无源两分频开放式障板扬声器系统的设计1

摘要翻译了一篇Martin J. King的《无源开放式障板扬声器系统的设计》,这是其中的第一部分,记录了作者设计、制作一款障板音箱的过程,包含前期扬声器选型,利用软件进行仿真分析、优化设计,最终定型,形...

获得正确的低音:

为了了解低音扬声器和障板各自对系统低频响应的影响,您需要将影响分开,并将其单独叠加在SPL目标函数上。图4显示了Eminence Alpha 15A在无限大障板(蓝色虚线曲线)、具有地板反射的无限大障板(红色实线曲线)和SPL目标函数中计算的SPL响应。与SPL目标函数相比,在具有地板反射的无限大障板中,低音扬声器的计算SPL响应在低频时几乎高出+10dB。这两条计算曲线的另一个有趣特征是在100Hz以上开始的平缓衰减,这是由于直径15英寸低音扬声器的指向性特征。向下倾斜的响应是由离轴监听位置产生的,记住监听位置指定为在全频扬声器的高度处。如果地板被移除,监听位置变为在低音扬声器的轴向上,则会产生无反射无限大障板响应曲线。最后,在大约500Hz处,还可以看到地板反射导致的频率抵消现象。这种OB几何结构的镜像可以在地板边界条件下可视化,从而产生这种地板反射抵消现象。图5和图6完成了低音响应的描述。

无源两分频开放式障板扬声器系统的设计1-图片1

图4:低音扬声器无限障板响应曲线

图5增加了理想的二阶低通分频的影响。所示为图4中计算的具有地板反射的无限大障板SPL响应(红色虚线曲线)、200 Hz低通分频(蓝色虚线曲线),组合SPL响应和SPL目标函数。

图6增加了有限障板尺寸和形状的影响。图5中的组合SPL响应曲线(红色虚线曲线)、有限障板响应曲线(蓝色虚线曲线),最终组合低音扬声器低音响应曲线(实心红色曲线)和SPL目标曲线都显示出来。

无源两分频开放式障板扬声器系统的设计1-图片2

图5:低音扬声器无限大障板响应曲线

地板反射和二阶分频

无源两分频开放式障板扬声器系统的设计1-图片3

图6:低音扬声器无限大障板响应曲线

带地板反射、二阶分频和有限障板尺寸

图6中所示的曲线具有许多有趣的特性。从红色虚线曲线开始,这是图5中的无限大障板低音扬声器响应曲线,包括200 Hz的二阶分频。蓝色虚线曲线是响应的有限障板分量,类似于EDGE程序计算的结果。将这两条响应曲线结合起来,考虑到未示出的相位,产生由红色实线所示的最终低音扬声器SPL响应曲线。最终低音扬声器响应密切贴合SPL目标函数。

在图6中,还注意到两条虚线曲线在165 Hz时的交点。在165Hz以下,有限障板衰减了低音扬声器的上升响应,使其符合SPL目标函数。在165Hz以上,有限障板响应中的峰用于将有效分频频率扩展到大约400Hz。通过将实际分频点设置在障板响应峰下方,还避免了SPL目标函数上方的峰值上升。基于红色实线,全频扬声器的高通分频频率可以设置为高于用于低通分频的200Hz频率。

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