扬声器系统设计与制作进阶

目　录

第1章　绪论　1

1.1　历险开始了　1

1.2　如何使用本书　2

1.3　制作一对扬声器系统的步骤　3

1.4　选择扬声器单元　4

1.5　扬声器简史　5

1.6　怎样购买扬声器　7

1.7　音乐的来历　8

1.8　扬声器单元的结构和组成部分　10

1.9　说明书　13

1.10　最重要的三个参数　15

1.11　扬声器单元的属性　16

1.12　振膜和支撑系统的参数　16

1.13　扬声器单元的电路参数和机电参数　17

1.14　增加灵敏度一项明智的投资　19

1.15　把扬声器装入箱体　19

1.16　扬声器箱的分类　21

1.17　挑选一个低频音箱　24

1.18　其他设计因素　25

1.19　音色问题　28

参考文献　28

第2章　扬声器的三大指标和闭箱设计　29

2.1　扬声器单元中的各种作用力　29

2.2　扬声器单元的谐振频率fS　31

2.3　Q值　34

2.4　等效体积VAS　36

2.5　利用“三大指标”设计闭箱扬声器　37

2.6　公制和英制的转换　38

2.7　闭箱设计用到的公式　39

2.8　计算闭箱设计的谐振频率fcb　39

2.9　闭箱扬声器的Q值，即QTC　41

2.10　频响的峰值　41

2.11　峰值出现的频率　42

2.12　低频截止到-3dB的频率f3　42

2.13　从结果中简化频响曲线　43

2.14　找到合适的QTC值　43

2.15　问题：“为什么我不能在一个小箱子里用12英寸的低频扬声器单元？”　44

2.16　解答　44

2.17　图形解释　45

2.18　最佳的长方体音箱　46

2.19　如何增大箱体体积　47

2.20　从QTC=0.707计算VB　47

2.21　图解方法　48

参考文献　49

第3章　开口箱设计　50

3.1　“完美的”开口箱设计公式　53

3.2　计算开口箱截止频率　54

3.3　导声管的调制频率fB　55

3.4　用于调频的导声管直径　55

3.5　计算导声管的长度　56

3.6　设计小型音箱　56

3.7　更改音箱的fB　58

3.8　重新计算导声管的长度　58

3.9　小型箱体导致的谐振峰　58

3.10　散射的损失　59

3.11　选择开口箱还是闭箱？　59

参考文献　62

第4章　打开潘朵拉的魔盒　63

4.1　用软件设计音箱　63

4.2　闭箱尺寸的计算和性能指标　66

4.3　公制/英制转换器　68

4.4　Speaker Box Designer-V1　71

4.5　WinISD　74

参考文献　77

第5章　特殊应用　78

5.1　多扬声器单元系统　78

5.2　为什么多扬声器系统的参数会变化　80

5.3　设计多扬声器单元的开口箱　81

5.4　大型的多单元扬声器系统　83

5.5　推挽设计　84

5.6　MTM系统　85

5.7　双音圈扬声器单元　87

5.8　多个双音圈单元组成的系统　89

5.9　追求高声压级　91

参考文献　92

第6章　低频扬声器系统　93

6.1　简单的超低频扬声器系统　94

6.2　等压负载设计　96

6.3　“推挽式(Push-Pull)”扬声器对　97

6.4　双音圈超低频扬声器　98

6.5　把它们组装在一起　99

6.6　超重低频系统的回顾　101

6.7　带通式超低频扬声器系统　102

6.8　设计简单的带通扬声器系统　103

6.9　6阶带通超低频扬声器系统　106

6.10　设计4阶带通超低频扬声器系统的其他软件　106

6.11　一种新型超低频带通扬声器系统　109

6.12　超低频扬声器系统与房间的体积　109

参考文献　110

第7章　二分频电路　111

7.1　电感和电容　112

7.2　电容和电感的相位特性　114

7.3　1阶二分频电路　118

7.4　1阶分频器的电路图　119

7.5　2阶二分频电路　119

7.6　2阶分频器的电路图　121

7.7　设计中需要特别注意的地方　121

7.8　在2阶二分频滤波器设计中运用A值和Q值　124

7.9　3阶二分频电路　125

7.10　网络上的分频器计算软件　126

7.11　阻抗补偿　128

7.12　两个阻抗补偿的实例　129

7.13　高频部分的衰减　130

7.14　理论联系实际　133

参考文献　133

第8章　三分频电路　134

8.1　为何采用三分频？　134

8.2　设计误区　136

8.3　fLM和fHM的计算方法　136

8.4　使用预设频率比的2阶全通式三分频电路设计　137

8.5　Bullock的2阶全通(Linkwitz-Riley)三分频计算公式　141

8.6　变形带通电路　143

8.7　Bullock的2阶等功率(Butterworth)T-bandpass三分频电路　146

8.8　2阶等功率(Butterworth)T-bandpass三分频电路的带通形状参数　146

8.9　2阶等功率(Butterworth)T-bandpass三分频电路的电路元件　147

8.10　计算更高阶次的三分频电路参数　147

8.11　用软件简化计算　149

参考文献　149

第9章　硬件和软件　151

9.1　用Woofer Tester做设计　152

9.2　阻抗补偿　152

9.3　对并联的两个低频扬声器进行阻抗补偿　155

9.4　BassBox软件　157

9.5　将扬声器单元的参数导入BassBox Pro　158

9.6　各种低频响应的模拟图形　162

9.7　最大值：功率、振膜位移和导声孔振动速度　165

9.8　阻抗和相位信息　167

9.9　相位信息的重要意义　169

9.10　X-OVER PRO软件　169

9.11　用X-OVER PRO软件设计三分频扬声器系统　171

参考文献　177

第10章　分频器的优化和测量技术　178

10.1　复数的含义　180

10.2　专业设计方法　181

10.3　普通爱好者如何设计？　182

10.4　你能预测这些设计的结果吗？　184

10.5　什么样的分频器最合适？　189

10.6　针对Vifa扬声器的分频器优化　192

10.7　业余设计者的分频器优化　198

10.8　脱离消声室环境进行频响测试　198

参考文献　206

第11章　11个扬声器系统设计实例　207

11.1　演示系统的总结　208

11.2　分频器电路图的格式　209

11.3　订购散装零件　210

11.4　系统1：Silver Flute　211

11.5　系统2：Popcorn　213

11.6　系统3：Em-Tee-Em　218

11.7　系统4：Gabriel　220

11.8　系统5：Vader　222

11.9　系统6：Dapp　224

11.10　系统7：Fellini　227

11.11　系统8：Basso　230

11.12　系统9：The Titan　231

11.13　系统10：Mr.Bones　236

11.14　系统11：Spike　240

第12章　音箱箱体制作工艺　246

12.1　计算箱体尺寸　246

12.2　选择音箱材料　248

12.3　加工中密度板　249

12.4　切割4英尺×8英尺板材　250

12.5　4种拼接音箱的简单方式　253

12.6　更细致的木工工艺　254

12.7　开扬声器孔以及导声孔　256

12.8　制作分频器　259

12.9　第11章中扬声器的制作工艺细节　260

参考文献　268

《扬声器系统设计与制作进阶》是美国音响爱好者出版社经典作品；《扬声器系统设计与制作进阶》在国外是一本与全球销量过10万的《扬声器系统设计手册》齐名的好书；《扬声器系统设计与制作进阶》作者Ray Alen教授扬声器系统课程，在美国小有名气；《扬声器系统设计与制作进阶》介绍各种主流音箱的制作方法：制作步骤清晰，有效指导读者制作音质优良的音箱。《扬声器系统设计与制作进阶》从电磁理论入手，循序渐进地对扬声器系统的构造及基本性能做了比较完整的分析。对其中的数学分析做了简单有效的处理，使这部分内容阅读起来既不困难，也能充分说明其物理概念。作者讲述了数学的重要性，同时给出了详细的算例和基于PC或网络的计算方法。　　《扬声器系统设计与制作进阶》涵盖了扬声器单元的基本参数，闭合式扬声器箱体、敞开式扬声器箱体、超低音音箱、二分频器、三分频器的设计方法和应用实例，并介绍了相关的硬件、软件以及分频器优化和测试技术，最后还展示了11种扬声器系统以及构造技术。　　《扬声器系统设计与制作进阶》适合音响DIY发烧友和从事专业音响设计的研发人员阅读。【作者简介】本书作者Ray Alden是美国纽约Stuyvesant高等学院的数学教授。Ray Alden在音乐界活跃了40多年，他曾在田纳西琴院（TBl）等机构认证，并参与多个乐团和录音室的工作。他最出名的工作是录制了传统和新一代的阿巴拉契亚五弦琴和小提琴的不同风格的作品，为此获得诸多奖项，包括格莱美提名。