开工前,在这里发过一个帖子,得到了大家的一些帮助。现在把主要过程整理出来,希望也能给同好者一些经验和教训。希望大家多多支持
开始发烧差不多是十年前的事,那时刚刚开始工作,没什么钱可以发烧,一直听的是一对小旋风。也曾经帮朋友用惠威单元做过一对迷宫箱,但那个箱子从图纸到箱体加工到分频器都是别人完成的,效果么,自己觉得也只是马马虎虎,与常听的小旋风比,低音自然强劲不少,整体音乐感却有一定差距。后来,忙于工作,烧也慢慢退了,觉得有音乐听就好,所以也没怎么折腾器材。这两年,换了个地方上班,自然也换了个房子,客厅里空空荡荡的,得往里头塞点什么,于是就又开始打起音响的主意来了。由于地方有点大,把家乡那对小旋风搬来有点不合适,想搞个大箱子。大箱子么,大家都知道,要不价格高得我们工薪族根本无法承受(连国产的金琅,写惠普唯真系列咱也承受不起,更不用说进口的),要不就是CAV之流或更烂点的货色。虽说近年来烧慢慢退了,但对器材还是不时地有所关注,加上那一点DIY的兴趣还保留了下来,特别是在这儿看到了论坛的测试套件(这是最重要最直接的原因)和大家的讨论,所以就想自己动手做一个。
先看看结果,外形与频响曲线,比最初的计划更理想!约40-20KHz±2dB(实测合成,使用时间窗,100Hz以上较可信),离喇叭约1米2,0轴。(后文有座位侧前方,离喇叭约1米5,离轴约20度的曲线,除了极高频,曲线更平直)

做好的箱子

整体频响约40-20KHz±2dB(实测合成,使用时间窗,100Hz以上较可信)
一、基本要求:
根据这些年对音乐和音箱的初步认识,很快的,就给这对音箱的基本要求定下了基调,那就是:低频响应延伸到30Hz以下(因为钢琴最低音是27.5Hz),频响尽可能的平滑,没有大的峰谷,灵敏度不太低,低音的质量应能较好一些。
二、单元选择:
根据上面的基本要求,这对箱子应是一个三分频的结构方能满足。考虑分频点应该分别在300Hz以下(人耳较不敏感)和3500Hz以上(超过人声频率上限),分频点跨度大于三个倍频程
。所以就考虑为10寸以上的低音+5寸左右的中音+绢膜高音。没有考虑球顶中音,是因为球顶中音的低频下限太高,不能满足上面的要求。
由于对惠威的成品箱并不满意,所以一开始并没有考虑它的单元,只能从进口喇叭中去找,但进口的大口径低音价格都相当的高,动辄千元以上,且又没见到几个适合做闭箱的。有一个参数非常理想的NHT 1259,国内却没看到有代理的。于是又回以惠威那儿,看到D10.8,灵敏度90dB,阻抗8ohm,fo为24Hz,虽然在500多Hz处有个令人讨厌的铃振峰,但基本可以满足要求,加上solen推荐为Dynaudio 著名低音单元30W100XL 的Closest match Suggested Replacement(最接近的替代)(http://www.solen.ca/dynequiv.htm),就定下了。
中音应找一个灵敏度与D10.8相近或稍低,频响尽可能平滑的单元,因为大部分的乐音都将由它发出。在Seas,scanspeaker,Eton等品牌中找了又找,在ETON 5-880和SCAN-SPEAK 13M/8640之间犹豫了好久,最后选择了vifa P13WH。这个单元据说曾经是世上最好的中音之一,由于采用了填充矿物的聚丙烯材料做振膜[Dynaudio的低音单元也多用不敢说相同,但至少类似的材料—MSP,Magnesium Silicate Polymer,硅酸镁(说白了就是滑石粉)填充的聚丙烯]频响曲线极其平直,高频响应延伸到5KHz以上,并自然滚落,易于选择高音单元,分频器设计也可以很简单,因此也是很多DIYer的选择。(后来,有位音响界资深人士推荐seas的H149中音,同类的振膜,高一点的灵敏度,更高的高频上限,但由于我的单元已买,就没有采用他的建议。)
高音的选择倒是最不费力,由于网上有不少采用P13wh的设计都采用了scan-speaker的2905/9500,我就照搬了。它也是2905系列中第二便宜的,与后续的型号相比,主要区别是电感量大了一点点。

喇叭全家福

三、箱体结构:
单元定下后,就开始考虑箱体了。D10.8合适用密闭箱,密闭箱的低音质量也会比倒相箱好,调整也简单些,就定下用密闭箱,设计箱Q为0.65以下,牺牲些量感,以得到更好的低音质量。箱壁应该尽可能的坚固,想用两层MDF夹着一层沥青,这样,箱壁不仅可有足够的强度,还可以利用沥青的高阻尼特性吸收许多振动。根据厂方提供的数据,初步算出箱体净容积为90升左右(那时的计算工具:http://www.apicsllc.com/apics/Misc/cabinet2.html。也用公式手算过,结果差不多)。有了这个数据,加上各单元的尺寸,就开始在纸上瞎画(应该有软件如LEAP等可以辅助设计,但我那时没认识到)。画了两张A3打印纸,基本定格为金字塔状结构,具体尺寸也初步给出。(后来在网上看到瑞典的一款限量版音箱Respons(
嘿,虽然外形有所区别,可尺寸居然与我的草图差不多!连它那个高阻尼物夹层的三明治箱壁结构的想法都一致!狂有信心,也就根据它的数据做了一些调整


有信心归有信心,有件丢人的事还是得交待一下。这个结构的体积是按90升左右设计的,后来(箱体都基本做完了)看到一款类似的金字塔文章(http://www.turneraudio.com.au/loudspeakers-diy.html),咦,他的尺寸比我的小,怎么体积还大一些。才意识到自己计算这个非正棱台的方法可能有问题,找了个土木工程师咨询,才知道体积应该这样估算:V=1/6×H×(S上+ 4×S中+ S下)(其中,S上为上底面积,S中为中截面面积,S下为下底面面积
。重算了一下,约为105升。万幸,是大了不是小了,箱Q可以降到0.6附近(Avolon的闭箱Q值据说是0.5,比一般推荐的0.707低很多,阻尼更高,即一般文献认为的过阻尼。据说更挑功放,我不简单地这么认为,我觉得应该是更能暴露功放的素质,但其实更容易推好,因为更好控制了。关于这个,有空我们再讨论)。
四、单元初测:
买单元之前,就买来了论坛的测量套件。这之前,我并没焊过任何一个完整的放大电路,也没用过音箱测量相关的软件,所以,也是边摸索连做的,还好,一切都挺顺利,有些小波折也是很快搞定。单元买来后,先是用LSPCAD测了各单元的阻抗,先练练手。D10.8和P13wh测得的fo与厂方数据相比,均高了一些,这应该是喇叭未煲的原因,除此之外,与厂方的数据并无明显差异,且就我手上的两个单元来看,两个品牌产品的个体差异都很小,看来惠威的产品质控还是做得不错。Scan的阻抗曲线却与厂方的不同,呈明显的双峰,而厂方数据的高频端峰极不明显。另外,从阻抗曲线上看两只单元的Q值也大不相同。由此,我开始不喜欢scanspeaker,不仅是产品质控做得不够好(据说,那个名扬天下的皱皮仔的个体差异也是相当的大,原以为那只是特殊工艺产品的特殊现象),还给我一点不诚信的感觉。也用了speakerworkshop测了中音和低音的T/S参数,D10.8的总Q居然测到0.5多,吓我一跳,后来上网看到其他人也有类似的总Q偏大的结果,就放弃了这个数值,而用厂方的数据来计算箱体体积。
论坛的测量套件


五、木工油工活:
箱体的加工本来是想在一个同事装修时,让他的木工帮忙做。但一个工程师朋友建议我还是自己做好,加上同事的装修拖了一阵子,就忍不住了,自己买来几样工具:角磨机和一个10cm圆锯片,一把木工手锯,一个刨刀,就开工了。说起来买角磨机加圆锯片是个错误的选择,不好把木板锯直。应该买个小的云石机更合适。后来又陆续添了电刨(百多块的浙江产,那MDF硬度太高,手刨根本吃不消)和木工修边机。
木板用了三块18mmMDF,就如(http://www.turneraudio.com.au/loudspeakers-diy.html)提到的那样,金字塔结构有个优点,能更充分地使用木料。三块MDF最后剩下的木料没多少,做个小板凳都不够,几乎都用上了。

沥青用的是工程师朋友帮我找来的,硬度很低,按上去,感觉象是和好的面团,当然,比面团要结实很多。找来一大一小两只铁桶和一些木材,在空地上就烧开煮了。
三明治是这么做的:裁好并刨好边的木板四边钉上(后来发现用胶才是正道)5mm厚的木条(装修木料店都有),在平地上放好,调水平,倒上煮好的沥青它就会自动流平,立即把另一块木板盖上,翻过来锁上木螺丝。(倒上沥青后动作一定要快,因为受热后MDF会变形弯曲。)然后平放着叠起来备用。除了顶板只是两层MDF,箱子的其他五个壁全是这种三明治结构。

不能吃的的三明治
由于担心自己手工加工的精度有限,没有采用榫接结构。壁与壁之间全部用特长的木螺丝加白乳胶连接。连接前,又把各三明治的边再刨一次到准确尺寸。最后,用电刨把需要切削的部分削到位(没有电刨,这几乎就是不可能的任务)

中高音室都是独立的,高音室用MDF搞了个小室,体积没有认真计算,因为这对高音的发声几乎没有影响。中音室本来VIFA公司有提供一个锥形的塑料件,体积据说是1.86升,但国内没有销售。于是用了PVC管道的配件制作,即一个110mm转90mm的PVC接头,加上一小段90mmPVC管。总体积是2.2升,比原厂的略大。
饰皮用了红影木皮,没有想象中的效果,算是此次制作最不理想的部分,头一次贴木皮,手工还勉强过得去。关键就是白胶涂好,应该先晾上十几二十分钟,待胶稍干后再贴,这样更容易贴到位。贴前木皮用湿布抹湿,最好不泡水,泡水后白胶容易从纹孔渗到表面,影响美观。木皮沾湿后也会伸展变长,越厚的木皮伸展程度越大,所以薄一点的木皮相对好贴些。
油漆也是自己来,买了硝基透明漆,想慢工出细活,小心地刷它十来道。结果刷头几道时,看到木皮的效果很不理想,非常失望,再刷的兴致也没了,于是只刷了五道就草草收场。刷油漆本身并不累,累的是打磨,一定要干透再磨,另外,从第二道油漆开始,用水磨可以省不少气力

六、装箱测量及分频器制作。
单元装箱后的测量是分频器设计的最终依据。用LSPCAD带的JustMLS测频响比想象的简单的多,就是远场近场测量加上合成。但有一点却比想象的复杂,那就是相位的精确测量。相位的精确测量对分频器的测计极端的重要,这一点我只在使用了LSPCAD的分频器设计功能之后才认识到。。在有这个套件之前,如果没有类似的仪器,做土炮都说很难出好声,原因就是没法测量并考虑到相位。而忽略相位设计的分频器,虽然都能按什么-3dB,-6dB交叉来设计,理论上频响虽然将是平滑的,但往往可能形成峰谷。并且,不结合各个单元的频响曲线的模拟分析,设计的分频器即使没有相位问题,也难以得到平直的频响曲线。


测量并特别注意相位的测量后,用LspCAD设计调整并模拟的曲线,可以相当平直
在反复调整分频参数后,决定先采用中音直通的方法(这也是前文提到的那个音响界资深人士的建议,看来这个资深还真不是浪得虚名:D),这样可以得到40-20KHz±2dB的频响,且相位问题简单,即使改变听音位置(即可能改变人耳到中高音的距离差,改变中高音单元发出声音到达人耳的相位差),相位改变也很小,因而频响可以保持平直(两张不同位置的实测图可以证明),确保良好的声场及结像力(这才明白了,为什么Dynaudio喜欢用一阶分频)。
分频器是外置,可以方便以后改来改去。低音的大电感暂时使用了磁芯电感,即便如此,它的电阻也达到了0.8ohm,对低频的控制不利。现在用2.5mm优质漆包线的空心电感绕好,全部手工绕制,手都拉出水泡了,每只重达5.02公斤。正准备装上试听,如果万一效果不好,那还是继续用这个磁芯的或是再购一对粗一点的磁芯电感。电容全部使用MKP电容。

外置分频器V1.1,空位是给重5.02公斤的空心大电感留的。
出声:那天晚上做分频器到1点多,初一开声就吓了我一跳,心情无比激动,也搞不清楚是好声导致激动还是激动导致好声。初听的是王菲的菲靡靡之音(LP要求),居然有点头晕的感觉。因为,睁开眼睛是一种声音,眼前是一片白墙;闭上眼睛完全是另一种声音,仿佛,那儿真的有乐队和人在弹唱!触手可及,甚至破墙而出,这是以前从未经历过的(听过的器材不算多,高价的箱子也就听过B&W802和达尼的skyline等)。再换别的音乐,都有类似的感觉,音场不能用什么开阔之类来形容,只能说那是活的,活的音场。整个中高是相当的顺滑平实。低音不是非常震憾,但却潜得极深,瞬变相当好,而用的功放只不过是多年前的那个钟神88C,现在我还没搞明白它是真甲类还是假甲类。这也印证了我的想法:闭箱并不比倒相箱难推。
第三天,应网友的要求,测了一下整体的频响,我才敢肯定,这不是错觉,这好声是实实在在的,因为,我真的做到了,大部分音域内,±2dB!!!

在座位的侧前方,离轴约20度,距箱1米5,高度与坐下时的耳朵相平,时间窗好象是7ms,因此,300Hz以下没什么意义。与模拟的结果基本一致。
下一步计划,给中音加上一阶高低通电路,保留直通部分,二者间通过开关切换。听古典音乐时直通,看电影或别的时候,开启高低通,以提高系统所能承受的最大声压。然后,还有功放,音源,都DIY,慢慢来吧,呵呵

补充,在单元装箱后,发现吸音材料对参数的影响很大。中音室中原先是填满玄武岩棉,测量之后发现,岩棉在降低Q值的同时,也使fo大辐上升,超过了计算值,于是立马拆了个沙发上的抱枕,用里头的化纤棉(公仔棉?)填充,反复调整之后,才回到设计值附近。f0的上升更与气温下降,vifa的橡皮边硬化有关(之前就有耳闻),用手按摩了两下,立马不一样。狂晕。

阻抗相位曲线。相位变化基本不超过±30度,据OKK说,这样比较好推

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