这时倒相管的压强大于扬声器背面,空气又往回走,又需要一定的时间才能回来,而那时扬声器可能已经又反向移动了,这样就导致了一个现象,就是总有一定频率的声波,他的延迟时间刚好是扬声器向外运动时,倒相孔哪个部位的压强最大,所以倒相孔也是向外辐射声波,扬声器向里移动时,倒相孔附近压强最小,倒相孔由外向箱内吸汽,这是一个有趣的现象,你会发现,这时候倒相孔的空气运动方向和扬声器是完全一致的,也就是倒相孔把箱内扬声器背面辐射的声波相位到了个各,成为了第二个低音扬声器,声波相位相同,相互叠加,振幅增大。但要注意的是,只有一定频率的声波是这样的,这个频率以上、以下的频率相位都会不是180度,因此叠加的效果不同。
说到这里,我们总结一下。
1、        由于扬声器震动导致的压强差,造成了声波向唯一的泄放孔——倒相管移动。
2、        可怜的空气是有惯性的,它开跑了,想让他收住往回跑是需要时间的,因此,箱内空气的运动与扬声器的运动有明显的滞后。
3、        总有一个频率的声波他的滞后时间刚好能够达到扬声器振膜反向振幅最大了,但是空气才刚刚在倒相孔附近达到压强最大或最小。
4、        于是倒相孔就将声波反向了。
原理就是这样了,那么,倒相孔参数对功能有什么影响呢。这个问题,实在是很复杂,涉及到多个学科。我也不是很明白,只是粗略的分析一下吧。
我们知道,在制作倒相箱时,倒相孔面积和长度是重要的设计指标。倒相孔面积大,要求长度要越长。反之亦然。为什么会是这样呢?
我们分析,如果音箱是不密闭的,我们知道,箱内不均衡的压强,很快会泄放,也就是很快被传递到外面,反之,也会很快吸进音箱,这就是说,空气泄放快,惯性小,滞后时间短,时间短意味着频率高。随着开孔变小,箱内的压强被“聚集”,形成了憋着的气流垫,能量要从小孔泄放,就会慢一些,而扬声器反向拉力要抵消这个气垫的能量,时间会长些,也就是滞后的时间就长,时间长,对应着频率就低,这就是如果开口越大(先不考虑倒相管长度),那么反相的频率点越高,反之亦然。
倒相孔的长度与截面积两个的乘积,决定了倒相系统有一定的体积,一定的体积内的空气就有一定的质量。而箱内的空气需要泄放,必须要推动这部分质量的空气,这就让我们能够理解另外一个概念。我们可以理解,当倒相孔大的时候(为了避免倒相孔面积太小而造成气流声),泄放的速度太快,为了减慢泄放,我们是不是要增大倒相系统的空气质量,从而增大箱内空气的推动阻力,才能减慢泄放,延长箱内空气的滞后时间,降低谐振频率,因此,我们必须将倒相孔长度做长一些,就能够达到与小面积倒相孔相同的谐振频率。这就是倒相孔面积越小,长度越短,面积越大,长度越长的道理。我们可以这样理解,扬声器是个动力源,产生的压缩空气要泄放,泄放的速度快慢,决定了系统的滞后时间和谐振频率。倒相孔是个负载,为压缩空气体提供一定的阻尼或者说是负载,这个阻尼的大小,决定于开孔的面积和孔深(长度),孔越小,阻尼大,泄放慢,箱内空气滞后时间长,谐振频率越低,反之亦然。另外,倒相孔的构造决定了它是一个共振腔,共振腔内有一定质量的空气,共振腔的频率是可以通过声学的知识,定量计算出来的。
现在我们总结:
1、        扬声器和箱体和倒相孔构成了一个系统,这个系统扬声器是动力源。
2、        箱体中产生不均衡压强,这个压强要传导和泄放要通过倒相孔
3、        倒相孔系统其实是扬声器动力源的负载系统,它能够提供箱体不均衡压强的泄放阻尼,调整这个阻尼的大小,可以改变压缩空气垫的泄放速度,通过改变泄放速度,可以调整箱内空气的180度相位滞后时间,对应的是谐振频率点。
4、        因此,既然箱体已经定了,扬声器已经定了,倒相箱设计的重点在于改变泄放阻尼的大小,来控制对应的谐振频率。定性来说就是,面积小,长度小,面积大,长度大。
为什么倒相系统的谐振频率要与扬声器谐振频率相同。这个很好理解,是由扬声器的特性决定的。扬声器在谐振频率附近的振幅最大,而倒相系统刚刚说过,在谐振频率的地方,如果扬声器是向外运动,那么倒相孔的气流也是向外运动,那么我们来看,扬声器向外运动,它的背后是负压,把气流向扬声器拉,倒相孔气流也向外运动,它的背后也是负压,把气流向倒相孔拉,这两个气流产生的力,使相互制约和抵抗的。所以说,在谐振频率处,倒相孔的压强与扬声器的压强性质相同,但方向相反,可以有效的制约扬声器振幅的过分加大,从而改善谐振频率处的扬声器特性,使频率特性平坦,而且,倒相孔在谐振频率处与扬声器同相叠加增大,从而可以提高谐振频率处的声压,拓展低频特性。我们还可以知道,在谐振频率以下或者以上,扬声器振幅快速下降,但是倒相孔系统虽然这些频率的相位不是同相,但也至少是叠加增大的,因此谐振频率附近的频率点,也可以增强声压,尤其是谐振频率以下,可以说是拓展了低频特性。
再说说箱体,箱体的容积大家都知道是音箱的一个重要指标。我们来分析,箱体是产生不均衡压强的场所,扬声器产生压缩动力后,这个压强的大小,与箱体有直接的关系,从道理上讲(实际不是这样,还要看扬声器参数等等),箱体越小,产生的压强越大,气垫的能量越大,那么配合一定的倒相孔阻尼后,可以产生更低的谐振频率。而相同的条件,如果箱体越大,那么压强越小,气垫能量小,在相同的导向系统下,谐振频率越高。这就是一个小扬声器,如果配备了很大的箱子,那么低音不会好的原因。具体的设计不能仅仅凭这一点,要综合很多因素,特别是扬声器的参数等等。
总之,倒相箱决不是有些人认为的通过音箱后板的反射来改变相位的,它是一个复杂的不均衡压强气垫传导延时系统,有独特的声学特性,这也是倒相箱倒相孔开孔并不一定在前面板的道理,这里的分析还很肤浅,请各位大虾批评指
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 楼主| 发表于 2013-10-3 21:57 | 显示全部楼层
wood 发表于 2013-10-3 21:51
自从花费大量时间精力和金钱,在20年前做失败了一对箱子以后,再也没有D过箱子,呵呵!!!
我现在只相 ...

赞同你的观点,大厂的箱子,比喻湖山,惠威等我测试几个都是符合标准的。业务条件下diy音箱成功几率很小
但是一些山寨的,只是抄了样子,可以说没有调整。
一般不赞同自己diy音箱。
整理这个只是出生牛犊们参考
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该用户从未签到

 楼主| 发表于 2013-10-3 22:02 | 显示全部楼层
几点经验,也是搜的:
1,箱体体积,倒相箱子一般取0,8左右的喇叭等效体积,比喻邓小体积35升的喇叭,箱体可以做30升。
2,倒相管直径,可以取喇叭直径的3分之一。一般6寸取6cm,8寸取7cm,5寸取5cm。长度一般在8到15cm之间。
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 楼主| 发表于 2013-10-3 22:07 | 显示全部楼层
本帖最后由 牧野 于 2013-10-3 22:08 编辑

举个例子简单说明调整方法,原理自己百度吧。

6.5寸喇叭箱体阻抗.jpg

首先是双峰,表示有救。前锋低,箱体偏大。调整方法:1,减小箱内体积,可以加木块,沙子等等,2.调整倒相管。一般缩短或者增加直径。
峰不园润,是漏气或者吸音材料不合适所致。
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 楼主| 发表于 2013-10-5 22:04 | 显示全部楼层
下面一段时摘自别人写的



论阻抗双峰
调试倒相箱低频特性,最重要的就是倒相管与低音单元及箱容积三者配合问题,其次才是分频器吸音棉等的问题。在箱体已经定型的情况下,一般先改倒相管的规格,如果仍然不行,再改单元,直至调试到最佳状态。
如何判断三者配合是否良好,以什么为标准呢,目前并没有一个统一的标准,所以长期以来大家各说各有理。归纳起来有如下论点:
一 以阻抗双峰基本等高为标准
二 以频响曲线调平为准
三 以实际听音为准
对这个问题的再讨论,本来不想再说了,因为这正是笔者多年实践总结出来的宝贵经验之一,也是笔者吃饭的秘籍之一,但看到在这个专业的网站上,许多的专业人士,对这个问题也模糊不清,我国还是一个世界音响的产业中心,心中很不是滋味,因此愿无保留的把自己的心得奉献给大家。
下面我们来分别分析
一 以阻抗双峰基本等高为准
扬声器失真最大的频段在那里? 答案应该是肯定的,也是唯一的,就是FO处。此段不但失真大,承载功率也是最小的。在振动体的谐振频率处,较小的电功率就会激发振动体产生极大的共振,共振不但使其很容易超出线性冲程,产生失真,还导致自感剧增,反映在阻抗曲线上就是高阻抗峰。闭箱虽然对此问题有所抑制,但是作用有限,而且装入闭箱后FO还会上移。倒相箱的出现,改变了闭箱的不足,倒相箱的特点就是:谐振频段失真减小,功率倍增,低频向下扩展,电声转换效率提高。可以说,倒相箱的出现,是音箱史上的最伟大发明。
倒相箱的一系列优点是如何实现的呢?
倒相管的作用,是配合箱体组成一个具有固定低频谐振频率的谐振腔,并将谐振频率调整在与装箱后的低音单元同频率处,反映在阻抗曲线上,就是双峰等高(批量生产时,由于零部件的离散性,不能保证每只箱都为全等高,但基本都是接近等高的,相差不会太大,可以认为是等高的)。当扬声器发出的声波中含有谐振频段的信号时,引发谐振腔内空气谐振(即亥姆霍兹共振),管口辐射出共振声波,因此提高了此频段的声压输出,从而改善了低频特性。
当产生亥姆霍兹共振时,倒相管与振膜之间就象有一只看不见的空气弹簧,同时压缩或扩张,倒相管与振膜同时向内或向外辐射声波,两者是同步的,只有两者同步,才能称得上是共振,因此倒相箱瞬态特性不如闭箱一说是没有依据的。产生此说的根源是低频没有调好导致低频无力而产生的误解。当产生亥姆霍兹共振时,箱内谐振波对振膜产生极大的负荷,迫使低音振膜振幅剧减。正是剧减的振幅,改善了低频失真,同时可以增加更大的承载功率,此时电声转换效率也是最高的,倒相管处的辐射声压远远大于低音单元正面辐射声压。
如果我们调偏箱腔的谐振频率 ,也就是说让双峰有意不等高而拉开一段高度差。在较高峰的频点处。扬声器的振幅仍然没有得到有效抑制,峰越高,说明振幅越大,正是因为较大的振幅才产生较大的自感,造成阻抗峰变高,在这种状态下,低失真大功率高效率的优点就没有得到充分发挥。所以要将阻抗峰调整到双峰基本等高,且双峰阻抗值越低越好。只有调到基本等高状,阻抗峰才能降到最小,小的阻抗峰是我们追求的目标,小的阻抗峰,标志着自感电势得到有效控制,标志着振幅得到有效控制,标志着可以承载更大功率,标志着更高的电声转换效率。
为什么低频能向下扩展呢?还是因为箱腔谐振既亥姆霍兹共振对低音单元振幅的压抑,迫使其由原来的单阻抗峰变成了双峰,拓宽了扬声器低频下限(而闭箱空气弹簧的作用,会使阻抗峰上移)。
二 以频响曲线调平为准
国标部标都是参考国外标准而制定,均未提阻抗双峰问题。对阻抗曲线只提出在额定频率范围内,阻抗模值的最低值不应小于额定阻抗的80%。这一标准的提出,目的是保证功放电路正常工作,因为过低的阻抗,对功放索取电流太大,造成功放各项指标恶化,长时间工作甚至会因过热而损毁(某些特别设计的高档功放除外)。因此对最低阻抗提出了具体标准,同时对频响曲线确也提出了具体要求,而对阻抗双峰只字未提,由此造成部分误解,认为调音只要保证频响曲线在标准之内就可。没有必要考虑倒相箱双峰是否等高。
频响曲线符合标准,是否低频特性就一定好呢,两者之间有没有必然的关系,GB/T 7313-1987 对频率响应的要求:在50-12500Hz频率范围内,频率响应曲线的不均匀度为+4db 和 -8db ,超过50-12500Hz仍可用此标准。由此标准我们可以肯定,低频特性未调好的音箱,也很容易达到国家标准,所以说两者之间没有必然的关系。所以单凭频响曲线是无法精确判定低频特性是否调到最佳状态的,只能凭经验大概估计。而且最低频段,精确测定频响也是困难的,即使在一般消音室内也难以精确测量,除非是特别巨大的消音室。虽然可用近场测试,但还需人工计算,也很麻烦。既然阻抗双峰能够精确反映低频特性,而且测试阻抗曲线又快捷方便,为什么不把它作为调试低频特性的有效手段呢。有人可能会问,既然如此,为什么国标不作要求呢?因为人们对事物的认识有一个过程,对倒相箱的工作原理,包括最权威的电声词典,都没有解释清楚,它所解释的实际上是现象而不是原理。没有理解倒相箱的工作原理,很难理解为什么一定要将双峰调平,其实很多人很早就知道双峰等高时低频较好,有不少书籍和文章都说双峰要调试到等高状,但是对为什么要调试到等高状,没有给出具体的解释,这就直接影响到这一观念的权威性。
三 以实际听音为准 早期的发烧友,都是用耳朵听音来调试音箱的,因为缺乏测试仪器,所以一款音箱的调音,往往需反反复复,历时十天半月是常事,几个月也不是笑话。而一些专业人士,到目前未知,仍停留在靠耳朵调音的基础上,说明他们还没有完全理解倒相箱的工作原理,未理解双峰等高的实际意义,等高或不等高时两者有何本质的变化。不排除靠听音能调试好音箱,但这需要耗费大量的时间和精力,且不能保证音箱一定调试在最佳状态。因为他们没有具体的可量化的数据。全凭感觉和经验,误差会很大。
通过上面的分析,可以基本判定,倒相箱的低频调试,观察阻抗双峰是否等高,是最简便的调试方式,单级倒相箱如此,二级倒相箱同样如此,三峰等高,才能保证阻抗峰值降到最低,才能保证低音单元振动冲程最小,才能保证更大的承载功率和较小的失真,才能保证更高的电声转换效率。
关于双峰等高时,有人反映不能保证低音一定好听,这种情况是有的,但造成这一现象的根源不是阻抗双峰等高而引起的,是其它因素所造成,例如单元自身特性不佳,箱容积过小等因素。



由此可见 双峰必然需要等高
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