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音箱箱體設計漫話 [复制链接]

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以前用另一ID發過,整理重發。

密閉箱體設計
T/S參數定義:VAS,驅動器的空氣等效容積。VAS具有的聲順等于驅動器振動系統的聲順。
VAS=ρ·c↑2·CAS
其中CAS是驅動器支撐的聲順。
換種說法:VAS是令驅動器諧振頻率提高到自由空間中數值的√2倍的密閉音箱中的空氣容積。


ρo:空氣密度
C:聲速
SD:等效輻射面積
Co:順性
驗證一下這條的式子
SEAS H1488-08 L16RNX


ρo:1.18 Kg/m↑3  C:344 m/s  SD:.0104m↑2  Co:0.0011m/N
計算結果 VAS=0.0166 m↑3,即16.6 Litres,seas提供的數據為 16 Litres

密閉箱箱體諧振頻率計算

Fc:箱體諧振頻率
Fo:單元諧振頻率
Vc:箱體淨容積
Vas:單元等效容積
驗證一下這條的式子
seas H416 P17REX
VAS: 30.5 Litres,Fo: 34Hz,裝入淨容積 12 Litres閉箱,計算結果:FC=63.9 Hz.



無聲室測試結果,看看阻抗曲線,准確性如何?

The Laboratory
  The Seas laboratory is located in the south end of the Seas building, resulting in a very little traffic noise, and as far away as possible from our mechanical production. We have an anechoic chamber, a reverberation room (used today as a storage room), a laboratory with lots of measurement systems, offices, listening room, and two meeting rooms.
The south wall has only one opening of 1 x 1 m for free field measure infinite baffle measurements. This is today more an interesting curiosity since it’s no longer being used. In the basement, we have a well isolated room for long term power handling tests of loudspeakers. We also have an enormous storage room in the basement for physical storage of different projects and samples going back, more than 30 years

The anehoic chamber
The anechoic chamber consists of a shell of concrete and Leca that rests on coil springs (16 x 3 ) to dampen noise from vibration in the ground. The mass (approx 200 tons) together with the springs results in a 2. order low pass filter with a cut off frequency of 2.5-3 Hz. The dimensions inside the shell is ( L x W x H ) 960 cm x 650 cm x 755 cm.
All walls inside the anechoic chamber are covered with mineral wool wedges placed 5cm from the walls. These wedges together with the 5cm air layer represent an absorber/resonator which gives an absorption coefficient of more than 0.99 for frequencies above 70 Hz. The floor in the anechoic room is a net made from tensioned steel wires.
The entrance into the room consists of two coupled steel doors which opens outwards, together with a 1m thick frame construction with wedges which open inwards. Loudspeakers, microphones etc. can be connected to the measuring equipment outside the room with a sophisticated cable system. The cables are led into the room through noise traps.
A system of hooks from the roof and the floor gives us the possibility to mount different installations in different ways. The available room within the wedges above the wire floor is (Lx W x H): 750 cm x 440 cm x 480 cm. The room can be used for all kinds of free field measurements.


Our measurement systems
Klippel
We’re using the Klippel measurement system to develop and document.
WinMLS
The WinMLS is another very good measurement system, developed by Lars Morset in Norway.
SeasGraph
SeasGraph is our own viewer for all the different measurement system. We needed a really good program to compare and present our measurements, and ended up by designing our own computer software.
Comments to the datasheets
The resonance frequency (f0) and the impedance at resonance (Z0), are measured using a 2 VRMS sine signal.
Our woofers are measured in a closed cabinet with outside dimensions according to the table you will find here. The cabinet is loosely filled with damping material.
All loudspeakers are measured at 0.5 m/2.83 V on axis in our anechoic chamber using the TRF-module from Klippel GmbH. The microphone is a B&K 4133.
Before measuring the T/S-parameters the driver has been run in at near maximum excursion in free air using a sine signal at f0 for 2 min. The resonance frequency and impedance at resonance are measured using a 2 VRMS sine signal.
The moving mass and the BL-product are measured with the laser equipment from Klippel GmbH.

Below, you will find some information which may make it easier to interpret the technical data.
Power data is given with reference to IEC 168-5. The signal is white noise, shaped to a defined spectrum, and amplitude limited so that the peak voltage is two times the RMS voltage.
The maximum noise power which the drive units can take without permanent damage for sixty cycles consisting of one second ON and one minute OFF is the specified short term maximum power.
The specified long term maximum power is defined as above but with ten cycles consisting of one minute ON and two minutes OFF.
The mounting conditions in the above tests and during the sound pressure frequency response measurement are identical.
Voice coil inductance is a controversial topic since the loudspeaker impedance towards higher frequencies can not be represented by a simple inductor. We have calculated the inductance value at the frequency where the impedance has risen 3 dB from its minimum above the resonance frequency.
Resonance frequency fs is measured using 2 Vrms sine wave. Please be aware that differing power levels and measurement methods may give significantly different fs, and consequently different values for other parameters dependent upon fs.
Suspension compliance Cms (the inverse of the suspension stiffness or spring constant) is related to the moving mass Mms and the resonance frequency fs by the equation:
                                  ( 2 ∏ fs) ² . Mms .  Cms = 1
Linear coil travel is the total distance peak to peak which the coil can move with no significant change in the force factor.
Maximum coil travel is the total distance peak to peak which the coil/cone can move without experiencing gross mechanical non-linearities and limitations.

密閉箱容積計算

Vc: 聲箱的淨容積,單位 Liter.
VAS: 單元的等效容積,單位 Liter.
Fc: 聲箱諧振頻率,單位 Hz.
Fo: 單元諧振頻率,單位 Hz.
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BASS-REFLEX·低音反射式·箱體設計

BASS-REFLEX·低音反射式,密閉箱中附加聲管的聲箱,容積設計與密閉箱一樣。

Vc: 聲箱的淨容積,單位 Liter.
VAS: 單元的等效容積,單位 Liter.
Fc: 聲箱諧振頻率,單位 Hz.
Fo: 單元諧振頻率,單位 Hz.
附加聲管的長度計算

Lv:附加聲管的長度,單位 cm.
Rv:附加聲管的截面等效半徑,單位 cm.
Vc:聲箱的淨容積,單位 cm↑3.
Fb:附加聲管的諧振頻率,單位 Hz.
附加聲管的截面積Sv,取值與聲管的Fb,單元的Sd及單元的Xmax有關。
Sv有最小值要求,低于最小值,結果是災難性的......
表達式 Sv≥K·FXmax·Sd

K就在這圖背后......

天書Loudspeaker Design Cookbook 7th editon BY Vance Dickason
聲管計算


上圖,dV為附加聲管的直徑,Vd為最大線性位移體積=Xmax·Sd.
負責任的說,天書Loudspeaker Design Cookbook 7th editon BY Vance Dickason,聲管計算的dV坑死人不賠。
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常用的T/S參數

FO:驅動器(單元)振動系統的自由空間諧振(共振)頻率
QMS: 驅動器(單元)機械力阻的等效電阻與頻率FO處動生阻抗的比值
QES: 驅動器(單元)音圈直流電阻與頻率FO處動生阻抗的比值
QTS: QMS與QES的并聯值,QTS=(QMS·QES)/(QMS + QES)
XMAX: 驅動器(單元)振動系統單方向位移的允許峰值
SD:驅動器(單元)的等效輻射面積
VAS: 驅動器(單元)的空氣等效容積
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原帖由 后贝加尔方面军 于 2013-12-14 16:24:00 发表
几个星期没看这个议题,发现又多了一些观点,还挺有趣的。80HIFI摄影贤弟大彻大悟,终于懂得了以德服人之道,进步很快,值得夸奖。31哥听不进摄影贤弟的教诲,得寸进尺地拿起自己的鸡蛋去攻打别人的宝石,感觉不是狂妄而是可怜。为了保护下一批鸡蛋不再破坏,还是温馨地给点善意的交谈,以消除误会。(1)喇叭的谐振频率跟弹簧振子性质相同,与弹性系数的开方成正比,与振子质量开方成反比。钛膜球顶高音与丝膜球顶高音,振膜的质量轻,折环的硬度相对较高,因而能够播放良好的高音;低音喇叭的振膜质量大,定心盘和折环比较柔软,因而能够播放有力的低音。一个做好了的喇叭,自振频率就固定不变,在使用上必须用在合适的频段才能获得最佳效果,放到别的频段就不适应了。31哥同一款喇叭可以装在不同的箱体工作在不同的谐振频率,没有使用范围的约束,任何频段都能适应,这样的喇叭质量一定是世界第一。这么好的喇叭,用一个就够了,又何必用两个同样的单元设计成不同的频率放在不同的独立声腔呢?难道闲得无聊、没事找事干?如果喇叭确实没有这个能耐,而你却想怎么用就怎么用,不管它适不适应,随心所欲,这也太不负责任了吧?这样的音箱,除了滥竽充数还有什么好处?如果真的想把频率分细点,你就得学人家强悍兄,用大口径的喇叭做重低音,用小一点的喇叭做中低音,各个喇叭放在不同的箱体,分别工作在不同的合适频段,才能出最佳的效果,而不是像31哥一样两个频段都用同一个喇叭。(2)音箱的谐振频率跟喇叭自身的自振频率和箱体有关,跟喇叭个数无关。装在箱体里的空气会被振膜压缩和扩张,像一个空气弹簧,它的作用,跟空气的密度、温度、压强、体积、箱体密闭或倒相形式、吸音材料设置有关,空气的密度、温度、压强大家都一样,不在讨论范围,箱体做完后,体积、密闭或倒相形式也固定了,谐振频率就不改变,喇叭数量的增减既不影响喇叭自身的自振频率,也不影响箱体的谐振频率,只影响阻抗和功率搭配上的改变,如何计算,得向强悍兄或其他高人请教,31哥自己也可以列出理论计算过程,让人信服。如果31哥对自己的论点那么自信,又何必做贼心虚,不敢用实践来检验自己的观点呢?一个运动员必须经过努力训练、参加过各种比赛才能提高成绩,一个没有当过运动员的人信口开河地去当体育裁判,岂不成了天大的笑话?还自己感觉飘飘然地升上了天。其目的只有一个,帮助不良商家掩盖缺点,推销产品。摄影贤弟有时也不傻,知道说话自相矛盾的人会让人捧腹大笑。好了,音箱的讨论到此结束,军不才,不会当裁判,不想继续奉陪下去,还是让后面的高人去指点吧,军洗耳恭听,认真学习。谢谢摄影贤弟的支持,谢谢强悍兄,让人大开眼界,了解了什么叫高水平的制箱技术。占用了麦哥的版块,也谢谢麦哥,向麦哥说声再见!








后贝加尔方面军,天才大师,如果天才大师中学数学合格,应该可以理解。
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原帖由 后贝加尔方面军 于 2013-12-14 16:24:00 发表
几个星期没看这个议题,发现又多了一些观点,还挺有趣的。80HIFI摄影贤弟大彻大悟,终于懂得了以德服人之道,进步很快,值得夸奖。31哥听不进摄影贤弟的教诲,得寸进尺地拿起自己的鸡蛋去攻打别人的宝石,感觉不是狂妄而是可怜。为了保护下一批鸡蛋不再破坏,还是温馨地给点善意的交谈,以消除误会。(1)喇叭的谐振频率跟弹簧振子性质相同,与弹性系数的开方成正比,与振子质量开方成反比。钛膜球顶高音与丝膜球顶高音,振膜的质量轻,折环的硬度相对较高,因而能够播放良好的高音;低音喇叭的振膜质量大,定心盘和折环比较柔软,因而能够播放有力的低音。一个做好了的喇叭,自振频率就固定不变,在使用上必须用在合适的频段才能获得最佳效果,放到别的频段就不适应了。31哥同一款喇叭可以装在不同的箱体工作在不同的谐振频率,没有使用范围的约束,任何频段都能适应,这样的喇叭质量一定是世界第一。这么好的喇叭,用一个就够了,又何必用两个同样的单元设计成不同的频率放在不同的独立声腔呢?难道闲得无聊、没事找事干?如果喇叭确实没有这个能耐,而你却想怎么用就怎么用,不管它适不适应,随心所欲,这也太不负责任了吧?这样的音箱,除了滥竽充数还有什么好处?如果真的想把频率分细点,你就得学人家强悍兄,用大口径的喇叭做重低音,用小一点的喇叭做中低音,各个喇叭放在不同的箱体,分别工作在不同的合适频段,才能出最佳的效果,而不是像31哥一样两个频段都用同一个喇叭。(2)音箱的谐振频率跟喇叭自身的自振频率和箱体有关,跟喇叭个数无关。装在箱体里的空气会被振膜压缩和扩张,像一个空气弹簧,它的作用,跟空气的密度、温度、压强、体积、箱体密闭或倒相形式、吸音材料设置有关,空气的密度、温度、压强大家都一样,不在讨论范围,箱体做完后,体积、密闭或倒相形式也固定了,谐振频率就不改变,喇叭数量的增减既不影响喇叭自身的自振频率,也不影响箱体的谐振频率,只影响阻抗和功率搭配上的改变,如何计算,得向强悍兄或其他高人请教,31哥自己也可以列出理论计算过程,让人信服。如果31哥对自己的论点那么自信,又何必做贼心虚,不敢用实践来检验自己的观点呢?一个运动员必须经过努力训练、参加过各种比赛才能提高成绩,一个没有当过运动员的人信口开河地去当体育裁判,岂不成了天大的笑话?还自己感觉飘飘然地升上了天。其目的只有一个,帮助不良商家掩盖缺点,推销产品。摄影贤弟有时也不傻,知道说话自相矛盾的人会让人捧腹大笑。好了,音箱的讨论到此结束,军不才,不会当裁判,不想继续奉陪下去,还是让后面的高人去指点吧,军洗耳恭听,认真学习。谢谢摄影贤弟的支持,谢谢强悍兄,让人大开眼界,了解了什么叫高水平的制箱技术。占用了麦哥的版块,也谢谢麦哥,向麦哥说声再见!




当Vc无限大,Fc=Fo;当Vc趋向无限小,Fc趋向无限大;Vc=0,式变成无理,停振。

还要解释吗?天才大师后贝加尔方面军?
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同一腔体使用N个同型号单元,Fo不变,等效容积Vas单个的N倍,还要解释吗?
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从文革至今,藕也算身历过风浪,这种扣帽见惯见熟。
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原帖由 后贝加尔方面军 于 2013-11-21 19:55:00 发表
(5)大家无须纸上谈兵,如果家里有双喇叭型式音箱的网友不妨一试,把你的喇叭拆掉一个,用木板把拆出来的喇叭孔封闭,变成单个喇叭的音箱,比较一下改装后单个喇叭的音箱跟原来两个喇叭的音箱在相同正常总音量下播放的音质有多大差别,便会真相大白,这种试验,我的几个音响朋友处于好奇,已经尝试过了,事实胜于雄辩。


这世上也只有天才大师才会这样教别人
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回复 6# 80HIFI摄影 的帖子

谢谢
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回复 13# jlcbrl 的帖子

天才大师嘛,当然要府视我们这些凡人。
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回复 14# Real 的帖子

谢谢
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隔帖回应一下另一位天才大师



这张照片十年前就发在168

藕2003年设计的恒定偏置半波合并功放,无大环路负回输。


粗略说一下恒定偏置半波放大

以推挽电路为例,功率输出级和推动级,静态设定一合适工作电流;动态时,推挽电路的上下臂只有一臂处于放大工作状态,另一臂维持设定的静态工作电流不变。

这样,电路不存在交越失真,同时有相当高的转换速度。

换个角度,此电路可等同单端放大。
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另一位天才大师,睁开阁下的天才之眼,看清楚藕在那帖里的发言:

原帖由 3l 于 2013-11-21 22:51:00 发表
这种试验误导天下。
双低音单元设计的箱体,改为一单元后,箱体的谐振频率已经改变了。


原帖由 3l 于 2013-11-21 22:53:00 发表
要做仲裁者,先练好武功吧。


原帖由 3l 于 2013-11-21 23:49:00 发表
这世界没有完美无缺,设计师会权衡利弊。

例如反射式箱体,采用双低音单元,两个单元可设计不同谐振频率的独立声腔,两声腔设置不同的反射管谐振频率......

诸如此类。
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原帖由 3l 于 2013-12-15 21:09:00 发表
隔帖回应一下另一位天才大师



这张照片十年前就发在168

藕2003年设计的恒定偏置半波合并功放,无大环路负回输。


粗略说一下恒定偏置半波放大

以推挽电路为例,功率输出级和推动级,静态设定一合适工作电流;动态时,推挽电路的上下臂只有一臂处于放大工作状态,另一臂维持设定的静态工作电流不变。

这样,电路不存在交越失真,同时有相当高的转换速度。

换个角度,此电路可等同单端放大。


另一位天才大师,睁开阁下的天才之眼,看清楚:
BJT对称电路(差分,互补推挽)工作时

展开成泰勒级数,並经三角函数变换:
Ic1= a0 + a1 cosωt + a2 cos2ωt + a3 cos3ωt + ......
Ic2= a0 - a1 cosωt + a2 cos2ωt - a3 cos3ωt + ......
Iout = Ic1 - Ic2 = 2a1 cosωt + 2a3 cos3ωt + ......
偶次谐波消失......
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剩下的奇次谐波会引致什么?天才大师赶快去查资料
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原帖由 3l 于 2013-11-28 16:20:00 发表
基本选择沉默,偶尔抽天才大师一下。


这就是藕的态度
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