音箱的音腔计算方法

ASW计算公式开口腔计算公式：VA = (2S x Q。)² x VAS(L) 通带纹波系数是带通式音箱的重要设计参数。选取合适的封闭腔带通Q值QB，查表得出fL和fH，用f。/Q。分别乘以这两个系，求出音箱频响曲线上下降3dB的两个频率点，要求与设计值相符。带通Q值越高，音箱的灵敏度越高，但通频带越窄；带通Q值取得越低，音箱的灵敏度越低，但通频带越宽。导相管的调振频率fB = QB x ( f。/ Q。) 导相管长度L=[(c²S]/(4*3.14²*fb²*V)] -0.82*Sˆ² 密封腔计算公式：VB = VAS / a 顺性比a = (QB² / Q。²) – 1 箱体总容积为V = VA + VB 单腔倒相式音箱计算公式 1.低频扬声器单元的品质因数Q。、谐振频率f。及等效容积VAS是决定音箱低频响应的重要参数。品质因数Q。、谐振频率f。及等效容积VAS由喇叭供应商给出，或自己根护喇叭的基本性能参数进行公式计算，在已知品质因数Q。、谐振频率f。的前提下计算VAS。 2.箱体容积计算公式：VB = VAS / a 箱体顺性比a值可由倒相音箱设计图表查出(91页图3-9)，设QL=7。也可由下面的简表进行估算，如下表： 3.确定倒相管截面积。 4.确定导相管长度，可用公式：L=[(c²S]/(4*3.14²*fb²*V)] -0.82*Sˆ² 5.音箱的调整要点：原则是将倒相箱的谐振频率调整到最合适的频率点，使音箱的低频响应平坦。调整音箱的系统品质因数，使音箱的低音深沉，听起来即不干涩也不混浊；调整分频网络的分频点和相位特性，使音箱各频段的声压均匀，频率响应曲线平坦。一般的设计流程多媒体音箱并不是简单的将功放音箱结合到一块，因为使用环境上的不同，所以在设计上也应该注意到这个问题。但是很少有厂家注意到这个问题，这些厂家大多只是注意到了音箱外表的美与丑，根本没有考虑到音箱的工作环境，也就是说根本没有进行正确的音箱设计，所以其音质平平也就不足为奇了。有关这个问题以前曾先生写过不少文章，大家可以参看，我在此着重的谈一谈作为一款高质量重放声音的多媒体音箱的具体的设计过程，以及如何处理在设计时所遇到的问题。一选择合适的单元多媒体音箱工作状态处于近场小环境听音，因此决定了我们只能使用小容积箱体，选择小口径单元，这要求单元拥有合理的重放声压，以及足够宽的重放带宽。但从性能价格比来看，在中高档多媒体音箱中还是采用稍大一些口径的单元为好，4.5寸的口径可以认为是最易于做到性能价格比的一种尺寸，同时如果要生产高保真产品的话5寸是一种不错的口径。我觉得现在的多媒体音箱大都体积偏小，不过惠威的M200是一种不错的入门产品。我认为现代多媒体音箱应该将箱体控制在4--8升之间，当然还要与相关参数相配合，也就是我们常说的Thiele-Small参数一定要合适，而不是片面的夸大某一参数。由于低音单元口径小，所以更应该注意低频大动态性能，因为低音单元的震动系统最大线性位移量即反映了扬声器系统的大动态性能。如线性位移量偏小，则在高声压级大动态时，不但低音不能有效重放而且各种失真也会增大，特别是影响音质的奇次谐波失真。现在大多数多媒体音箱的磁路设计也欠佳，磁体小，上下夹板导磁率低，对振盆控制能力低，因此而引起的非线性失真也较大。因此在现代多媒体音箱中的总的失真率将达到7%左右或更高。这在HI-FI看起来是不可容忍的。还有就是振盆材料，由于近年来低档PP盆，防弹布盆，玻璃纤维盆，碳纤维盆的价格日益低下，再加上外观好，因此更多的被用在了多媒体音箱上来，但殊不知，后三种振盆的自阻尼很小，工作状态是极难控制的，一般在中高端的某一频率点上会产生很多的失真，大到不可忍受的地步，这个频率点就是我们常说的盆分裂点。因为现代多媒体音箱都没有分频器，再加上设计不合理的箱体，是很难压制这个分裂点的。而第一种振盆即PP盆，虽然听起来韧性好，中频饱满，低频富有弹性，但由于刚性相对较低，因而在大音量下引起的失真也较大。中频的层次感也不是很好。而相对个性较小，较容易控制的质量好的纸盆单元，却很难见到有厂家应用。就个人DIY制作而言，的110，150系列防磁低音，银笛的QG4,QG5系列防磁高音单元，都是不错的DIY选择，要求高一点的还可以选择惠威，发友等厂家专为多媒体音箱设计的单元。

选用这些厂家的单元经过精心设计制作后能够得到质量相当高的高保真多媒体音箱来。二根据单元确定音箱形式并设计出符合单元的箱体其实挑选单元确定单元工作状态是放在一起通盘考虑的，但为了让大家对多媒体音箱的工作原理和设计过程有个系统的认识，我尽力而为，将他们分开，单独罗列出来，较为程序化的介绍一下。等选定了适合的单元后就开始根据单元的一些特性来确定让单元工作于何种的工作环境（即音箱形式）在多媒体音箱上常见到的音箱形式有密闭箱，倒相箱以及带通式音箱（所谓的低音炮）这里告诉大家一个较为简便的方法，根据厂家提供的fs和Qts的比值来确定单元是适合于工作在密闭箱还是倒相箱，或者是带通式音箱。fs/Qts的比值在40~80之间时是适合于制作密闭箱的。而当这个比值在80~120之间的时候这个单元更适合于制作倒相箱，制作带通式音箱主要要求较低的Qts（约0.3-0.4之间）较小的等效容积Vb以及较低的谐振频率fs，为了保证有足够的声压还要求单元拥有足够高的声压及线性位移能力。设计密闭箱当扬声器单元装入箱体后，由于箱体部的空气与外部隔绝，扬声器在工作时箱体的空气会给单元增加一个额外的阻尼，这个阻尼会使箱体谐振频率升高，但换来的是清晰而深沉的低音，速度上感觉也要比倒相箱要快一些。在多媒体音箱中使用密闭箱的形式，主要是应用于X.1的多声道系统中的卫星箱中。因为卫星箱不要求有很低的低频下限，这样箱体就可以做的很小，以节约成本。当然，用专门开发的单元安装在合理的密闭箱中，也可以做出很优秀的音箱来，例如在HI-FI界拥有悠久历史的LS3/5A就是一例，体积很小，但声音优美。由于密闭箱拥有能够严格的控制低频响应和瞬态特性，以及相对较容易获得正确的箱体参数，所以密闭箱最适合于DIY的制作，特别是初学者。设计音箱有很多种方法这里就简单的介绍一种，以供读者参考。其它的设计程序请读者参考有关资料。首先，要设计一款密闭箱需要知道以下几个扬声器的参数：扬声器的谐振频率fs，扬声器的系统总Q 值Qts，扬声器的等效容积Vas。接下来我们要确定合适的密闭箱的谐振频率fc，一般说来fc大约比fs高1.2到2倍（在这里不要贪心呀，这个比值越低音箱的低频下限也越低，当然音箱的体积也要几何级的增大）确定fc后就可以计算出整个系统的声顺比a （a=(fc/fs)(fc/fs)-1）根据声顺比我们就可以求得密闭箱的箱体体积Vb（Vb=Vas/a）最后确定音箱的箱体尺寸就可以了，当然并非音箱的长，宽，高可以任意取值，因为扬声器后面辐射出的声波会在箱体部多次反射，当音箱的某一边长度等于声波波长的1/2倍或是整数倍时，箱体就会在这一频率点产生驻波，当大量驻波集中到某一频率时就会严重影响音箱的声音回放，所以需要使整个驻波均匀的分布在整个频带。比较理想的箱体尺寸比例是7：5：3或7：5：2。需要注意的是，在设计完箱体参数后，应该计算一下音箱的总品质因数Qtc（Qtc=fc/fs×Qts）Qtc参数是影响音箱低频表现的主要参数之一，它表明了音箱对振动系统的控制能力，一般Qtc的值应该介于0.6-1.2之间。Qtc低（小于等于0.65）音箱处于过阻尼状态这时瞬态特性优良，细节表现力好但低音稍欠缺；Qtc高（大于等于0.85）音箱处于欠阻尼状态这时低音更为强烈，但瞬态特性很差，细节表现力差。Qtc适中（0.707）这时音箱拥有最佳的低频平坦响应及延迟特性。设计密闭箱的要点就是要密封箱体，不能使箱体出现泄漏，这可以通过在胶接处涂抹热融胶来达到密封的效果。箱体可以使用1.0到1.2cm的进口中密度或是国产高密度板材。制成的箱体还应该在部填充一定量的吸音棉可以起到吸收缓冲箱体部的驻波，调节产品设计偏差的作用。设计倒相箱倒相箱能够利用倒相管将扬声器背部辐射出的低频能量反转180度与扬声器正面的辐射出的低频能量同相，使有效低频围的声音利用率被提高，从而获得更多更好的低频。倒相箱的优点在于有效低频围的高效率，在理箱条件下，用同样的低音单元制作出来的倒相箱其低频下限可以扩展至密闭箱的0.7倍左右，而在同样的低频响应前提下，倒相箱的箱体容积仅为密闭箱的60%左右。由于声学效率的提高，使有效围的声音失真明显减小并放宽了对扬声器单元性能的要求。这也是为什么倒相箱能够主导现今多媒体 2.0市场的主要原因。