DIY音箱箱体的简单计算方法.docx

DIY 音箱箱体的简单计算方法（一）箱体的比例当爱好者制作扬声器箱体时，有各种不同的结构选择包括从立方体，圆管形，或矩形到许多其它的形状每种形状都有特殊的特性、优点和缺陷但是，常用的音箱不管是闭箱还是倒相箱大都是长方形的箱体，所以，本文就是对长方形箱体尺寸关系进行的讨论假定扬声器特性表中建议箱体容积 Vb 为 0.09056 立方米爱好者就能用这个值为实际扬声器单元确定理想的箱体尺寸了如容积已定，先要把所要求的内部容积的立方米单位转换为立方厘米，然后再求得结果的立方根，就可以得出所要求的高度、宽度、厚度了正方形箱体（即高度、宽度、厚度相同的箱体）对用于超低音箱是很满意的，因为这种箱体能通过增强内部驻波而提升箱体的总输出许多市售的超低音箱都是按这种样子设计的但是，本文的用意并非是用于超低音箱的，而是能覆盖全音频范围的两分频或三分频的音箱通过实践，许多音箱制造商已经采用了靠经验得到的 “黄金 ”比率或 “黄金分割率，这个比例或比率与根据理想比率0.618 而确定的箱体尺寸比有关举例来说，应用的是整数尺寸，如 6 单位的深度， 10 单位的宽度， 16 单位的高度，深度对宽度的比率=6: 10 = 0.60,而宽度对高度的比率=10: 16 =0.625 ，这些最终尺寸的纵横比与理想的 0.618 值相当接近的，因为该比率可使选出的近似尺寸不会出现增强内部共振的公共简正频率，所以这个比率已被确认为能产生最佳的声音。

二）计算内部尺寸假定所要求的内部纯容积为 0.0864 立方米，计算过程如下：1、 把 0.09056 立方米转换为 90560 立方厘米2、 假定取纵横比为 6： 10 ： 16，将这三个数相乘，得到积为 960 3、 把总立方厘米90560 除以 960 ，得到的商为 94.3 4、 现在，求出 94.3 的立方根，大约为 4.55 5、最后，用4.55乘以纵横比的三个值，分别为，6455 = 27.3 （厚度）， 10X4.55=45.5 （宽度），而 16X4.55 = 72.8 （高度）6 、 经过这些计算，将箱体的宽度、高度和厚度值相乘，和原来要求的箱体容积 90620cm3 相比较由于要化为整数，乘积可以稍有不同， 当有1 ％误差时可以认为是无关紧要的以上就是决定箱体最佳尺寸的全过程作为例子，读者也能选择其他的7： 11 ： 17 纵横比，或 34： 55： 89 而且按前面举例的同样方法进行当最佳值有 5 ％左右误差时，对放音质量仅有很小的影响三）关于误差假如读者遇到的是小容积的音箱，那么此时容积是与扬声器单元装在箱内占有的容积有关的读者可以把箱体容积做得稍为大些以补偿扬声器单元的容积。

假如在扬声器单元特性中没有给出扬声器单元的位移值,那么可以根据下述公式计算近似的位移值（或容积）： V=兀「2h ,式中，r是磁体半径，而h 是磁体的厚度或高度设磁体直径为 11.4cm（ 半径就是 5.7cm） ，厚度为2.5cm,容积为：3.1416 X5.7 2 2.5=255.2cm3现在，计算用下面公式计算锥盆容积：V=% r2h /3设锥盆直径为22.9cm,而高度为5.1cm,所以锥盆容积为：3.1416 的.52 5.1 /3 =706.3cm3 把磁路容积（ 255.2cm3 ）与锥盆容积（706.3cm3） 相加，给出扬声器单元容积为 961.5cm3 该值只不过比箱体所要求容积90560cm3 的 1 ％稍大些而已所以在这种情况下扬声器单元的容积是并不重要的只要扬声器单元的合成容积不超出总箱体容积的5％，在计算时就可以忽略不计了无论读者用什么样的比例，深度、宽度和高度的尺寸都不应该存在任何一个数的整倍数举例说来,不应该采用 8， 16 和 24，因为这些数都是8 的整倍数，所以在箱内将会出现有害的共振对超低音箱来说，因为这种箱需要共振，所以常常制成正方形的而且，这种音箱放音仅覆盖较窄的频段，故而箱体的共振增强了输出。

当然，也能利用开口箱形式进一步增强低音四）数学上的黄金切割率表示黄金切割率的数（也称为黄金平均值，黄金比例和黄金分割）是从划分线段得出的此时较短的部分对较长的部分之比等于较长的部分对线段总长之比值 （图 1 ） 设线段总长度为 1 ，且取较长部分为x ，那么较短的部分就是1-x ，这样导出的比率就是：[（1-x） /x]= （x/1）或x2=1-x （1）稍经排列，可给出一元二次方程：x2+ x-1=0 ⑵将此式与二次方程基本形式比较，可得 ax2+bx+c=0, 且应用该公式，x=（-b ）/2a x的正值（较长的线段）可得0.61803…，作为实际应用四舍五入为0.618 通过相减，较短部分的长度即为 0.382 ，正如方程（1）直接显示那样，该值是较长线段的平方读者还可以 （在理论上） 找到一个通过几何结构分割而得到的正确的分割点在图 2 上， ABC 是一个直角三角形，为方便起见，选择AB 为 2 单元，而BC （垂直于AB）选定为1,根据勾股定律，AC =以C为圆心，半径=BC=1作圆弧，交于斜边上D点，得AD = -1再以A为圆心，AD为半径作圆弧，交AB于G点，该点即为分割AB的黄金比率。

较长部分 AG = -1,而较短的部分GB = 2—(-1)=3-应用这些值，我们能够看出GB/AG = AG/AB是相同的黄金比值也能从其它数学运算中得到例如，有一种费班纳赛序列(FIBONACCI SERIES ) ，这种数制序列中每个数等于前面两个数的和) ： 1 ，2， 3， 5， 8， 13， 21 ， 34， 55， 89， 144 ， 233 ， 377 ，等等稍作验算，数序怎样建立就清楚了，取连续的一对数的比率看其结果：1: 1=1; 1: 2 = .5; 2: 3 = .67…；3: 5=.6; 5: 8 = .625; 8: 13= .61538…；13: 21 = .61904 -21 : 34= .61764…；34: 55= .61818…；等等黄金比率在许多方面都有出现，例如，正五边形对角线的线段，在测量五个正几何立体金字塔的一定比率，而最显着的是在自然界中，假如读者能获得一个大的成熟的向日葵，请注意花簇头部的顺时针和逆时针方向的螺旋纹，仔细数出两个方向的螺纹数，取较小的数和较大的数的比率，再和 Fibonacci 数序的比率比较显然，这是一个值得注意的比率，而且当引入到扬声器箱体尺寸后，扬声器箱放音非常优良就没有什么奇怪了。

介绍一组关于开口箱系统的简便计算公式1 箱体有效容积 Vb 的计算 :Vb=20*Vas*QtsA3.3其中 :Vas 为扬声器单元的有效容积 ,单位为升Qts 为扬声器单元的总 Q 值2 箱体谐振频率Fb 的计算：Fb=Fs*(Vas/Vb『0.31其中： Fs 为扬声器单元的谐振频率3 开口箱频率响应截止频率(-3db)F3 的计算：F3=Fs*(Vas/Vb『0.444 扬声器单元实用边际( 高端 ) 频率Fm 的计算 :Fm=345/(2*Ds)其中 s 为扬声器单元振膜的有效直径, 单位为米5 开口箱导管的允许最小直径Dmin( 米) 的计算：Dmin=(Fb*Vd『0.5Vd=Sd*Xmax其中： Vd 为扬声器单元振膜在最大振幅时所推动的体积，单位为立方 米Xmax 为扬声器单元振膜的最大行程, 单位为米Sd 为扬声器单元振膜的有效面积, 单位为平方米6 开口箱导管的长度(米) 的计算 :Lp=((2362*DvA2)/(FbA2*Vb))-0.73*Dv其中 : Dv 为给定导管的直径,单位为米Vb 为箱体的有效容积，单位为立方米自制音箱的业余调整方法自制音箱的业余调整方法鄙人也是一个爱好者 ,虽说现今高烧已退，但还是心怀技痒,将音箱调整的一点心得提供大家参考.所有的调整建立在正确的箱体设计上 ! 由于倒相箱和-12dB 分音器较为常见 ,先谈谈倒相箱 .调整的三要素:1] 音箱谐震频率的调整.2]分音器的交叉频率的调整.3]分音器（低通和高通）的Q值的调整.调整的目的 :1] 是要让扬声器的阻抗谐震峰被音箱所抑制,这样低音失真最小,且音质纯正.2]分音器的衰减交叉点落在正确的分频点上.（至于是-3dB还是-6dB交叉，咱们弄懂基本的才能接着讨论）3] 通过给喇叭加阻抗补偿来使分音器的 Q 值逼近理想的分音曲线,使放音解析力和清晰度提高 .一般来说,此三点精度达到目的,音质就有了保证.其余的调整项目又是建筑在此基础之上 .而且大部分是单元性质来决定了 .请准备以下东东 :雨果发烧碟（一）.有喇叭花的{ （我的碟） }更好．2] 万用表一只.3]1K/1W 电阻一只 .4] 方格纸一张.明天我们用随处可抓的简单工具来调整我们的宝贝,让它好好出声.1] 音箱谐震频率的调整.将高低音扬声器，分音器装入箱体（因为它们都要占居箱体容积），分音器，高音不用接线，通过音箱接线柱直接将低音单元接入功放，开机放一段小曲，将音量调到你平时喜欢的音量，注意电位器是几点钟方位（以后还有功放与音箱的调整，也就是所谓的搭配，有时间再撰文专谈这一节。

用万用表交流挡量一量电压， （我想数字万用表大家都有吧，没关系指针式也一样量注：音量也是音质的函数好，现在，将1K 电阻（是为了隔离功放内阻）串入其中一个接线柱，万用表接在扬声器端子上，放雨果的 400H-1K 段的音频信号，看看万用表电压是多少，微调音量电位器使指示值为一整数，（如果电压值太小，可减少电阻值，其从20欧-1K都可以的，只不过误差大点，严格的说是要用毫伏表的）现在，放25H-到1K （1K以上咱们得等到调分音器时再说）的音频信号，在方格纸上描点作图，一条阻抗曲线出来了有[我的碟]这张 CD 的朋友可以放那段10H-99H 的音频信号，这可是扫频，每5 秒一赫，描点作图，图可媲美仪器我们一眼就能看出被测音箱是不是符合设计，良好的设计有两个谐震峰（两峰夹一谷）且对称，现在把低点的称为F1,谷点称为F,高点的称为 F2,且F/F1=F2/F （啊，啊，真是越说越多，这个比值只有一个值音质最好，这个咱们以后讨论）不过你可能要失望：[1]也许你只有一个峰，那就是说你的音箱是个失败的设计，要大动干戈这是两个极端 箱体和倒相孔太大或太小[2] 有两个峰但不对称，好，有救，我们就是要使它对称。

a）前峰大，倒相孔大，倒相管短b）后峰大，倒相孔小，倒相管长由于倒相孔以开好，改变比较困难，所以只有改变倒相管长度来使两峰对称了当然，我们一下子要调到长短正好合适，也是难事，有一个公式，具体内容我忘了，有机会算出来再贴出来吧暂时以 1 公分的长度递减或递增 ,最后等吸音棉定下来时还要微调的 ,吸音棉会增加容积.两峰对称了，我们的箱子就调好了等到我们再调好分音器后，再根据喇叭特点用吸音材料来微调喇叭的某段的频率的凸起和音箱的 Q 值再用 RMAA 软件测试音箱，（电脑已普及了，现今发烧可容易多了）来点高级点的猛料再给大家一个思考题：为什么一个6.5寸的喇叭即可做书架箱又可做落地箱 ?明白这一点,你就知到从单元到箱体体积,倒。