Hi-Fi音響設(shè)備中,擔(dān)任人機(jī)界面的電聲轉(zhuǎn)換設(shè)備--音箱號(hào)稱音響系統(tǒng)的喉舌,音響源的最終重新演繹,全賴于此,可見(jiàn)其于音響中的重要地位.無(wú)怪乎國(guó)外許多高檔音箱耗資巨萬(wàn),幾十萬(wàn)元者亦不鮮見(jiàn),而國(guó)內(nèi)近年來(lái)的發(fā)燒熱點(diǎn)亦多集中于此.
制作優(yōu)質(zhì)發(fā)燒音箱,除了采用優(yōu)質(zhì)的驅(qū)動(dòng)單元(揚(yáng)聲器)以外,適宜的箱體結(jié)構(gòu)和加工、處理工藝亦有極重要的意義.由于揚(yáng)聲器單元已由工廠制造定型,故箱體設(shè)計(jì)與制作已成為影響特定單元表現(xiàn)力的決定階段.本文僅就有關(guān)制作材料和工藝方面,根據(jù)報(bào)刊文獻(xiàn)介紹及本人制作實(shí)踐,總結(jié)出以下幾點(diǎn),以食廣大燒門同行,切磋為要。
音箱的主要作用在于消除聲短路,提高低音聲壓和均勻度,從而改善揚(yáng)聲器低頻段的聲特性,但其介入亦會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響,如強(qiáng)化共振峰,中高頻反射與衍射,等等,導(dǎo)至低音聲染色和高音聲染色.盡量消除負(fù)面影響,發(fā)揮改善低音的作用,是制作之根本。
音 箱 材 料
一.優(yōu)質(zhì)木材 如紅木、花梨木、桃木、檀木等名貴硬木,最好是無(wú)接縫的整板,為音箱制作的頂級(jí)材料,但材料難覓,價(jià)格昂貴,加工不易,常用于極品音箱中.次之為花柳木、棗木、梓木等,以比重大,木質(zhì)均勻者為佳.新材潮濕易變形,需干燥處理后方可應(yīng)用.
二.中密度纖維板 此類板材采用最多,成本低,材料易購(gòu),加工方便.但實(shí)際制作中發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)度較差,易產(chǎn)生聲染色,起哄,且材質(zhì)細(xì)碎松軟,不能用木螺釘結(jié)合,而只能釘以鐵釘,在高聲壓下可能被震松,剛性亦差,不利于箱體的堅(jiān)固性。
三.中密度刨花板 亦稱為壓模板,強(qiáng)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(jī)配套音箱均用此材料,但有人反映其壓結(jié)不實(shí),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(qiáng)度很高,隔音性能好,材料較易找,乃業(yè)余制作優(yōu)質(zhì)發(fā)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,本人制作中常擰斷螺釘尖頭而徒喚奈何,應(yīng)用手電鉆預(yù)打稍細(xì)孔后再上緊固螺釘。
五.無(wú)機(jī)物 如有混凝土澆鑄成形,用石質(zhì)板料(大理石、混凝土板、花崗巖石板、石膏板等)以特殊工藝成形,或干脆用厚重的大陶罐作箱體.具有音染小,聲場(chǎng)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),常為發(fā)燒高手采用,只是太重,移動(dòng)調(diào)音甚為不便.并且箱壁須作特殊處理。
六.工程塑料、聚丙烯、增強(qiáng)改性環(huán)氧樹(shù)脂、厚有機(jī)玻璃板等高密度高聚物(高分子聚合物)秉承現(xiàn)代先進(jìn)的科技材料技術(shù),許多歐美專業(yè)音箱廠商均用此技術(shù)創(chuàng)制出高檔、高質(zhì)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(dá)數(shù)英寸的有機(jī)玻璃制造高音喉.業(yè)余條件下斷難實(shí)現(xiàn)。
七.金屬材料 主要用于專業(yè)音箱和特殊場(chǎng)合,如舞臺(tái)音箱、移動(dòng)音箱、體育用全天候音箱、軍事用全天候移動(dòng)式音箱…….業(yè)余家們由于其金屬箱體諧振頻較高,聲染色不易處理而極少采用.
八.紙質(zhì)材料 多為初入燒道而經(jīng)濟(jì)拮據(jù)的燒友所采用,也不乏高手以此作箱體并以特殊工藝增強(qiáng)處理,例如以環(huán)氧樹(shù)脂浸漬.如制作得當(dāng),效果亦佳.
制 作 方 法
一.板材結(jié)合 此為絕大多數(shù)音箱包括一些極品音箱所采用的方法.工藝成熟,簡(jiǎn)便,并適于工廠化生產(chǎn)
二.澆鑄成型 此法最適于混凝(港稱無(wú)縫石屎)及高聚物.
三.掏腔法 1.頂級(jí)發(fā)燒音箱,將整塊名貴硬木或結(jié)實(shí)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(jiàn)于歐美紀(jì)念型產(chǎn)品中.2.土炮族的大地音箱.即將地上掏空,作好干燥防潮處理,再裝上面板及喇叭單元.成本低,音質(zhì)亦很好,作超低音重放恰到好處,唯不能移動(dòng),對(duì)住所有條件限制.高燒至此,真可謂燒到了“家”。
高保真音箱箱體內(nèi)常處于急劇變化的高聲壓中,極易誘發(fā)雜音,諧振,造成音染,影響重放音樂(lè)的純美.因此制作工藝十分重要.
“加固消振,避免音染”為制作工藝的八字“方針”
一.廣泛合理使用加強(qiáng)筋 用于音箱中的薄弱環(huán)節(jié).箱體內(nèi)各個(gè)面所成結(jié)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(jí)最高,極易誘發(fā)箱音,于背面板正對(duì)此處粘上一塊圓形硬木板加強(qiáng),材料可利用面板開(kāi)孔下的余料,對(duì)比較狹長(zhǎng)的箱體,由于板料縱橫比較大,強(qiáng)度及剛性變差,諧振點(diǎn)變低,漸近喇叭或箱體諧振頻率,聲染色危險(xiǎn)極大,請(qǐng)不對(duì)稱地膠上幾塊硬方木棒.此舉在于消除縫隙漏氣,加強(qiáng)箱體剛性,破壞諧振,避免誘發(fā)雜音和激起箱振。
二.箱內(nèi)添加適量吸聲材料 如超細(xì)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(wèi)生紙,吸收聲能,控制音箱Q值,同時(shí)減輕箱振.對(duì)于密閉箱,需塞滿整個(gè)箱體.對(duì)于倒相箱,前后左右上下壁敷三指寬厚的吸聲材料,并于監(jiān)聽(tīng)時(shí)作適量增減,以恰好抑制諧振峰為準(zhǔn).對(duì)于傳輸線式(即迷宮式),在易于產(chǎn)生駐波的聲道拐折處敷設(shè).對(duì)于號(hào)筒式(主要指后加載號(hào)筒式)音箱結(jié)構(gòu),于低音喇叭背后,及號(hào)筒中易產(chǎn)生駐波的地方安放少量吸聲材料.其多寡均應(yīng)依實(shí)際聽(tīng)音評(píng)價(jià)而定。
三.增加箱壁聲阻尼性能 較簡(jiǎn)便的方法是箱體各里面澆一層1-2CM的瀝青,貼敷多層高聲阻尼材料(油毛氈、橡膠等).復(fù)雜但效果更好的方法是制作雙層壁,中間裝入干燥除塵細(xì)沙,或?qū)⑾潴w用高聲阻尼材料浸潤(rùn)處理.此舉阻斷了聲能向箱體的傳播途徑并大大降低了箱壁的Q值,對(duì)減輕甚至消除聲染色十分有效.用無(wú)機(jī)物制作的箱體必須進(jìn)行此項(xiàng)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后壁及/或側(cè)壁之間牢牢支撐,使箱壁不致被高聲壓激勵(lì)產(chǎn)生討厭的箱體聲染色,多孔板兼有調(diào)Q的作用.鋼棒可用具40號(hào)以上鋼車成,Φ45mm以上,兩端攻出Φ8mm固定螺絲孔,必要時(shí)(如箱體較大)可加焊法蘭盤,用螺絲緊固于需加支撐的兩壁之間,此法據(jù)一些前輩介紹,對(duì)消除因板材強(qiáng)度差而導(dǎo)致的箱音特別有效,故單獨(dú)列書。
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五.喇叭單元的固定 宜采用由外向里的固定方法,減小前腔效應(yīng).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,并避免盆架振動(dòng)傳至面板輻射,干擾直接輻射聲。
六.采用特別的箱體內(nèi)形和外形 此處并非討論音箱的聲學(xué)方式,而是針對(duì)駐波,進(jìn)行有效的予防.駐波的產(chǎn)生,會(huì)嚴(yán)重影響聲學(xué)系統(tǒng)的性能.為消除駐波,破壞箱體內(nèi)的平行性為其關(guān)鍵.如TANNOY SIX series采用了六邊形體設(shè)計(jì).許多專業(yè)音箱采用了扇形設(shè)計(jì)(JBL MM-SERIES、AC、等等).箱體外形對(duì)輻射特性亦有較大影響.過(guò)多過(guò)銳的棱角會(huì)產(chǎn)生衍射和干涉,可采用較鈍的面過(guò)渡角.正面板的形狀會(huì)影響服務(wù)角和相位特性,經(jīng)特別設(shè)計(jì)的面板可改善之,包括曲面設(shè)計(jì)、階梯狀設(shè)計(jì)及其它特殊的形狀.JBL 4208的正面板經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)輔助分析、設(shè)計(jì),一反平面的傳統(tǒng)而采用曲面,有效地改善了近聲場(chǎng)的相位特性.BOSE301,是在精研直達(dá)、反射聲技術(shù)后推出的Hi-Fi力作,它采用了獨(dú)特的外形設(shè)計(jì),在低音音箱的頂部削出一個(gè)斜面,安裝上兩只高音單元作前后不同方向上的輻射,有效地營(yíng)造出均勻的音場(chǎng),據(jù)稱聆聽(tīng)立體聲不再僅是安坐皇帝位時(shí)才有的'自私'享受.有消息說(shuō),一種形似大蝸牛的新型音箱,即將作為英國(guó)B&W公司的新旗艦面世.所以在設(shè)計(jì)音箱時(shí),也應(yīng)解放思想,打破傳統(tǒng),大膽幻想,勤于動(dòng)手,善于思考。
七.面板上敷強(qiáng)吸聲及強(qiáng)聲阻尼材料 盆架余振能傳遞到面板上,直接聲輻射會(huì)反射到面板上,箱內(nèi)空氣勁度所產(chǎn)生的振動(dòng)亦會(huì) 在前面板反映,凡此種種,經(jīng)面板輻射,與直接聲疊加、干擾,引起頻率特性曲線上出現(xiàn)更多的波峰與波谷,相位特性劣化,高音頻下尤為嚴(yán)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(fā)泡泡沫塑料、特制毛氈、及工廠特制的音響專用吸音氈等。
八.完工后的音箱應(yīng)加支撐,與地面'隔離'起來(lái),避免聲音虛胖、音場(chǎng)不穩(wěn)、透明度差.支撐的方法有支撐架、金屬腳釘、硬木腳釘?shù)?可廣泛采用不同的硬材料試驗(yàn)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(tǒng)中占有很重要的地位,要保證高、低音信號(hào)準(zhǔn)確無(wú)誤地傳輸?shù)礁髯詥卧划a(chǎn)生干擾、失真、交調(diào),頻響曲線上不致因此產(chǎn)生較大的峰和谷,無(wú)大的相位畸變.目前多采用LC功率分頻.至于電子分頻則不在本文討論之列.
一.電感 業(yè)余條件下,難以找到合乎要求的磁芯,更不談測(cè)試其線性、磁通等性能.即使是在專業(yè)條件下,亦不易找到理想的磁芯,故磁芯結(jié)構(gòu)難為處處斤斤計(jì)較、過(guò)于苛刻的發(fā)燒友所容.為減小附加電阻,應(yīng)盡量采用較粗的優(yōu)質(zhì)漆包線(無(wú)氧銅線、大晶體銅線、單晶銅線更佳),以Φ1.0~1.2mm較優(yōu),并采用計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化設(shè)計(jì),使在電感量一定的情況下,電阻最小,電阻阻值一般應(yīng)小于十分之一的喇叭阻抗.因順磁性物質(zhì)會(huì)影響電感量,電感線圈應(yīng)盡量遠(yuǎn)離喇叭磁頭、固定用鏍釘、支撐用鋼棒等順磁性物質(zhì),各分頻元件用環(huán)氧膠膠粘方式固定,避免增加磁飽和失真,以及引起分頻點(diǎn)漂移.電感線圈之間會(huì)通過(guò)空間耦合而造成相互電磁干擾,應(yīng)盡量遠(yuǎn)離,互相以磁軸線垂直安放,高、低音分音網(wǎng)絡(luò)各自單獨(dú)置于一塊電路板上并遠(yuǎn)離是絕佳的發(fā)燒法。
二.電容 首選有定評(píng)的無(wú)感聚丙烯、聚苯乙烯等無(wú)感薄膜無(wú)極電容.避免選用無(wú)極電解電容,更不宜用有極電解反向串聯(lián)代用.多只小容量電容并聯(lián)使用,較單獨(dú)一只大電容,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(zhì).節(jié)約而不損發(fā)燒的辦法是,僅于高、低音喇叭的信號(hào)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(wú)極電容,較細(xì)線徑的電感。
三.接線 市面上有多種優(yōu)質(zhì)音箱線,均可酌情采用.以芯線較粗,股數(shù)較多,含銅量較高者,銅晶體較長(zhǎng)大者更靚聲,如銀線最好.注意提防假貨和偽劣產(chǎn)品.方法以雙路線(bi-wire)或三路線(tre-wire)為佳.許多雜志均有介紹.注意引線不要影響箱體的密閉性.
結(jié) 束 語(yǔ)
音箱制作是一門較復(fù)雜的系統(tǒng)工程,是介于機(jī)械工程學(xué)、聲學(xué)、心理學(xué)、人機(jī)工程學(xué)之間的邊緣科學(xué)技術(shù),既是技術(shù),也是藝術(shù).以上各項(xiàng)措施,相輔相成,應(yīng)在實(shí)際制作過(guò)程中,根據(jù)具體情況,對(duì)癥處方,綜合施用,一定能作出較滿意的作品.