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业余音响设计师的HiFi系统设计

时间:2010-03-10 12:02:29  来源:书生小家电  作者:佚名  浏览次数:

   本系统的设计思路是宽频,低失真。大多数烧友都有个误区,认为低音失真不明显,可以忽略。实际上这个概念是极其错误的,失真的低音声波和中高声波在空气中合成的效果,和在放大器里面合成并无二致。在超低频大功率时,低音的失真度甚至可达30~50%造成的直接后果,先不说对定位有多大的危害,就音质来说,很明显的会感觉中高音始终像蒙了层纱。在播放低音份量比较少的音乐时,表现尚不明显。

   一、低音的设计
   低音箱主流的设计思路是仅有喇叭可以动,其他的都不可以动,所以箱体必须是高刚性的,同时具备良好的阻尼性能。就材料来看,铝合金,玻纤都是性能不错的材料。本系统采用厚度达25mm的玻纤板拼接而成,接缝处均用硅酮胶密封,保证不漏气,箱体的尺寸是340*362*1025,中部有格框加强,净容积约76升。由于箱体采用高刚性,高阻尼的材料制造,其音染十分低,低到完全感觉不到的程度。低音扬声器方面,采用的是飞乐出品的YD310-31舞台扬声器,按照理论计算,2个12寸扬声器的密闭箱容积应该在200L以上,采用负阻放大器来克服容积过小的问题。
型号    功率    阻抗    频率范围(谐振频率)    灵敏度    磁路尺寸
YD310-31    300    8    FO~3000(FO=50)    98    220*25

    名词解释:
   负阻放大器的准确名称应该是“反电势伺服放大器”,由名字可知它伺服的对象是喇叭的反电势,而喇叭的反电势=喇叭的振动速度。振动速度和频率-振幅的关系是:振动速度=频率*振幅。由此可得知,在输入等幅信号时,喇叭的振幅和频率成反比,因为反电势成了伺服的对象,所以和箱体及喇叭的参数已经没有关系了。但是,要输出相等的声压,振幅和频率之间的关系并不是线性的,而是和频率的平方成反比。举个例子,100Hz,100dB的声压,某喇叭的振幅是1mm,那么到了50Hz,就得要4mm的振幅才能保持输出声压不变。实际上等声压输出的条件是“加速度伺服”,而负阻放大器是速度伺服,必须对时间微分成加速度才能满足等压输出的要求。这个在电路里面实现起来很容易,一阶RC就可以了。
     这是一个D8.8装于闭箱内的SPL曲线和振幅曲线,可见低于Fo以后振幅不再增加,维持等幅输出,根据频率减半,振幅必须*4的关系可知它必然是以-12dB/oct的斜率下降,也就是2阶的下面看看模拟-95%内阻合成的结果,只需将Re改为0.35欧就行了合成内阻接近零的时候,振幅和频率的关系变成了反比例,所以SPL曲线相应的变成了一阶,也就是-6dB/oct的特性,滚降速度已经大大减缓了,而且这个变化趋势和箱体容积已经没有什么关系了,请看1000L的结果.

   这是负阻动作情况下的脉冲响应曲线,回复速度非常的迅速。另外,由于负阻放大器检测的是音圈的反电势,所以失真度就是磁路的失真。采用低失真的磁路的扬声器,可以大大的降低非线性失真,在200Hz以下的频段,由于折环和弹波带来的失真可以被抵消,发出的低音素质非常高。从整体结果来看,由于展宽了低音的低端响应,大大的提高了瞬态响应和大大的降低了失真,最终的结果是可以媲美3000块等级耳机的低音素质。由于低音的素质很高,由此大大的改善了中高的重放。

  系统的中高喇叭是Fountek的FR89EX,每边4个来提高灵敏度,使得可以和Fountek的CD3.0铝带相匹配而无需做衰减处理。FR89EX和CD3.0都是低失真单元,所以本系统的综合素质很高,真正的做到了宽频低失真。

  Fountek 铝带式扬声器/喇叭 NEOCD3.0
型号    NeoCD3.0黑圆铝面板
灵敏度    97 dB/1M/1W
输入功率    17W,最大40W
频率响应    1,400-40,000Hz
额定阻抗    7ohm
铝带尺寸    8mm*60mm*0.015mm
有效面积    480 mm2
铝带重量    18毫克
磁通量    0.60特斯拉
间隙高度    3毫米
建议分频频率     2,500Hz以上3阶
净重    650克

    Fountek的FR89EX和CD3.0还有个突出的优点,就是阻抗曲线非常平滑,变化率非常小。这使得分频器的设计大大简化。只要参照厂家给出的阻抗曲线就可以用ETOOL轻松计算LC的参数。经由LMS系统实测,证明分频点过渡非常准确和平滑。系统的中高箱体为了彻底的消灭有害振动,不惜工本采用了航空铝合金AL7075,表面硬质氧化处理成深墨绿色。为了消灭面板共振,面板最厚处厚达40mm!整个箱子尺寸是330*360*280,每个重达26Kg!

 
 
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