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自己做音箱需要哪些根本必备常识?音箱DIY入坑指南

编辑:[db:作者] 时间:2024-08-25 05:19:56

常常有一种说法是,“耳朵收货”,这对付选购来说或许是成立的,但对付做一款音箱耳机以及调音来说,一定是不足的。

自己做音箱需要哪些根本必备常识?音箱DIY入坑指南

从最基本的事实和逻辑上都是不成立的。
由于被调的东西,音箱耳机是客不雅观存在的。

那么想要做音箱和调音箱,就必须还要理解音箱的基本事理和客不雅观属性。

当然,还有一种方法叫作试错。
便是做几个、十几个、几十个样品,逐一比拟。
这种方法可以连客不雅观测试都不用,只靠耳朵一个一个听,不断修正并且选出个中声音较好的作为最优解。
但问题在于如果完备靠试错的方法,效率极低而且本钱高,由于基本不可能只做一两个样品恰巧就效果就特殊好,即便是厂家研发产品的时候也不可能完备靠试错去做。
更何况个人DIY玩家基本不可能花那么多钱和韶光精力。
说到这里就不难明得那些发热友口中所谓的“金耳朵调音”是纯粹的意淫。
我本人之前便是专门做主不雅观调音的,我也比很多声学专业的人更理解这一过程。
按照某些“发热友”的“耳朵调音”说法,如果只靠耳朵而且直接只做一两个样品DIY,那基本上便是像开光一样听一下就声音就自动变好了。
这便是邪术!
更何况很多所谓发热友也没有基本的听音能力。
“发热圈”和产品广告中常常提及的“调音”,常日与真正的调音没什么关系,更多时候只是纯粹的市场营销故事。

先采取打算和仿真等手段做出初始原型样品,再通过实际客不雅观测试调度至一定的水平。
末了采取主不雅观评价试错的办法找到最优解。
实在很多工程领域都是采取此类方法。

如果没有仿真打算,基本上便是靠意淫或者随机拼凑一些零件。
声音是没有任何保障的。


以是音箱DIY是有门槛的,门槛便是一些必备的工科和高档数学知识。
但是听上去总是觉得确实有些劝退。

很多专业知识须要一定的韶光去学习,这不是看一两个短视频或者几句话就能像念几句咒语一样秒懂的。
我思前想后只能先梳理大概的知识框架,很难完全的详细讲解,不过详细的内容实在书都能买到网络上也有视频课程。

旗子暗记与系统

旗子暗记与系统的干系知识可以说是做音箱必备的最主要知识,没有之一。

例如音箱设计和调试中永久绕不开一个东西,叫作滤波器。
即便是数字分频不像LCR分频那样还须要理解大学电路干系知识。
也必须要知道巴特沃斯、阶次、Linkwitz-Reiley等知识,否则根本无法设计更无法调节。

常日建议中频采取Linkwitz-Reiley,低频采取巴特沃斯,但不绝对。
详细还是要看实际情形。

再比如说滤波器中常见的Q值,也便是品质因数的意义。
如果不理解干系知识,基本上就没有办法对箱体和倒相孔进行有效设计和调试,也无法有效选择扬声器单元。

可以说不懂高档数学想要做音箱,基本上都是瞎蒙。


没有最根本的数学知识,一些声学与音频的工程知识都是空谈。

Q值在数学上的意义可以理解为影响滤波器相应曲线在截止频率附近的变革趋势。
Qts、Qes、Qms,是扬声器尤其是低音单元的关键参数之一。
可见没有旗子暗记与系统的知识就没法理解声学系统中的TS参数。

而对付滤波器的阶次,二阶意味着每倍频程变革12dB,四阶意味着每倍频程变革24dB,以此类推。
大略来说阶次越高变革速率越快,曲线越陡峭。

举个更直接的例子,如果采取DSP调音,不知道什么是Q值,根本没法调,没法输入调音参数。
主不雅观调音只不过听的过程是主不雅观评价,但调试的参数还是客不雅观的,耳朵本身是没法输入调音参数的。

可以说旗子暗记与系统是音箱耳机设计与调音必备的最根本知识,没有之一。
此外,如果想玩电子分频,也须要理解数字旗子暗记处理的干系知识,例如IIR和FIR、全通滤波器等。

声学根本

选择单元须要知道灵敏度、阻抗曲线、TS参数等基本参数。
箱体的设计则须要电力声模型干系知识。
否则就又会成为上文中提到的纯试错和随机组装。

TS参数和阻抗曲线对付音箱DIY来说,紧张还是影响低频表现,由于对付中频而言,高音单元常日会先经由分频点更高的分频器滤波。
低音单元的选择以及与箱体匹配设计,此外,还可以通过阻抗曲线大致看出组装时箱体是否有漏气。

扬声器的阻抗常日是指当经由阻抗峰后阻抗最低的值,也便是阻抗曲线中的凹陷处。

阻抗曲线在音箱设计中的误区:一些人会认为音箱调音时把两个阻抗峰做成等高对称是比较好的,但实际上没有任何证据表明这样做声音一定会好。
这只是纯挚在阻抗曲线中看起来比较都雅。

灵敏度的观点为1w功率驱动下间隔1m所产生的声压级SPL,有时候也采取2.83V驱动。
选择单元的时候也要把稳单元的阻抗,有些时候灵敏度标注比较混乱或者说分歧一,如果没把稳可能导致所选单元灵敏度涌现偏差不匹配,一定要进行有效换算。
选择单元时只管即便选择灵敏度附近的单元,这样在设计分频器时可以更方便一些。
此外,有时官方标注的灵敏度不一定是范例值,例如如果单元在1kHz本身有谐振峰,那么1kHz标注的灵敏度可能高于真实值。

指向性,指的是扬声器离轴频响与轴向频响之间的比例关系。
指向性系数越高,解释扬声器离轴相应的能量比较于轴向相应越弱。

单元匹配尤其是在分频点附近,以及分频器设计,都该当考虑单元的指向性。
分频点设计也要考虑指向性系数,或者说离轴频响。
很多很多DIY玩家乃至是声学工程师只看轴向频响曲线是不严谨的。

比如说我之前测评过的布利斯玛T34B-4。
轴向频响曲线看上去很好。
但如果作为二分频音箱的高音单元。
一方面本身这款高音在3kHz旁边的指向性过宽,另一方面也很难匹合营适的低音单元(在高频的指向性)进而导致分频点附近指向性突变或不连续。
障板设计包括单元布局、箱体倒角和waveguide/号角(如果有的话)。

对付新手来说,高音单元和低音单元该当尽可能靠近。
当然也不能太近,否则前面板在两个单元的间隙可能涌现强度不敷的情形。

而对付waveguide和号角的设计,目前基本上采取comsol仿真。
之前可能个人DIY做繁芜的高等号角比较困难。
但现在不论是waveguide还是号角,都可以采取3D打印或者CNC的办法制作。
只不过这对付普通音箱DIY来说过于繁芜。

电力声模型,说的直白一些便是估算现有元器件组装成品之后的大致表现。
这属于比较底层的知识,学习起来非常劝退。
如果用仿真软件进行设计的话,我普通玩家建议直接略过。
只须要来理解TS参数干系知识即可。

扬声器设计手册

旗子暗记与系统和声学根本都是偏根本理论的书本。
扬声器系统设计手册则是更偏运用的书本。
可以为音箱DIY供应更直接的见地。
然后想看懂这本书的根本还是之条件到的那两本。

如果像仅仅在网络上看几个“速成”文章,就学会一门工程技能,是不可能的。
尤其是完备没有干系根本的人,不会有任何人能够让你只看几段话就学会。
很多时候可能会的仅仅是几个名词。


这本书音箱DIY论坛貌似人手一本,至心建议玩DIY之前负责看完。

软件Leap

网络上有很多的分频器打算小程序,可是很多都过于空想,或者说过于简化。
每每存在较大的偏差。

而且比较繁芜的分频器也无法通过这些建议的分频打算器打算,以是建议还是Leap起步。

Leap网络上该当有不少教程。

除了设计分频器以外,Leap还可以进行低音箱体容积和倒相孔的仿真。
输入各个单元的TS参数可以进行整机频响仿真。

而目前行业内一样平常用Comsol进行倒相孔仿真和指向性仿真。
Comosl进行倒相孔风速仿真常日比Leap更精确。
Comsol还可以仿真箱体内部的气飘泊布,在做实际样品之前找出可能存在的内部气流异音。
不过Comsol对操作技能哀求比Leap高很多。
此外,Comsol对电脑性能哀求极高。
如果想要比较精确的仿真,我记得之前我用公司里AMD线程撕裂者旗舰三万块的CPU还要算一整晚。

Comsol仿真并不是我的强项,我也只是能达到基本的操作水平。
一样平常大公司会有专门的仿真工程师。
Comsol对模型的细节以及针对仿真的优化修正都有一定哀求,有些还要ME(机器)工程师参与。
以是如果个人DIY的话,我个人还是推举Leap。

REW/Smaart

DIY不太可能用Klippel,以是还是推举更常见也更随意马虎上手的REW和Smaart(不过我也见到音响DIY论坛有人去用一些厂家的Klippel测试)。
个中REW的测试结果基本上只有频响曲线能看,REW的THD测试结果基本不靠谱,相位用REW测试的不多,但是印象中REW的相位测试也不怎么准,以是紧张用REW测频响。
不过REW的操作和对设备的哀求都比较大略,以是对付音箱DIY来说还是比较推举从REW入门和学习的。

Smaart则更专业一些,结果也更可靠一些。
但利用难度也更高一些。
业内一样平常没有针对REW的培训,但是Smaart则有专业培训。
Smaart本身也是比较偏运用的测试软件,很多舞台现场调音的老师喜好用。

而如果想要测试阻抗曲线的话,建议还是用SoundCheck,网络上该当有破解版。
SC的设置比REW和Smaart都要繁芜。

总之,测试软件可选的不少。
如果有充足预算买个AP和GRAS也能测,测试精度和软件功能性自然不可同日而语。
但是我以为对付绝大多数玩家,REW/Smaart即可。

ProE/UG等

箱体定做一样平常须要机器图知识。
如果只是做大略的二分频只须要理解一些基本的三视图即可,一样平常这类木加工的厂家也不看3D图。
但如果要设计号角和waveguide以及繁芜的倒相管则必须要有机器绘图能力。

硬件声卡与麦克风

正如前文所提及,纯挚靠理论仿真打算出的箱体,可能实际做出来性能是有所偏差的。
那么还须要进行实际测试进行验证和改进。
或者说如果做出一个音箱,在没有测试之前是不可能完备确定其实际客不雅观性能的。
以是测试可以说是音箱DIY必须要做的。
那么也就必须要有客不雅观测试设备。

如果只测试频响,可以不须要高性能的声卡。
尤其是很多玩DIY的玩家,并没有太多调音履历。
很多高端声卡的设置界面我看了都头疼。
有时候不知道点开什么功能什么效果器之类的,测试结果反而有问题。
以是我以为买一个一千多的雅马哈之类的即可,或者平时接有源音箱听歌的声卡带48V幻象电源的直接用就可以。

然而,麦克风的精度却良莠不齐,高真个和低真个可能有很大差别。
常日来说,劣质的麦克风自身的频响曲线便是不平直不标准的。
如果用这样的麦克风进行测试,那么测试出的结果很多时候反而会产生误导。

一样平常那种几百块的USB麦克风,我还没碰着过准的。
而对付48V幻象电源供电的麦克风,我用过几个1000多元的也不准。
我用过比较准的是瑞士NTi的48V麦克风,大概16800rmb。
实在即便是一些售价几万的麦克风,本钱也不高,大概千元旁边的麦克风也有至少频响做的靠谱的,但我确实对这个区间的产品不理解。

我的建议依旧是我之前讲过的,买个二手B&K或者GRAS的麦克风,例如GRAS 46AE。
不管是Lemo还是CCP,只要不是坏的破损的,肯定比同价位的麦克风靠谱到不知道哪里去。
而且不论是SPL还是频宽量程都更大。
有些CCP的麦克风可以直接采取变压器接声卡48V幻象电源变成24V供电。
Lemo则常日须要200V专用电源。

此外,像恒温焊台、剪线钳之类的根本工具是必备的。

大略单纯测试方法

个人玩家音箱DIY不太可能有消声室这样的测试环节。
即便有相对可靠的测试麦克风,可能也无法测试到有效的无反射数据。
以是若何在日常的环境中得到尽可能准确的测试结果呢?

比较通用的方法是将做好的音箱颠倒,也便是低音单元在上,高音单元贴近地面。
仿照半消环境。
把测试麦克风也放在地上,测试间隔为1m。
如果1m的滋扰实在比较大,可以试着缩减到0.5m。
只不过有时由于0.5m可能存在高低音单元在一定角度下相位和指向性与1m不同的情形,分频点附近的测试结果不太准确。

低音单元可以采取近场测试。
不过把稳,近场测试仅用于调试低音。
很难用日常环境的近场测试结果和1m测试结果调分频器,间隔的差异本身也不许可这种操作。

主不雅观评价

主不雅观调音并不是看基本书就能节制的,更不是买几个发热器材对着发热营销故事意淫出来的,须要大量的专业演习,以是我反倒认为这对付音箱DIY来说是最难实现的。
为什么前面一贯都在讲客不雅观,主不雅观调音的技能很少有人能节制,单说这样的条件都很少。
首先要知道若何的声音是标准的,以此为基准进行对声音的大致判断。
然而相对标准的音箱系统并不便宜,调试也很繁芜。
而这里又涉及到另一个悖论,既然有了高真个音箱系统,为什么又要自己DIY做一个呢?

总之,主不雅观调音可能更好也可能更差,也可能是完备随机。
只有具有专业能力的人主不雅观调音才会让声音变得更好。
这须要较永劫光的专业练习和实际调试履历。

干系根本观点我写过很多详细讲解:

实际见地箱体

说是DIY,基本上便是设计一款音箱。
箱体只管即便不要用公模。
箱体容积、喇叭在障板的位置、倒相孔的位置、箱体长宽高都要定做。
用某宝上卖的现成箱体公模做出来的音箱,效果不可能很好。

此外,对付DIY音箱而言,不太可能采取塑料或者铸铝定制。
以是基本上就要采取定制木箱。

这里所说的“木箱”是普通的讲法,包括MDF、实木以及多层夹板。
(彷佛家具中的夹板地板就不算实木?)

建议采取定制多层夹板,如果要再加一个注释,那么便是要选择芬兰入口多层定制夹板。

夹板的种类也有很多,常日在北欧等相对寒冷地区的木材做出的夹板拥有更好的声学性能且质量轻。

一样平常书架音箱,前障板建议采取23mm,箱体18mm。

不过说是DIY,但我以为不太可能连箱体也自己做,不是所有人都有切割设备。
也没必要连箱体都自己做。
我自己也是对木工一窍不通。
这些事情还是要交给更专业的人去做。
某宝上就有不止一家这样的店家。
做一对书架音箱的话,价格该当在600元旁边。
基本上已经比市情上在售的绝大多数品牌HiFi音箱更好了。

倒相孔

比较于箱体,倒相孔更不建议采取公模设计,推举利用硬质纸管。

也便是在倒相孔的位置切割,然后粘接一个硬质的纸管。
可以把初始的长度设定为比仿真长度略长的长度。
这样可以通过逐步锯短倒相管调节音箱的低音表现,直到调度至得当的倒相管长度。

倒相管是做倒相式音箱时必调的。
如果只是想随便买个某宝上那些已经做好的倒相管敷衍了事,那至心建议还是不要玩DIY直接买个品牌音箱吧。

此外,对付纸管,江湖上还一贯有个传说是纸管比塑料管更不随意马虎产生共振。

吸音棉

采取比较常见的棉花即可。
吸音棉不宜过多也不宜过少。
把箱体高下旁边后的表里面贴一层即可。
不要把所有空隙都放上棉花。

一些细节

建议采取压pin的喇叭连接办法而不是焊接。
焊接随意马虎氧化,实际动手操作随意马虎玩脱,焊工不好随意马虎把接线处焊坏。
RCA接线柱等没办法用压pin端子的才用焊接。
喇叭线要贴一层泡棉。
防止箱体内部的喇叭线产生异音。
压pin和装喇叭之前不要忘却放环形密封泡棉,否则装完之后创造密封泡棉没装还要全拆了很尴尬。
装喇叭和接线柱面板时螺丝要打对角,并且扭矩不宜过大。

单元

选单元,最先考虑的是灵敏度。
一方面是不同单元的灵敏度匹配,比较随意马虎设计分频器。
另一方面则是单元本身灵敏度的绝对值。
建议选用灵敏度适中的单元。
如果说大致的数字,该当最好在87dB以上。
如果灵敏度过低,对功放功率则有更高的哀求。
如果灵敏度过高,对功放的低噪也有一定的哀求。
并且,高灵敏度的单元有些是比较高真个单元,价格会比较贵。

入门玩或者刚开始玩,不推举买特殊好的喇叭。
价格比较贵,组的不好或者匹配不好乃至操作中失落误把喇叭搞坏了就得不偿失落了,然而实在这对付新手来说是很有可能发生的。
例如欠妥心把喇叭戳破了,或者焊接的时候焊工不过关把端子搞坏了等等。

但是既然都玩DIY了,也不建议买太差的喇叭。
折腾来折腾去末了做个音箱还不如市情上几百块随便买个惠威溜达者就有些得不偿失落了。

建议买挪威西雅士和丹麦名流宝的500~1500元旁边的低音单元+500元旁边的高音单元,当然买更好一些的也可以。
这俩牌子基本上也是音箱DIY圈子最受欢迎的。

有段韶光不关注了,没想到DIY单元现在也涨价。


西雅士彷佛涨了不少。


分频

建议新手只做两分频,三分频比两分频会更繁芜。
先从基本的两分频做起。
也便是5/6.5/8寸二分频书架音箱。

而对付分频器的阶次。
一阶分频器虽然设计大略,但是太挑单元。
不是说一阶分频100%弗成,但常日是弗成的。

而如果是四阶分频器,相比拟较繁芜并且电子元器件多,价格也更贵。
以是这里建议入门从二阶分频器搞起。

对付电容、电阻、电感等电子元器件。
LCR无非便是精度问题。
有条件的上好的,没条件的就买一样平常的。
更紧张的还是看电路设计(这里也包括实际布线规避互感问题等)。
尤其是所谓磨机,实在提升很多时候是微乎其微的。
或者说如果能做一个设计更好的分频器可能远比换电容电阻效果好。
再有便是选电子元器件的时候把稳电压。

仿真中不会表示。
实际中如果电感位置放的不好,会影响分频器性能。
这须要电路的知识。

分频器的设计考量和喇叭单元选择是同步进行且相辅相成的。

DIY分频还有个神器,也便是Hypex数字功放。
自带DSP,像FA123/FA253这种可以实现数字三分频,分频点想调成什么样就调成什么样,EQ段数管够。
三路性能堡垒的Class D功放。
带自动唤醒功能,也便是有旗子暗记输入自动开机,平时可以一贯开电源不须要物理关机。
谁用谁知道。
FA123可能功率还不是那么富余,建议FA253一步到位。
便是价格可能轻微贵一些,4000一个,一对8000。
不过考虑到常规分频器+功放的价格,不算太离谱。

HYPEX FA123 满音量+真实音箱负载 THD+N

结语

这篇文章紧张还是知识体系和理念的入门讲解,并没有一些人比较期待的详细方案。
如果一整套方案,单元+分频器+箱体都是现成设计好的,那就不叫DIY了。


那便是纯挚的组装了。


一定要亲手走一遍流程,就像开车一样,光看教程也是没用的,一定要亲自上手摸索。
这篇文章紧张还是思路。
授人以鱼不如授人以渔。

而且我之前做着玩做过几个落地音箱,都是市情售价20万级别的。

还有陶瓷低音+Revel铍高音之类的。







末了,实在我这篇文章讲的都是些很根本的东西。
然后当我想把这些大略的观点讲给还没有干系知识的入门玩家时,实际写下来我才逐渐认识到,这些知识可能对付没打仗过干系事情的人来说,每一个环节都像是天书,也很难直不雅观理解。
这可能也便是为什么发热玄学能够一贯趁虚而入无论怎么胡说八道都有人信的缘故原由。
虽然同样叫DIY,音箱DIY比台式机DIY要更难门槛更高。

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