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制作日记

制作日记:Tang Band W5-1138SMF 与 Peerless NE25VTS-04 书架音箱

· 阅读约 8 分钟

这是我的下一对音箱,同时也是对 Loudsmith 的一次实战检验:一款小型二分频书架音箱,从选择单元到开料清单都在应用中完成设计。我现在正准备动手制作。完成后,我会在这里补充测量结果以及与计算的对比,让你看看模型到底有多准。

书架音箱的 3D 模型,配 Peerless 高音单元和 Tang Band 低音单元

设计一览

  • 低音单元:Tang Band W5-1138SMF,5.25",纸盆,4 Ω
  • 高音单元:Peerless by Tymphany NE25VTS-04,1" 软球顶
  • 箱体:9.5 升,背面装一只 SB Acoustics SB15SFCR-00 无源辐射器
  • 尺寸:190 × 320 × 286 mm(宽 × 高 × 深)
  • 调谐:43 Hz,41 Hz 处下降 3 dB
  • 分频器:1,800 Hz,声学 Linkwitz-Riley 24 dB/oct 目标

为什么选这些单元

对于 13 cm 低音单元来说,Tang Band W5-1138SMF 并不寻常:它的线性冲程达 9.25 mm,以这个尺寸而言相当大。它的谐振频率很低,为 45 Hz,Qts 为 0.49。代价是灵敏度较低,约 85 dB,但在小箱体里,它能给出与其尺寸不相称的低音。

Peerless NE25VTS-04 是一只便宜但实在的软球顶高音,谐振频率 730 Hz,灵敏度 91 dB。它比低音单元高出 6 dB,因此分频器里加了 L 型衰减网络(L-pad)。对于 1,800 Hz 左右的分频点,它是稳妥的选择:在 93 dB 时功率余量为 3.2 W,而高音单元可承受 15 W。

箱体:用辐射器代替倒相管

Loudsmith 比较了全部七种箱体类型。在 9.5 升下,倒相箱需要两根 25 mm 的倒相管,音量大时可能产生气流噪声。无源辐射器能完成同样的工作,却没有空气在管中高速流动。SB15SFCR-00 的排气量为 196 cm³,是低音单元 87 cm³ 的两倍多,因此不会成为瓶颈。

  • 前障板为 22 mm MDF,边缘倒 12 mm 圆角,其余板材 18 mm。
  • 净容积 9.5 升,毛容积 10.8 升,两侧板之间有一根 30 × 30 mm 的加强撑。
  • 辐射器和接线柱位于背板,用聚酯棉做阻尼。
485460667278849020501002005001k2k5k10k20kHzdB

总响应低音单元(含分频)高音单元(含分频)

计算的轴向频响,2.83 V / 1 m。100 Hz 至 16 kHz 范围内在 ±1.8 dB 以内。

分频器

分频点最终定在 1,800 Hz。在这个频率上,低音单元还没有开始指向性收窄(大约要到 2 kHz 才会开始),而高音单元远高于其谐振频率。所有元件都来自商店的常规型号,连电感的直流电阻也考虑在内。

分频器原理图:高音 C2、L2、Rs、Rp;低音 L1、C1 以及 Zobel 网络 Rz、Cz
支路元件作用
低音L1 0.44 mH(0.31 Ω),C1 0.47 µF低通
低音Rz 4.3 Ω + Cz 18 µFZobel 网络,抹平低音单元上升的阻抗
高音C2 13 µF,L2 0.267 mH高通
高音Rs 3.7 Ω,Rp 3.0 ΩL-pad,把高音单元衰减到低音单元的电平
0481216202420501002005001k2k5k10k20kHzΩ
计算的阻抗。最低 3.3 Ω,位于 3.9 kHz:一款普通的 4 欧姆音箱,任何功放都能推动。

检查结果

全部十二项自动检查均已通过。关键数据:

  • 低音:41 Hz 处 −3 dB,37 Hz 处 −6 dB。
  • 音量:62 Hz 处最高 94 dB(受低音单元额定功率限制),150 Hz 处 93 dB。
  • 低音延迟:19 ms,略低于 20 ms 的上限。
  • 高音单元与障板边缘:高音居中安装时,边缘反射在 7 kHz 附近叠加。模型预测那里会有轻微起伏,圆角边缘可以将其缓和。

有两件事模型无法检查:振膜分割振动和离轴辐射。只有测量才能揭示。

摆放位置

对于我 4 × 6 m 的房间,房间规划建议音箱距后墙 1.08 m、距侧墙 1.01 m,聆听位置距前墙 2.81 m。由于辐射器在背面,离墙远一些更有好处。

预算

项目(一对)价格
单元:2 只低音、2 只高音、2 只无源辐射器€255.70
分频器元件€70.64
接线柱和阻尼材料€27.80
合计(不含板材)€354.14

价格取自设计当天的 SoundImports 目录。MDF 板材和胶水另计。

下一步:制作与测量

做好之后,我会在音箱测量页面用 UMIK-1 测量话筒测量它:中高音用远场,低音则在振膜和辐射器处做近场测量。我会把测得的 FRD 载入应用,并据此微调分频器。测量结果和与计算的对比将补充到本文中。

想看看这个设计,或者自己动手做一对?下载项目文件,然后在应用中通过「导入项目」打开。

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