基于惠威Hi-FiRESEARCH 12英寸的W12低音單元高品質(zhì)有源超重低音音箱設(shè)計

圖4是主動伺服式功率放大器所用的電源圖。發(fā)燒友都知道，好的功放在電源上下的功夫并不比線路少，為了取得更出色的音效，該機(jī)采用了一個約650 w 的R型優(yōu)質(zhì)變壓器，R型變壓器的漏磁和效率比常見的環(huán)型或EI型變壓器要好，溫升低，放在使用環(huán)境相對復(fù)雜的超重低音箱內(nèi)部明顯比環(huán)型或EI型變壓器有優(yōu)勢。

該機(jī)的前后處理線路各有自己獨(dú)立電源供應(yīng)，繞組是分開的，其中，控制線路的供電采用三端穩(wěn)壓處理后輸出正負(fù)15V的電源供電給IC1和IC2，后級功放為了減少電源內(nèi)阻，用4對中等容量濾波電容并聯(lián)輸出，以得到更快的反應(yīng)速度。為了進(jìn)一步減少箱內(nèi)磁場的互相干擾，整個主動伺服式功率放大器裝在一個30 cm×35 cm×9.5 cm的厚鋁金屬機(jī)箱內(nèi)，其中散熱器是裝在箱體的外表，以利于散熱。
得到主動伺服式功率放大器所占的容積大小后，我們就可以很方便地求出超重低音箱的內(nèi)腔容積大小。從W12低音單元的幾個主要相關(guān)參數(shù)來看，該單元較適合做倒相箱，為了取得相對平坦而不是渲染的低頻響應(yīng)，有較出色的瞬態(tài)響應(yīng)和良好的低頻延伸，在設(shè)計箱體時是采用SC4響應(yīng)設(shè)計。用SC4響應(yīng)設(shè)計是倒相箱設(shè)計方案中的較好選擇，它的特征是箱體比較大，但它卻有著很低的調(diào)諧頻率和相對出色的瞬態(tài)響應(yīng)以及較低的失真輸出特點(diǎn)，可能有讀者問為什么不采用更好的SBB4響應(yīng)設(shè)計? SBB4當(dāng)然更好，但我們在綜合考慮了兩種設(shè)計的音質(zhì)與箱體的大小關(guān)系后，認(rèn)為SC4響應(yīng)足以滿足高水平的聽音要求。
用SC4響應(yīng)設(shè)計的倒相箱雖好，但它要求低音單元有較低的Q值，w12低音單元的總Q值是0.42，基本附合這種要求。該超重低音箱是按查表方式設(shè)計的，表1收錄了從0.37～0.44的低Q值SC4設(shè)計數(shù)據(jù)，在設(shè)計不同Q值的SC4響應(yīng)倒相箱時，讀者也可用此數(shù)據(jù)設(shè)計。

根據(jù)表1，我們很快就能求出該超重低音箱的內(nèi)空容積。
求箱體內(nèi)空容積Vb：
Vb= Vas÷α=156÷0.9113=171.2(L)
求箱體的調(diào)諧頻率 ：
fb= (fh÷fo )×fo=1×28=28(Hz)
求音箱的低頻截止頻率f3：
f3= (f3÷fo )×fo=0.937×28=26(Hz)
求倒相管長度L：
Lv =2350Dv2 ÷(fb2×Vb)-0.73Dv
其中Dv是倒相管的開口直徑，為得到很好的線性，這里取值100mm，經(jīng)計算，Lv≈102.1 mm。
按照箱體容積公式計算所得的值均為凈容積，實(shí)際計算時要記得加上內(nèi)置功放的體積(10升左右)和揚(yáng)聲器的容積(約為4升左右)，而加固支撐件的體積可設(shè)在9升左右，這樣，箱體的最終容積V=171.2+10+9+4=194.2 L，實(shí)際制作時可按195 L計算箱體尺寸。
箱體內(nèi)部凈空的高、寬、深尺寸比與音質(zhì)有密切關(guān)系，如果尺寸比選擇不當(dāng)，有可能導(dǎo)致兩個甚至三個軸向振動頻率重疊，產(chǎn)生難以消除的駐波干擾，讓聲染色加重。為減少不必要的影響，本箱的高、寬、深比例取值為1.3:1:1.2。經(jīng)計算，箱體內(nèi)部凈空的高、寬、深尺寸分別為65 cm，50 cm，60 cm。箱體用25 mm厚的中密度纖維板(MDF)制作，為提高箱體的剛性，箱體內(nèi)部設(shè)有一個支撐板，同時前障板用兩
塊25 mm厚的中密度纖維板(MDF)粘合起來，以減少箱板共振帶來的音染，得到較清晰的音效。圖5是該音箱的制作尺寸圖，制作時請注意各障板接觸面要加工平直，結(jié)合面要涂上木工膠使其接觸面緊密，并用木螺絲收緊，確保接合緊密牢靠不漏氣。為平衡前后障板的重量，主動伺服式功率放大器設(shè)在后障板，散熱器為外露式設(shè)計。從該箱的后障板布置圖中可以看出，倒相孔是開在背后的，也就是說，該箱在擺位時不要太靠近后墻。

一般音箱內(nèi)的吸聲材料的放置方法有粘貼法和填充法兩種，倒相式音箱常采用粘貼法，該箱的吸聲材料用量是在箱壁鋪上用棉布包裹的5 cm厚左右的礦棉。如果覺得低頻能量過多，可適當(dāng)加厚吸聲材料。這樣，音箱的總Q值(Qts)下降，可以改變低頻厚度，使低音更清晰，提高瞬變反應(yīng)速度。為了超低音箱得到清晰高分辨率的低音，該箱宜選用金屬釘腳，最好是用銅質(zhì)的腳錐。

使用建議
使用中，如果低頻輸入截止點(diǎn)調(diào)得過高，與主音箱低頻段重疊過多，低頻在某些頻段顯得渾濁拖沓，將影響低頻的速度和清晰度。相反，當(dāng)?shù)皖l輸入截止點(diǎn)調(diào)得過低時，低頻也會出現(xiàn)不連貫的現(xiàn)象，讓人覺得主音箱與超低音箱是“各自工作”。因此，選擇合理的低頻輸入截止點(diǎn)會使主音箱與超低音箱實(shí)現(xiàn)平滑的低頻過渡，低頻量感會增加但又不會覺得有過于突兀、渲染，讓整體氣勢渾然一體。一般的調(diào)整原則是
如主音箱的-3dB低頻下限為6O Hz的，宜選55 Hz低頻輸入截止點(diǎn)，也可以這樣粗略調(diào)配。如主音箱的低音單元是4～5英寸的，可選75 Hz低頻輸入截止點(diǎn)；如低音單元是6～7英寸，選55 Hz低頻輸入截止點(diǎn)或更低檔。
超低音箱的音量調(diào)整不要調(diào)得過大(最好不要超過10點(diǎn)鐘)，防止超低音過于喧賓奪主和減少失真。在相位的調(diào)整時，先放一段低頻較豐滿的音樂，然后將相位分別設(shè)定在0°及180°位置，比較這時的低頻的量感，以量感豐滿、聲音清晰、凝聚者為佳。當(dāng)調(diào)整好后，超低音箱已融入整套系統(tǒng)中，你就會感受到它的威力。
自己制作一個像這樣的有源超低音箱約需要2500元，但它的音效可媲美售價高一倍的商品箱，而且實(shí)實(shí)在在。有需要的朋友，不妨自己動手豐衣足食。