高品质的书架音箱DIY

图5是本音箱最终的分频网络，它由低通滤波器(LPF)和高通滤波器(HPF)组成。一阶(6dB/oct)分频器分为3dB和6dB降落点交叉型两种，本音箱取3dB降落点交叉型。由于不对称的分频器要在-4.5dB处交汇，在使用-3dB降落点的公式计算滤波器的元件值时，低频的fc要相应移到0.9fc处。高通滤波器的fc也应该相应地移到1.1fc处。
低通L1计算公式为
L1=159R/fc≈159R/0.9fc(mH)
高通L2计算公式为
L2=225R/fc≈225R/1.1fc(mH)
C1=113000/fcR≈113000/1.1fR(uF)
式中的R是各单元的标称阻抗。本箱中两个单元的标称阻抗均为8Ω，故R=8Ω，最后计算得
L1=159×8/2500×0.9=0.565(mH)
L2=255×8/1.1×2500=0.742(mH)
C1=113000/1.1fcR=113000/1.1×2500×8=5.14(uF)
分频网络的负载是一个具有电容、电阻、电感在内的复合阻抗特性的扬声器，其阻抗随频率变化而变化，因而分频网络的实际输入阻抗也会随着频率的变化而变化。在这种情况下，会产生分频点的偏移和频率特性、相位特性的畸变和功放工作不稳定。为减少这些影响，应给低音单元增加阻抗补偿电路，使之近似一只等于额定阻抗的纯电阻，减小分频点处的幅频和相频失真。图5中的R1和C2就是阻抗补偿电路，R1、C2的数值可用下面的公式计算
R1=Zo(Ω)
C2=Lbm/Re2(F)
式中，Zo是中低音单元的标称阻抗，Lbm为音圈的电感量(单位为uH)，R是音圈直流电阻，本箱中Vifa的P13WH-00-08的R=5.7Ω，L=0.7mH=700uH。经计算，R1=Zo=8Ω，C2=21.5uF。
图5中某些元件有两种数值，其括号内的元件数值是实际调校得出的值。在制作分频器时要注意，要减少高端频率的阻抗，宜用小容量的电容并联达到要求。C1电容用音频金属化聚丙烯膜高速电容器即可，C2用好一点的本尼克无极电解电容。L1线圈不宜用小线径的，要用Φ1.5mm以上的漆包线绕制，以免直流阻抗过大引起分频点的特性变差。L2由于不在信号通道上，可以适当放低要求。

三、箱体的设计制作
选好单元和设定分频器后，就可以设计箱体了。考虑到要有一定的低频能量，本箱按倒相箱设计。在这里，箱体的尺寸和倒相孔开口尺寸是基于单元的Thiele/Small参数设计的，最后要考虑到单元、吸音材料的体积的加入，应增加10％的余量，同时也考虑到分频器元件电阻对喇叭Q值的影响。因此，箱体的内容积还是设计得大一点留有调整余地为好。
Vifa厂家推荐P13WH-00-08的体积是5L，倒相孔直径25.4mm，长度38mm，此时的倒相孔调谐频率约为74Hz，F3为80Hz。该推荐的响应是QB3，属平坦期望响应中最差的一种，而且倒相孔的25.4mm内直径偏小了。我推算厂方的推荐值是按箱体泄漏耗损QL=15的情况下设计的。
我重新做了设计，在这里之所以没有将设计的内容积和倒相孔的相关过程列出来，是考虑到公式得出的参数与最后调校的实际制作有很大的出入，故没有一一列举。简单说一下，采用的响应是瞬态比QB3要好一点的SC4，内容积取值5.5L。倒相孔一般是取单元口径的10％～40％，不过如取值太小时，倒相管的非线性失真会加大。在大动态时，其输出声压的跟随能力将会变差，也就是说瞬态低。最后，本音箱的倒相孔内径选为36mm，调校的长度是73mm，此时的调谐频率为75Hz，F3即在-3dB的情况下响应为75Hz响应，对于一个5英寸的书架箱来说，应该不算低。
有人说，密闭箱内由于空气压力大，容易产生驻波干扰，导致声染色，影响中低频的清晰度，因此箱体的尺寸比例要求严格。我很同意这种说法，不过我认为倒相箱内部的空气压力与密闭箱的情况基本没有什么大的差异，一样要求箱体尺寸比例严格。
上面所说的5.5L内容积是净容积，而箱体的最终容积还应包括扬声器单元、分频器等所占的容积因而实际制作的箱体容积可取6L。箱体内部净空的高.宽、深尺寸比与音质有密切关系，如果尺寸比选择不当，有可能导致两个甚至三个轴向振动频率重叠，产生难以消除的驻波干扰，让声染色加重。为避免驻波的影响，本箱体宽(W)、高(H)、深(D)尺寸比采用1:2.1:1.46的尺寸比，它近似于可消除的驻波干扰的1:2.1:1.5尺寸比。
容积和尺寸比确定之后，即可计算出箱体内部的高、宽、深尺寸，计算所得尺寸要保留一位小数，以确保误差不大。图6是箱体制作尺寸图，除面板采用25mm厚的中密度板外，其余各障板用18mm厚的中密度板(MDF)制作，箱体外层用的是一种浅色木皮。该箱体的制作是到电器城让专业人士加工制作的，以保证加工的工艺和强度。

最后在箱体的左右、上下和后障板内壁添加一层比较密实的、厚约20mm的丝棉吸音材料，使低频的量感适中，让低音更清晰，瞬变更高。

四、结束语
该箱可应用在15m左右的环境中，灵敏度达到88dB，用20W的胆机或50W左右的晶体管放大器就能很好地推动。就我自己的听感来说，其分析力、瞬变和动态都有良好的水平，染色非常低，音色比较柔顺，清晰而透明，细节密度高。