制作低音炮，大师的秘密。方案、说明

制作低音炮，大师的秘密。无线电电子电气工程百科全书

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是时候看钢琴了

如果没有声音信号的低频分量，今天成熟的声音传输是不可想象的。因此，越来越多对车内音质不无动于衷的驾驶员，用扬声器来补充立体声音响和一对扬声器（美国安装人员会说“甲板和两个”），以扩大可再现声音范围上限，尤其是下限。

由于20Hz-150Hz的信号对立体声效果没有实际影响，所以习惯上将其分成一个通道，用一个音响外壳装饰，从而简化电路设计，节省车内空间。由于低音范围内的声音会绕过障碍物传播，因此您可以将低音炮箱体放置在汽车的任何空闲部分。音箱由不同的材料制成：胶合板、刨花板、塑料。还有使用乐器木材的工匠。

低音炮的声学设计，如果不是一套现成的工厂制造零件，通常包括：针对特定订单设计和计算声学系统、制造隔音罩并将系统安装在汽车中。因为低音炮声学需要创造力，所以每个安装大师都会找到自己的关键来实现它。在与客户就基本问题达成一致后，大师开始对未来的声学进行详细的计算。数十种低音炮音箱设计可归纳为几种基本类型，其中最著名的是封闭式、反相式和无源扬声器系统。

在设计低音炮扬声器系统时，通常力求获得良好的传递函数，即其产生的声压与复杂的输入信号的良好比率。上述三个系统的传递函数在原理上分别类似于二阶和四阶高通滤波器的传递函数，幅频特性向低频的衰减陡度为每 12 dB。倍频程和每倍频程 24 dB，低音炮工作频率范围内的最终频率响应取决于所使用的扬声器的特性、所使用的分频滤波器、外壳的设计和材料以及功率放大器的功能。鉴于低音炮声学设计的所有这些特点，工匠们寻求降低移动扬声器系统的位移幅度，从而提高输入电功率水平以及最大声压，这将有助于减少其过载和信号失真。

为了详细研究设计，今天您可以使用特殊的计算机计算程序，在“输入端”设置低音炮参数，并在“输出端”获取扬声器箱体的推荐特性。有时，为了计算箱体的某些体积特性，安装人员必须使用“当量”：如果低音炮制造商给出了有关音箱箱体类型及其体积的建议，那么计算低音炮本身的体积并不容易，是指由于其几何形状的复杂性而被其排出的空气体积。一些细心的安装人员有时会使用某种均匀的松散物质（当然不会损坏扬声器的表面），将其填充并测量排出的空气的等效体积。

隔音罩是整个低音炮扬声器系统中最重要的元件。它不仅应该具有最佳的内部体积来容纳扬声器和必要的组件，而且还应该具有足够的强度——不仅是机械强度，而且是声学强度。事实上，动态型低音炮的工作原理就像一个泵，压缩扩散器前面的空气，并从后侧沿轴向使其稀薄。在这种情况下，两侧的压力相等，但相位相反，因此，如果扬声器的前后表面没有绝缘或绝缘不足，就会发生“声短路”。为了避免这种情况，有必要为从扩散器后侧发射的声信号提供相移，例如半波长。这是通过安装“条形音箱分区”来实现的，通常以箱子的形式封闭。这个挡板越大（或者主体体积越大），理论上信号的音调就越低，从而不会被声学封闭。

如果物体的体积（即其中包含的空气团的大小）影响其共振频率的高度，那么物体的形状主要影响由于物体自身共振而产生的驻波的形成，驻波发生以特定频率。为了防止驻波的形成，他们将扬声器从隔音罩的中心移开。在这种情况下，扬声器与所有墙壁距离相等的立方体音响外壳被认为是最不幸的。

扬声器相对于机箱壁的位置

外壳的设计在很大程度上决定了低音炮系统的声学特性，尽管其结构中使用的材料也同样重要。如今它们可以是：木材、塑料、有机玻璃、陶瓷甚至混凝土。大多数工匠认为中密度板 (MDF) 是最实用的：它们具有良好的隔音性能、价格实惠、密度均匀（与胶合板不同）、比重高，而且也适合木工。还应该指出的是，制造具有竞争力的汽车音响系统的工匠在制造低音炮箱体时经常使用奇异或透明的材料，并不是因为其不寻常的特性，而是为了追求外部原创性或渴望展示系统的内部结构。

封闭系统

最佳低音炮箱体尺寸

此类系统具有良好的声学特性且结构简单。外壳的体积决定了所安装的低音炮最佳性能的频率范围的限制：如果给定扬声器的音量不足，则外壳内部的压力将高于外部，并且最低的音调将被衰减。随着音量的进一步减小，低频成分的损失会增加，反而会强调较高的音调，增强“底鼓效果”，而不是浑厚而清晰的低音。因此，当空间有限时，最好使用较小的低音炮，例如8英寸低音炮，而不是尽可能限制10英寸或15英寸扬声器的箱体。

将箱体的音量增加到制造商推荐的低音炮以上可以增加最低频率的输出，但安装人员在将其安装在汽车中时将面临更多问题。上图描述了各种直径的低音炮建议的最佳箱体尺寸。

倒相系统

为了寻找更高效的低频扬声器声学设计方案，工匠们几十年前就开始使用带有反相器和各种类型声学管道的外壳。近年来，随着高保真设备的发展，人们对它们的兴趣尤其增加，因为它们可以扩大可再现频率的范围。一些工匠发现值得花费额外的精力来超越封闭设计并获得低频响应增益。

在反相情况下，使用圆柱形或矩形管，通常调谐到特定频率。使用这种音箱的低音炮的声学设计需要安装人员具有丰富的理论知识和经验，因为为了获得良好的传递函数，需要协调诸如音箱的辐射电阻的相互影响等因素。扩散器和反相管穿过相互振荡的空气团。

例如，计算品质因数以及设计和设置反相器时出现的错误是扬声器系统“发出咕噜声”或低音“模糊”的原因。即使将反相管调谐到所需的频率，如果其中的体积空气速度超过允许的速度（不应超过空气速度的 5%），它也可能成为非线性失真源。声音）：在这种情况下，气流变得紊流。倒相系统的传递函数（声压）对倒相器频率失谐的敏感性非常高，并且在最终组装之后，可能需要进行微调。

在评估特定低音炮系统的效率和音质时，从业者经常使用声压级分析，例如在其工作频率范围的三分之一倍频程中。实时分析工具可用于测量成品低音炮系统的此电平和其他重要特性（参见“12 Volt Wizard”第 3 期，1997 年）。音频专家主观评估的合法性也得到认可。

适合轻低音的重箱

这并不是说制造汽车低音炮的外壳或扬声器非常困难。如果您遵循专家的指示和建议，那么即使使用有限的手动工具，有能力的工匠也能够制作出优质的扬声器系统。如上所述，工匠最常使用 MDF 型刨花板，它具有必要的机械和声学性能。不太常用的多层胶合板。根据木工大师的资质，锯切并安装盒子表面的角落对他来说可能很困难。仅使用手动工具实现高质量连接尤其困难。在这种结构的制造中“流行”，根据“燕尾”原理的表面铰接是不合适的，因为大多数刨花板，如多层胶合板，不具有粘合剂组合物和颗粒的结构所需的机械强度填料。该图显示了用于制造汽车低音炮系统箱体的某些类型的角接头。

大师的样子

Victor Polyakov，“俄罗斯游戏”公司

我们在实践中发现，重视汽车音响系统音质的客户更喜欢低音反射式设计，尽管会增加成本。此外，低音炮制造商还提供了计算箱体、管道和分频截止频率的建议，使我们的任务变得更容易。

我们还确保隔音罩使用高质量材料的合理性。我们使用尊宝细颗粒板。对于低音炮来说，XNUMX英寸的板是理想的选择，它不仅坚固、加工精良，而且具有良好的声学性能，无需额外的表面处理。内部装饰采用了特殊的泡沫橡胶，为了整体设计的完整性，箱体上覆盖了地毯和特殊的透声材料。

我们公司现在拥有此类材料的完整颜色系列，重要的是客户可以更好地了解其汽车中的可用选项和声学选项。

Dmitry Gurinovich，“Remers-Center”公司

许多客户倾向于在汽车声学材料上节省一百或两块钱，因此我们发现可以成功地使用20毫米胶合板和15毫米刨花板来制作低音炮箱体，特别是因为今天您可以使用热塑料、特殊声学胶或柔性胶水，固定和密封效果非常好。乙烯基涂层具有良好的外观和密封性，这对于汽车的状况很重要。我们相信这种最佳的充足性是正确的方法。当我们收到非常昂贵的订单时，实木就会发挥作用。

一般来说，材料的选择直接取决于客户的财务状况。

谢尔盖·杜迪列夫，SV Art 公司

在计算盒子时，首先，您需要记住要在盒子中装入哪个扬声器。众所周知，制造商通过技术特性的描述来完成其产品，其中应标明相同扬声器的参数。显然，这极大地简化了安装人员的工作。一些制造音响的公司为音箱提供不同的配置选项，以便从同一扬声器获得不同的音色。当与具有一定音乐品味的客户合作时，这是一个很大的优势。

如果在安装过程中，您必须处理预先未知参数的扬声器或需要更准确的重新检查，那么这些必要的数据可以通过您自己的测量来获得 - 使用声音发生器。据信，这种方法更准确，但更费力，因此需要大量的材料和时间成本。

原则上，对于任何扬声器，都可以制造任何配置的箱体。没有硬性限制 - 这完全取决于安装人员追求的目标。我们以一个普通的封闭盒子为例。由于体积小，扬声器的阻尼非常高，因此能够承受很大的功率。然而，当音量增加时，可能会出现轰鸣声。通过增加箱体的体积，我们降低了轰鸣声，但同时，输入功率的限制也降低了。我们通常设计的盒子可以让扬声器发出不错的功率而不会发出嗡嗡声。

我们用优质胶合板制造盒子。此外，为了达到最佳质量，我们用两层 10 毫米胶合板制成箱壁，并用特殊胶水连接。因此，壁厚至少为20mm；对于 10 英寸扬声器，允许的最小值为 15 毫米。从内部看，胶合板墙必须粘贴吸音材料。

盒子的梯形形状是我们选择的并非偶然。这种配置立即消除了一对驻波方向。盒子的壁最好不平行，所以梯形非常适合我们。另外，由于汽车行李厢的配置，这种形式的箱体也更加合理。

出版：cxem.net

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