發燒音箱選擇與製作技巧
發燒音箱選擇與製作技巧
Hi-Fi音響設備中,擔任人機界面的電聲轉換設備--音箱號稱音響系統的喉舌,音響源的最終重新演繹,全賴於此,可見其於音響中的重要地位.無怪乎國外許多高檔音箱耗資巨萬,幾十萬元者亦不鮮見,而國內近年來的發燒熱點亦多集中於此.
製作優質發燒音箱,除了採用優質的驅動單元(揚聲器)以外,適宜的箱體結構和加工、處理工藝亦有極重要的意義.由於揚聲器單元已由工廠製造定型,故箱體設計與製作已成為影響特定單元表現力的決定階段.本文僅就有關製作材料和工藝方面,根據報刊文獻介紹及本人製作實踐,總結出以下幾點,以食廣大燒門同行,切磋為要.
音箱的主要作用在於消除聲短路,提高低音聲壓和均勻度,從而改善揚聲器低頻段的聲特性,但其介入亦會帶來一些負面影響,如強化共振峰,中高頻反射與衍射,等等,導至低音聲染色和高音聲染色.盡量消除負面影響,發揮改善低音的作用,是製作之根本.
音 箱 材 料 一.優質木材 如紅木、花梨木、桃木、檀木等名貴硬木,最好是無接縫的整板,為音箱製作的頂級材料,但材料難覓,價格昂貴,加工不易,常用於極品音箱中.次之為花柳木、棗木、梓木等,以比重大,木質均勻者為佳.新材潮濕易變形,需乾燥處理後方可應用.
二.中密度纖維板 此類板材採用最多,成本低,材料易購,加工方便.但實際製作中發現其強度較差,易產生聲染色,起鬨,且材質細碎鬆軟,不能用木螺釘結合,而只能釘以鐵釘,在高聲壓下可能被震松,剛性亦差,不利於箱體的堅固性.
三.中密度刨花板 亦稱為壓模板,強度較高,成本亦低,加工不太方便,很多商品音箱,包括許多日本套裝機配套音箱均用此材料,但有人反映其壓結不實,含氣隙較多,隔音性能差.最好能作特殊處理,提高隔音能力.
四.高密度纖維板、刨花板以及膠合板 強度很高,隔音性能好,材料較易找,乃業餘製作優質發燒音箱的首選材料,只是成本稍高,加工亦不容易,需要專用工具.特別是高密刨花板,硬度很高,不易著釘,本人製作中常擰斷螺釘尖頭而徒喚奈何,應用手電筒鑽預打稍細孔后再上緊固螺釘.
五.無機物 如有混凝土澆鑄成形,用石質板料(大理石、混凝土板、花崗岩石板、石膏板等)以特殊工藝成形,或乾脆用厚重的大陶罐作箱體.具有音染小,聲場穩定等優點,常為發燒高手採用,只是太重,移動調音甚為不便.並且箱壁須作特殊處理.
六.工程塑料、聚丙烯、增強改性環氧樹脂、厚有機玻璃板等高密度高聚物(高分子聚合物)秉承現代先進的科技材料技術,許多歐美專業音箱廠商均用此技術創製出高檔、高質音箱,如JBL MM系列音箱以高密度塑料做箱體,更有大名鼎鼎的JBLPROJECT K2 竟以厚達數英寸的有機玻璃製造高音喉.業餘條件下斷難實現.
七.金屬材料 主要用於專業音箱和特殊場合,如舞台音箱、移動音箱、體育用全天候音箱、軍事用全天候移動式音箱…….業餘家們由於其金屬箱體諧振頻較高,聲染色不易處理而極少採用.
八.紙質材料 多為初入燒道而經濟拮据的燒友所採用,也不乏高手以此作箱體並以特殊工藝增強處理,例如以環氧樹脂浸漬.如製作得當,效果亦佳.
制 作 方 法
一.板材結合 此為絕大多數音箱包括一些極品音箱所採用的方法.工藝成熟,簡便,並適於工廠化生產.
二.澆鑄成型 此法最適於混凝(港稱無縫石屎)及高聚物.
三.掏腔法 1.頂級發燒音箱,將整塊名貴硬木或結實石料掏出空腔,作為箱體.可以想象此法難度很大,成本高昂.偶見於歐美紀念型產品中.2.土炮族的大地音箱.即將地上掏空,作好乾燥防潮處理,再裝上面板及喇叭單元.成本低,音質亦很好,作超低音重放恰到好處,唯不能移動,對住所有條件限制.高燒至此,真可謂燒到了“家
”.
制 作 工 藝 高保真音箱箱體內常處於急劇變化的高聲壓中,極易誘發雜音,諧振,造成音染,影響重放音樂的純美.因此製作工藝十分重要.
“加固消振,避免音染”為製作工藝的八字“方針”.
一.廣泛合理使用加強筋 用於音箱中的薄弱環節.箱體內各個面所成結合角處,用足量的膠,寧多勿少,粘上粗壯的硬三角木或方木棒,再加木螺釘緊固,低音喇叭背部聲壓級最高,極易誘發箱音,於背面板正對此處粘上一塊圓形硬木板加強,材料可利用面板開孔下的余料,對比較狹長的箱體,由於板料縱橫比較大,強度及剛性變差
,諧振點變低,漸近喇叭或箱體諧振頻率,聲染色危險極大,請不對稱地膠上幾塊硬方木棒.此舉在於消除縫隙漏氣,加強箱體剛性,破壞諧振,避免誘發雜音和激起箱振.
二.箱內添加適量吸聲材料 如超細玻璃棉、礦渣棉、纖維噴膠棉、真空棉、次者如泡沫海棉、棉絮、棉紙、柔軟的衛生紙,吸收聲能,控制音箱Q值,同時減輕箱振.對於密閉箱,需塞滿整個箱體.對於倒相箱,前後左右上下壁敷三指寬厚的吸聲材料,並於監聽時作適量增減,以恰好抑制諧振峰為準.對於傳輸線式(即迷宮式),在
易於產生駐波的聲道拐折處敷設.對於號筒式(主要指后載入號筒式)音箱結構,於低音喇叭背後,及號筒中易產生駐波的地方安放少量吸聲材料.其多寡均應依實際聽音評價而定.
三.增加箱壁聲阻尼性能 較簡便的方法是箱體各裡面澆一層1-2CM的瀝青,貼敷多層高聲阻尼材料(油毛氈、橡膠等).複雜但效果更好的方法是製作雙層壁,中間裝入乾燥除塵細沙,或將箱體用高聲阻尼材料浸潤處理.此舉阻斷了聲能向箱體的傳播途徑並大大降低了箱壁的Q值,對減輕甚至消除聲染色十分有效.用無機物製作的
箱體必須進行此項處理.
四.箱體支撐加固 此處指的是用硬方木、多孔木板或圓鋼棒將前後壁及/或側壁之間牢牢支撐,使箱壁不致被高聲壓激勵產生討厭的箱體聲染色,多孔板兼有調Q的作用.鋼棒可用具40號以上鋼車成,Φ45mm以上,兩端攻出Φ8mm固定螺絲孔,必要時(如箱體較大)可加焊法蘭盤,用螺絲緊固於需加支撐的兩壁之間,此法據一些前輩介
紹,對消除因板材強度差而導致的箱音特別有效,故單獨列書.
五.喇叭單元的固定 宜採用由外向里的固定方法,減小前腔效應.安裝孔最好作沉孔處理,避免盆架凸出,造成繞射.盆架、箱體間以5-10mm橡膠墊密封隔離,以免聲短路,並避免盆架振動傳至面板輻射,干擾直接輻射聲.
六.採用特別的箱體內形和外形 此處並非討論音箱的聲學方式,而是針對駐波,進行有效的予防.駐波的產生,會嚴重影響聲學系統的性能.為消除駐波,破壞箱體內的平行性為其關鍵.如TANNOY SIX series採用了六邊形體設計.許多專業音箱採用了扇形設計(JBL MM-SERIES、AC、等等).箱體外形對輻射特性亦有較大影響.過多
過銳的稜角會產生衍射和干涉,可採用較鈍的面過渡角.正面板的形狀會影響服務角和相位特性,經特別設計的面板可改善之,包括曲面設計、階梯狀設計及其它特殊的形狀.JBL 4208的正面板經過計算機輔助分析、設計,一反平面的傳統而採用曲面,有效地改善了近聲場的相位特性.BOSE301,是在精研直達、反射聲技術后推
出的Hi-Fi力作,它採用了獨特的外形設計,在低音音箱的頂部削出一個斜面,安裝上兩隻高音單元作前後不同方向上的輻射,有效地營造出均勻的音場,據稱聆聽立體聲不再僅是安坐皇帝位時才有的"自私"享受.有消息說,一種形似大蝸牛的新型音箱,即將作為英國B&W公司的新旗艦面世.所以在設計音箱時,也應解放思想,打破
傳統,大膽幻想,勤於動手,善於思考.
七.面板上敷強吸聲及強聲阻尼材料 盆架余振能傳遞到面板上,直接聲輻射會反射到面板上,箱內空氣勁度所產生的振動亦會 在前面板反映,凡此種種,經面板輻射,與直接聲疊加、干擾,引起頻率特性曲線上出現更多的波峰與波谷,相位特性劣化,高音頻下尤為嚴重,面板貼上"重聲阻尼"材料是改善的有效方法.重聲阻尼材料有
高密度發泡泡沫塑料、特製毛氈、及工廠特製的音響專用吸音氈等.
八.完工後的音箱應加支撐,與地面"隔離"起來,避免聲音虛胖、音場不穩、透明度差.支撐的方法有支撐架、金屬腳釘、硬木腳釘等.可廣泛採用不同的硬材料試驗決定,以45°～60°錐度之錐尖與地面接觸.
分 頻 器 制 作 分頻器在音箱系統中佔有很重要的地位,要保證高、低音信號準確無誤地傳輸到各自單元而不產生干擾、失真、交調,頻響曲線上不致因此產生較大的峰和谷,無大的相位畸變.目前多採用LC功率分頻.至於電子分頻則不在本文討論之列.
一.電感 業餘條件下,難以找到合乎要求的磁芯,更不談測試其線性、磁通等性能.即使是在專業條件下,亦不易找到理想的磁芯,故磁芯結構難為處處斤斤計較、過於苛刻的發燒友所容.為減小附加電阻,應盡量採用較粗的優質漆包線(無氧銅線、大晶體銅線、單晶銅線更佳),以Φ1.0～1.2mm較優,並採用計算機輔助優化設計,
使在電感量一定的情況下,電阻最小,電阻阻值一般應小於十分之一的喇叭阻抗.因順磁性物質會影響電感量,電感線圈應盡量遠離喇叭磁頭、固定用鏍釘、支撐用鋼棒等順磁性物質,各分頻元件用環氧膠膠粘方式固定,避免增加磁飽和失真,以及引起分頻點漂移.電感線圈之間會通過空間耦合而造成相互電磁干擾,應盡量遠離,互相以磁軸線垂直安放,高、低音分音網路各自單獨置於一塊電路板上並遠離是絕佳
的發燒法.
二.電容 首選有定評的無感聚丙烯、聚苯乙烯等無感薄膜無極電容.避免選用無極電解電容,更不宜用有極電解反向串聯代用.多隻小容量電容並聯使用,較單獨一隻大電容,其卷繞電感小得多,速度亦快的多,有更好的高頻性能和音質.節約而不損發燒的辦法是,僅於高、低音喇叭的信號通路上,選用以上元件,而旁路電感、旁路
電容稍降低要求,用普通無極電容,較細線徑的電感.
三.接線 市面上有多種優質音箱線,均可酌情採用.以芯線較粗,股數較多,含銅量較高者,銅晶體較長大者更靚聲,如銀線最好.注意提防假貨和偽劣產品.方法以雙路線(bi-wire)或三路線(tre-wire)為佳.許多雜誌均有介紹.注意引線不要影響箱體的密閉性.
結 束 語 音箱製作是一門較複雜的系統工程,是介於機械工程學、聲學、心理學、人機工程學之間的邊緣科學技術,既是技術,也是藝術.以上各項措施,相輔相成,應在實際製作過程中,根據具體情況,對症處方,綜合施用,一定能作出較滿意的作品.
