音箱的设计与制作
安装时喇叭时应用衬垫材料,保证没有漏气,而且高音喇叭的安装腔体跟中低音喇叭腔体是隔离的,所以它的引线应该用玻璃胶等密封。两单元的面板不能突出在箱体面板,否则会引起严重的可测量的失真、频响波动。
阻尼、吸音材料的放置测试面板阻尼的简单方法是:放一段动态大的如合唱、管弦乐,把耳朵贴到音箱的离喇叭近的前、后侧面上,聆听是否有不良的振动和讨厌的嗡嗡声。Ariel内部的隔板已经对箱体起到了很好的加强作用,如果你的木工水平好的话,振动是很小的,否则要检讨你的木工水平并采取相应方法来改善。
然后适量放置一些较薄的海绵、羊毛等材料在中低音喇叭的后面(不要把喇叭的后部的空气出口堵死)。再象音箱结构图那样在隔板的表面贴上1/2英寸厚的羊毛毯(注意,前视图中左侧板里表面没有画阻尼材料,其实同样要贴)。在迷宫管道里可以按试听结果蓬松地放置一些吸音材料。[page]
分频器的设计和改进、试听正如期望的那样,由于单元本身的特性就很平滑。一开始Ariel使用了真正简单的设计,用2UF的电容串联在高音单元,再用16 OHM的电阻并联在高音单元上去降低单元阻抗变化引起的影响,理论上是非常完美的,测试结果也非常的好。但听起来却不是很好,就象平常的音箱一样有点不自然,产生的高音较多。设计者多次调整了C、R的值,但没有太大的改善,因此说流行的并不总是最好的。后来找到了问题的根源---高音喇叭的最大线性位移很小,一阶分频器在分频点及以下的频段衰减太慢,造成过大的功率进入高音单元,造成较大的振膜位移超出线性位移。产生了较大的失真。因此改用12db/Oct的两阶高通分频器,高音正接。(另外说一句,其实最初设计的一阶分频器的高音应该反接以对准相位,设计者更喜欢使用不同斜率的滤波器令高音可以正接,达至更佳的群延时特性)。
重新设计的高通部分如下:
C1、L1组成低Q两阶滤波器,R2为阻尼电阻,R3、C3组成感抗补偿。
低通滤波器也需要进行改造,虽然中低音单元频响很平滑,但相对来说,中频还是有点突出,因此设计者设计了阻抗补偿回路,并尝试改变元件的数值得到很好的效果,最终的设计如下:
左边的LCR电路用来吸收2KHZ附近的30 OHM的阻抗峰,使用后,阻抗峰被限制在8 OHM,10HZ-100KHZ间的阻抗在3.5 OHM到8 OHM之间,200HZ到800HZ间阻抗为4.5 OHM,所以使用胆机时应接在4 OHM端口。使用新分频器后频响如下:
(测量距离2米,0轴),可以发现100HZ-10KHZ之间非常平滑,约有2 db的下降,并在3.8KHZ分频点左右达到最低点(有点类似人耳的等响度曲线)。
高通的电容是可以微调的,影响了声场的远近,在乎于个人的喜好和实际环境、摆位等,设计者建议如果觉得声像太远,可以把C1改为6UF,如果觉得声像触手可及,则保留在4.7UF。还建议C1不要使用一般如SOLEN等聚丙烯电容,强烈建议使用Teflon 材料的North Creek牌、Hovland牌、或 VTV牌的银油电容。虽然很昂贵,但这是本音箱最重要的元件,作用十分巨大---其重要性比CD机、前置放大器还要重要!!!该电容应该在1%内配对。并注意电容的方向(虽然薄膜电容没有极性,但正反方向还是存在一定的不同)。另外建议尝试用4.7UF的聚丙烯电容再并联0.47UF的Teflon电容。
除了C1电容可以微调外,高频的电平也可以通过改变R1、R2的值进行微量调整。(注:在图纸里R1由R1A、R1B并联而成)例如去掉R1、R2改为16 OHM可以得到较多的高音,R1为1 OHM、R2为8 OHM得到较少的高音,设计者偏向使用R1为0.5 OHM、R2为10 OHM。电阻值的轻微变化引起音色的变化是非常大的,因此每次改变的增量要小,而且要通过听大量类型的音乐来确定其数值。Lynn Olsen设计、改造、调试分频器用了3个月时间,并利用MLSSA、LMS等检测设备得到了15个稍微不同的版本。
建议没有测量仪器时,播放粉红噪音来测试箱体阻尼和分频器,这样对某一频段的声染色较敏感,但不能聆听出频谱的谷点(除非谷点很深)。有条件的可用MLSSA, FFT, LMS等测试、改进。请参考公布的MLSSA测试结果与近场测试结果。
MLSSA测试结果
近场测试结果(可以看到在房间里,F3向下扩展了)
分频器应安装在独立的木盒子里,并隔离电容的振动,离大的铁/钢物体至少12英寸远,线圈之间应相隔6-8英寸以上并互相垂直放置,线路采用星型接地,并使用双线分音。
摆位的要求建议将Ariel往内旋转一定的角度(喇叭0轴线跟两喇叭连线夹角为50-55度,即喇叭的投射交点在聆听位置前的1到2英尺),可得到最佳的声像和声场,Ariel要求最少有1.5米半径的空置地方,箱体周围尽量不要摆放其他东西,房间尽量少用阻尼吸音材料。适当调整内转的角度、喇叭之间的距离、离后墙的距离和聆听位置以防止声场中间的空洞,处理得好Ariel提供一个扇形的声场而且左右超出喇叭范围2-3英尺,声场高度为5-10英尺,声像也十分稳定。
效率和放大器的要求Ariel平均效率为92db/W/M,比一般的小型监听音箱高多了,实际上8W的三极管胆机就能工作得很好,20-30W的胆机就能满足所有的需要。建议使用反馈系数少的中小功率的推挽胆机来推动。