汽车⾳响改装⽅案
开孔式低⾳系统
1、定义
开孔式低⾳系统⼜称为倒相式低⾳系统,其⾳箱具有通道及开孔允许空⽓在其间流进流出的特征。在重播低频时,开孔对于低⾳的输出有着极其重要的贡献。在⾳箱上开孔可藉由增加锥盆后⽅的⾳响性负载,减少锥盆的运动与单元的输出。
倒相式⾳箱特征:
A、锥盆于⾳箱谐振频率时位移量较低,结果造成较⾼的功率承受能⼒与较低的互调失真。然⽽当输⼊频率⽐⾳箱谐振频率还要低时,锥盆位移量⼤幅增加,对于低频带的杂⾳相当敏感,诸如播放次低频量多的曲⽬时,将造成低⾳单体⼤幅晃动的现象,在汽车⾳响实际应⽤中,利⽤功放所设计的次低频滤波器来消除。车子大保养
B、使⽤相同单元的状况下,可得到较低的截⽌频率。
C、理论上⽐同体积的密闭式⾳箱可提⾼+3dB的效率;在单元磁铁不变的状况下,减轻锥盆质量以及缩短⾳圈突出量的设计也可以明显的增加效率。
D、倒相式⾳箱对于不正确的参数设定特别敏感,这项因素使得没有经验的⾳响改装店在制作倒相式⾳箱时显得格外困难。
2、单体Q值与装箱响应
省油的车倒相式箱体的低频响应特性⼀样可藉由调整⾳箱的总Q值进⾏控制和预测,主要的不同在于设计并完成雏形之后,才能进⾏上述调整。倒相式⾳箱通常以特定调整法⽽对系统进⾏设计,其⽅式可藉由特定的F3,调整所有参数进⽽产⽣平坦或不平坦的响应(Q=1.0).
换句话说,不能在密闭式⾳箱中任意调整参数⽽得到如Qtc为0.7-1.5的响应曲线,否则会因“错误的调谐”引起低频过多与过少的现象。举例来说,把单体的Qts改变±20%会造成F3频率点的SPL响应误差达±2-4dB,这与在密闭式⾳箱改变Qtc 从0.7-1.5所得到的结果⼤不相同。倒相式⾳箱具有陡峭的衰减特性,如果调谐不当回产⽣可听到的暂态铃振现象(倒相管⼝“呼呼”作响)。这⽆疑是由于某些开孔式扬声器在设计上调谐极为不准确所致。
3、低⾳单元的选择
倒相式⾳箱所⽤的低⾳单元倾向于较⼩的⾳盆质量,较短的磁铁间隙⾳圈突出量(因为较⼩的位移量)与较低的总Q 值。只有Qts在0.2-0.5之间的单元才能提供令⼈满意的响应效果。
4、调整
通常所⽤的调整⽅法是不需要电⼦等化电路就可以得到预定的响应的⾮辅助性调整法,有两种类型:平坦式与⾮平坦式响应。
平坦式响应⼀般要求Qts值⼩于0.4的低⾳单元。⼀共有6种调整⽅式:超级共鸣箱SC4、四阶副切⽐谢夫调法、准三阶调整法以及四阶Butterworth、四阶Bessel、Butterworth Inter-Order.这6种调整⽅式中QB3是⽬前倒相式⾳箱中最普遍采⽤的调整法,这是因为在相同的单元Qts值下可设计出较⼩的⾳箱和较低的F3.平坦式响应⼀般推荐两厢车应⽤,可以获得较平坦的低频响应,在听感上低频会清晰,乐感真实⾃然。
⾮平坦式响应,通常Qts值较⾼,不过在暂态响应的表现就会稍微差些,但是由于汽车的低频响应会作⽤到整体响应,许多⾼品质的⼚家都采⽤这样的设计,并尽量使其在各种车型上都可以采⽤。在使⽤同⼀单体的情况下,⾮平坦式调整可以带来频率更低的F3,其调整的⽅法有:切⽐谢夫等效滤波调整法C4,四阶风鸣箱BB4,超级三阶准巴特威斯调整法。在这些调整中,BB4是最常⽤的,因为相对⽽⾔,可以得到相对较⼩的箱体容积。
5、决定⾳箱尺⼨的相关参数
5、决定⾳箱尺⼨的相关参数
Fs:⾃由⼤⽓下的单元谐振频率
Qts:单元的总Q值,包括所有串联阻抗在内
Vas:单元柔顺性的等效容积
Xxmax:⾳圈的突出量,单位mm
Sd:单元的有效辐射⾯积
Vd:振膜的位移体积,其为Sd和Xmax的乘积
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在倒相式⾳箱中,有三种形式的损失还会最终影响到⾳箱的体积和调谐特性,分别是:漏⽓QL,吸收作⽤QA和开孔损失QP,在实际的应⽤中,后两者的损失其实可以忽略不计,最有影响⼒的就是箱体的漏⽓QL。QL值为3时,表⽰漏⽓⾮常⼩; QL值为7时,表⽰漏⽓性⼀般;QL值为15时,表⽰严重的漏⽓现象。
当采⽤了如上所述的调整⽅法后,就可以使⽤H(调整⽐例)、a(系统的柔顺⽐)、F3/Fs,经如下公式可以计算出⾳箱的调谐频率、⾳箱体积和F3:
⾳箱容积Vb=Vas/a;调谐频率Fb=H×Fs;-3dB的频率F3=(F3/Fs)×Fs
6、开孔尺⼨与⾳箱调谐
⽅形⾯积S=长L×宽W;圆半径R=(S/3.14).
将圆管齐平的装置在扬声器障板上,可由下式计算出开孔导管长度:石家庄捷达
Lv=(1.463×107R)/(Fb2Vb)-1.463R
其中:Lv为导管长度,单位为英⼨
Fb为调谐频率,单位Hz
Vb为⾳箱容积,单位为⽴⽅英⼨
力帆320冠军版R为导管开孔半径,单位英⼨
实际上在⾳箱谐振频率Fb的⾳响功率都是有开孔辐射出来的,为防⽌输⼊的功率压缩⾳箱内空⽓,需要最⼩的空⽓体积移动量。因此开孔直径⾄少必须⼤于如下公式:
dV>42(FbVd)
其中,dV是最⼩开孔尺⼨,单位为英⼨,Fb为调谐频率,单位为Hz;Vd为最⼤⾳盆位移量,单位为⽴⽅英尺。
任何实⽤的开孔直径都是⾮线性的,⽽较⼤的开孔导管截⾯积会在各种不同的功率状态下获得更线性的响应,⽽且应可能的将开孔靠近低⾳单元。
由于增加开孔尺⼨使得导管加长,此时会造成如管风琴般导管谐振现象,使得响应减少约1-2dB,这种反常的现象不必太在意,因为闭孔过⼩说造成的⾮线性⽐它还要严重。
迪拜警察新座驾开孔的⾮线性的确是⼀个问题,只要单元的⾯积与开孔区域的⾯积⽐不超过9/1,⾮线性的影响就不太严重,如果能达到4/1,就能带来相当合理的开孔线性。(⼩⼝径的单元装箱后必须能容纳导管长度)
对于其导管半径R可能超⼤时,实际可⽤多孔的形式取代。D1和D2两个开孔的结合特性必须符合以下公式:D=
(D1+D2)
导管末端距离扬声器内部后箱壁应超出7.5cm,否则可⽤弯管解决。
当决定了开孔尺⼨,就能完成最后的调谐。利⽤信号产⽣器和交流电压表可绘出阻抗曲线,在两个阻抗尖峰的凹处就是Fb的频率。如果所测得的值⽐原先设计的要⾼或者是低时,调整导管长度直到准确为⽌。
7、⾳箱阻尼
为了抑制倒相式⾳箱内的驻波,⽽使⽤的传统⾳箱阻尼是在⾳箱内每⼀相对的其中⼀⾯铺上1-2英⼨厚的玻璃棉,当然也建议在单体的后与周围填充吸⾳棉。将阻尼材料填充在⾳箱内的空间⾥⽽不是紧贴在⾳箱箱壁上的效果会更加明显。特别要注意的是,装置的吸⾳棉千万不能挡住导管⼝,以免造成空⽓阻碍。