当你选定了扬声器单元之后,随之而来的就是要选择和制作分频器。分频器分为普通式的分频器和电子分频器两大类。
电子分频器是将信号源传送过来的微小音频信号直接进入电子分频器。由电子分频将全频带(从低音到高音)的信号分成为高音和低音信号,分别传送到相对应的功放进行放大,然后再推动相对应的扬声器单元发出声音见图1。电子分频是一个相对比较复杂,但重播效果良好的音乐重播系统。电子二分频系统除分频器外,还需要4个声道的音频功率放大器。电子三分频系统,需要6声道的功放,而电子四分频则需要8个独立声道的功放。电子分频的优点是重播音色好,各频带间的平衡调整简便易行,但制作成本较高。
对于自制音箱来说,采用传统的功率分频器比较简单,见图2。从图中可以看出,传统的功率分频器只有L1、C1、L2、C2以及高音衰减电阻R等5个元器件就可以组成。L1、C1组成低通滤波器,通过它的作用,只保留音频信号中的低频部分去驱动低音扬声器单元。L2、C2组成高通滤波器,只保留音频信号中的高频部分去驱动高音单元。普通的二分频器还可以采用一只电感、一只电容的分频方式和比图2复杂的分频方式。这些不同的分频方式各有优缺点。但本文的出发点还是以最常见的图2为基础。
我们在附表中列出了在不同扬声器阻抗、不同的分频频率下的电感与电容的数值。
为什么要列出这么大的一堆数值?这自有它的道理。只要你的扬声器单元足够好,音箱的设计与加工合理,调试准确,不论分频频率采用2000Hz、3000Hz还是4000Hz,都可以得出一条平坦地、合格的测试曲线;但在主观听音时,不同分频点音箱的重播音色与音乐表现则大不相同。分频频率偏高的音箱,高频比较亮丽,但整体音色偏薄;分频频率较低的音箱,重播音色比较厚道、自然。当然这一切都是在一定的范围内进行的。如果分频点偏移过大,将会由于扬声器单元自身频宽的限制,造成高、低音的衔接不良。
有这样一条规律,这就是分频点选得越低,分频器所使用的电感和电容数值就越大,制作成本也就越高。所以有些不太负责任的厂家,将产品的分频点选得很高,这就保证不了音箱重播时的声音表现。
普通分频器虽然结构简单,但在制作方面,也有它的特性。
1.怎样选择电感线圈分频器所使用的电感线圈分为空芯线圈和铁芯线圈两类;而铁芯线圈又分为真铁芯和铁氧体芯两类。
在分频器中,空芯线圈的效果是最好的,但相对也是体积最大、制作成本最高的。空芯线圈的优点在于失真低、受扬声器磁场的影响小。在选择空芯电感线圈时,主要应注意电感线圈线径的选择。所选用的漆包线,一定要能够承载相应的功率电流。如果所用的线径偏细,在大功率下工作时,电感线圈容易过热烧毁。所选用的线径,通过计算,只要够用或有些余量就可以了。盲目加大线径,一来成本太高,二来加工起来难度也较大。
铁芯线圈和磁芯线圈(铁氧铁线圈)可以缩小线圈的体积,降低制作成本。但由于导磁体的介入,会引入由于磁饱和而造成的失真。同时也会由于扬声器单元磁场的影响,造成分频点的偏移。
在选择铁芯线圈时,铁芯自身的功率是一个关键。通过大量地实验证实,铁芯线圈功率只有达到或超过低音单元最大功率的50%以上时,才能以较低的失真正常工作。铁芯线圈由于铁芯材料磁滞的影响,使得重播音色甜化,但瞬态特性也有所降低。近年来的功率分频器,稍好一点的,基本上都采用空芯线圈。
空芯线圈以圆型漆包线绕制的成本最低。使用绞合线、六角线、带状线的成本会贵很多。目前已有不少品种的无氧铜漆包线,使用之后,重播音色会有所提高。
2.怎样选择分频电容
在分频器中,电容的可选择种类很多。从最普通的电解电容、无感电容、音频专用通心电容、涤纶、聚苯、聚丙电容应有尽有。但这些电容的价格也一种比一种高,有些个别名牌的电容,卖成了天价。
使用名牌的电容,固然有容值准确、性能稳定、重播音色好等优点。但对于中档左右的自制音箱来说,选择百元一只的电容,就有些成本偏高。
在选择分频电容时,低频通道可以选用精度高、质量好的电解电容反向串接,或在其两端并一只小型聚苯、聚丙电容见图3。这样做效果不错,价格又很经济。至于高频电容,由于容量小,价格相对比较低,适当选择好一些无妨。
对于高频衰减电阻的选择,主要是注意电阻本身的功率。用在大功率的音箱中,衰减电阻的功率相对也要大些;用在小功率的音箱中,电阻的功率也可以减小。否则就会造成大头小身子或小头大身子的不匹配现象。
总之,在选择分频器的元器件时,要目的明确,量体载衣,才是最经济、最合理的。
三、箱体加工
在音箱的制作过程中,音箱箱体的加工是至关重要的一环。在箱体加工中,最重要的只有两点,一是箱体加工尺寸精度要高;二是箱体材料选择准确。
在制作音箱箱体的材料中,有高级原木;有高强度的多层板;有合成材料;也有有机玻璃和石材等。所谓的高级原木,不单单指木材本身的高档、名贵,最重要的是木材本身要经过多年的干燥和老化处理。只有这样,才能保证制作的箱体不开裂,不变形。
经过前人多年的实践,制作音箱箱体的材料,以足够厚度的多层板和高级原木的音色最好,但价格也最贵。有机玻璃箱体的整体感也不错;中密度板,是制作音箱箱体最实惠的材料。
在音箱箱体的加工中,有如下的几种方法:
1.折弯法见图4。此方法是在计算好的、贴有PVC面料的长条中密度板上开V形槽,然后弯折、胶合而成的音箱箱体。大批量的音箱生产多采用此法。
2.镶条加固法见图5。在自制音箱中,根据图纸将板料切好,然后在板料的接口处,加上涂胶的木条进行加固结合。这种方法适合手工制作音箱。
3.拼装法见图6。这是一种音箱制作的新工艺。在音箱板的四周,用精密加工机械开有45°+90°的斜面和缺口。在手工制作的音箱箱体时,可以通过音箱板材90°缺口的自定位作用和45°的长斜面,只要在接口处涂上足够的胶粘剂,拼装后用绳子扎牢,待胶干后,即可得到加工精度高、坚固美观的音箱箱体。待音箱箱体完成后,只要对箱体表面进行喷漆,贴木皮等装饰处理,就大功告成了。
四、自制音箱的装配调试
在自制音箱的总装调试时,有以下的几个问题需要注意:
一是分频器与扬声器单元的连线+、-极千万不可接错。如果接错了,音箱的声音怎么也调不好。
二是在安装扬声器单元时,每只固定螺钉的松紧度要一致。否则音箱在工作时,容易产生意外的谐振。
三是倒相管的长度与箱内吸音材料的多少都要合适,否则对重播的音乐表现有影响。尤其是倒相管的长度,对音箱的测试频响的低端会产生直接的影响。上述的几部分都要多次地、细心地调整才行。自己动手制作音箱,是一个实践、长知识的过程。通过自己的辛勤劳动,即收获了音箱,又增长音箱制作方面的才干,还可以省下一部分购买成品音箱的钱改为它用,所以是一件多项收益的大好事。□