箱体类型
倒相箱:最常见的带倒相管音箱
倒相箱是一个带开口的箱体,开口里装有一根管子,也就是倒相管。无论是商店里的成品还是 DIY 套件,它都是最常见的音箱类型,因为同一只单元在倒相箱里能得到比密闭箱更深的低音。
工作原理
倒相管里的空气有质量,箱内的空气有弹性。两者一起构成一个谐振器,它有自己的频率,即调谐频率。在调谐频率附近,倒相管与振膜同相发声,增强低音。恰好在调谐频率上,振膜几乎停住,几乎只有倒相管在发声。所以倒相箱在调谐频率处振膜冲程最小。
在调谐频率以下情况反过来:倒相管与振膜反相,低音以每倍频程 24 dB 的速度陡降。此时振膜不再受到制约,冲程迅速增大。因此调谐频率以下最好加一个滤波器,切掉最低的频率。
计算结果
为了便于比较,本系列箱体类型文章中的所有曲线都由 Loudsmith 针对同一只 6.5" 低音单元 SB Acoustics SB17NRX2C35-8(Fs 36.5 Hz,Qts 0.43,Vas 27 l)计算。0 dB 是单元在中频段的声压级。这里是 29.1 l 的倒相箱,倒相管 Ø 44 mm、长 99 mm,调谐在 33 Hz。
总响应振膜倒相管13.6 l 密闭箱(对比)
从曲线上可以看出它的原理。蓝色虚线表示的振膜在 33 Hz 处有一个深谷,那里几乎只有倒相管(橙色)在发声。总响应在调谐频率以上是平直的,以下则急剧下降。更深的低音要用更大的箱体来换:29 l 而不是 13.6 l。
优点与缺点
- 优点:同一单元下低音更深、低频音量更大,调谐频率附近振膜冲程小,倒相管常见且便宜。
- 缺点:箱体更大,调谐频率以下滚降陡、时域响应较差。细倒相管在大音量下会有噪声,所以管内气流速度应不超过 17 m/s。长倒相管在中频有自身的谐振。
适合什么单元和房间
适合 Qts 约 0.25 到 0.45 的低音单元。后置倒相管距墙至少要 20 到 30 cm,否则低音会变得臃肿。离墙更近时,前置倒相管或更低的调谐频率更合适。
知名设计
- Paul Carmody(Classix III、Amiga、Carrera 等):每个设计都给出容积、倒相管尺寸和调谐频率。例如 Classix III 为 15 l,倒相管 Ø 2"、长 8",调谐 40 Hz。
- SEAS 套件(Idunn、Mimir、Trym、Bragi 等):例如 Mimir 为 14 l,倒相管 Ø 50 mm、长 200 mm,调谐 42 Hz。
- Troels Gravesen 根据阻抗测量每只音箱的调谐频率。他在倒相管调谐页面上说明,箱内阻尼会让调谐频率下移几赫兹。
在 Loudsmith 中
Loudsmith 从商店的产品中选取倒相管,使管内气流速度不超过 17 m/s。在尺寸中可以输入自己的直径、长度、喇叭口和箱体阻尼。我们把调谐计算与 70 多款已公布的倒相箱做了对比。它与 Scan-Speak 的示例计算相差在 2 % 以内,与 Carmody 的设计平均相差在 2 % 以内。默认阻尼为箱壁贴吸音材料,因为成品音箱的调谐频率比单纯公式算出的要低。
箱体类型系列:密闭箱 · 倒相箱 · 被动辐射器 · 非周期箱 · 传输线 · TQWT · ML-TL · 开放式障板 · 背载号角。公式见音箱箱体计算详解一文。