两分频扬声器系统中低频扬声器单元的选择

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所属分类:扬声器系统
摘要

传统的扬声器箱设计,对低频扬声器单元来说,有三要素:fs ,Qts,Vas。提出增加考虑一个加速度系数Bl/Mms的要素,这是与低频音质有关的参数。举了10个低频扬声器单元作比较,选出了认为放音优良的扬声器单元。此方法不仅可改善音质而且简化了分频器设计。对设计二分频的Hi-Fi音箱,卡拉OK音箱,专业音箱音质改善应该都有一定的参考意义。

1、引言

在传统的扬声器箱体设计中,对低频扬声器单元有三个要素:fs,Qts,Vas,其中fs决定了箱体的低频重放频率,Qts决定了低频响应曲线的形状,Vas则决定了箱体的容积。本文提出的加速度系数要素则是与音质等有关的参数。现讨论如下。

2、中低频扬声器单元的选择

为了简化分析,通过对下表中列出的10种电动式扬声器单元性能进行比较分析,选出供两分频扬声器系统使用的扬声器单元。

两分频扬声器系统中低频扬声器单元的选择

在上表中采用了如下符号Bl/Mms为加速度系数,单位:kg/s^2 A,SPL为在距离1 m处,1W功率条件下扬声器单元的特性灵敏度,单位:dB;Xmax为在线性区间中音圈的最大振动幅度,单位:mm;fs为电动式扬声器单元的共振频率,单位:Hz; Vas为支撑顺性的等效容积,单位:L ;Qts为总品质因数;Levc是测量频率为1 kHz的音圈电感,单位:mH ;Vb为根据T/S参数计算出的倒相箱工作容积,单位:L;F3为声压级-3 dB时的截止频率,单位:Hz。

要说明的是:在表中列出的扬声器单元直径大体上是相同的,也就是说,锥盆的幅射面积差别是很小的。这样不仅可以根据加速度系数Bl/Mms,也可以根据Xmax值来校正、比较这10个扬声器单元了。

笔者认为,加速度系数对于在两分频系统中的中低频扬声器单元的选择是相当重要的参数,因为这个参数在很大程度上决定了中高频重放的真实度。这里,指的是分别重放乐器同时演奏的发声真实能力和在信号电平降低时能保持放音的细节。加速度系数不足会导致在低响度时放音质量明显变差。

根据自身的物理本质,加速度系数决定了将电能变换为声能的换能器——电动式扬声器单元在力学和电气过程之间的联系。所以,加速度系数是个极大信息量的指标,借助于它能以充分的理由找到中频和低频重放声音质量之间的折衷。在锥盆面积相同的条件下音圈的自由冲程线性段Xmax可以衡量,比较电动式扬声器单元在重放含有大功率低频分量的不失真音乐信号方面的能力。

表中,特性灵敏度SPL是作为信息列入其中的,这个参数与加速度系数关系是极为紧密的,此处,在选择扬声器单元而寻求技术参数折衷时不再用到了。

在表中列人的fs,Vas,Qts。这几个T/S参数是为计算声装置的容积和声频下限的截止频率用的。在选择电动式扬声器单元时作为指标的声装置容积要考虑到,该指标的重要性在某些情况下与外形尺寸的限制有关。截止频率凡是一个影响低音放声部位的指标。但是,这个计算出的指标低值,实际上只有在很仔细调谐倒相箱和箱体的品质因数高的情况下才能充分实现。此外,要获得低值F3的平直的幅频特性只有在灵敏度明显损失的代价下才能实现。音圈的电感量Levc。列人表中是因为该值会明显影响中频段的失真,特别在信号电平增大时更明显。

分析表中的数据,扬声器单元的位置是按照加速度系数减少的顺序排列的。表中反映出电动式扬声器单元参数间相互关系的某些趋势。据原作者看来,所表示的电动式扬声器单元的某些特征的个别参数是明显偏离平均值的。例如,电动式扬声器单元AU-DEX HM170Z18和SCANSPEAK 18 W/8535具有相当小的音圈电感值。毫无疑问,这是在磁路系统结构中采取了专门措施的结果。这些高级扬声器单元的研制人员关注了降低扬声器单元在中频段的失真。

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