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买喇叭自己组装音响(自己组装音响的配置方法)

讨论是主观调音还是客观调音,都要调音。这听上去像一句废话,但却是我认为最为重要的前提。调音调的是音箱耳机,音箱耳机本身是客观存在的。主观调音需要听音技能,也就是练耳朵。客观调音需要熟悉测试方法以及心理声学相关知识。但不论哪种调音方法,都必须要用评价反馈的结果调试音箱耳机本身。所以不论以何种方式调音,都要了解音箱和耳机本身的物理特性。

经常有一种说法是,“耳朵收货”,这对于选购来说或许是成立的,但对于做一款音箱耳机以及调音来说,一定是不够的。从最基本的事实和逻辑上都是不成立的。因为被调的东西,音箱耳机是客观存在的。

那么想要做音箱和调音箱,就必须还要了解音箱的基本原理和客观属性。

当然,还有一种方法叫作试错。就是做几个、十几个、几十个样品,逐一对比。这种方法可以连客观测试都不用,只靠耳朵一个一个听,不断修改并且选出其中声音较好的作为最优解。但问题在于如果完全靠试错的方法,效率极低而且成本高,因为基本不可能只做一两个样品碰巧就效果就特别好,即便是厂家研发产品的时候也不可能完全靠试错去做。更何况个人DIY玩家基本不可能花那么多钱和时间精力。说到这里就不难理解那些发烧友口中所谓的“金耳朵调音”是纯粹的意淫。我本人之前就是专门做主观调音的,我也比很多声学专业的人更了解这一过程。按照某些“发烧友”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,那基本上就是像开光一样听一下就声音就自动变好了。这就是魔法!更何况很多所谓发烧友也没有基本的听音能力。“发烧圈”和产品广告中经常提及的“调音”,通常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。

先采用计算和仿真等手段做出初始原型样品,再通过实际客观测试调整至一定的水平。最后采用主观评价试错的方式找到最优解。其实很多工程领域都是采用此类方法。

如果没有仿真计算,基本上就是靠意淫或者随机拼凑一些零件。声音是没有任何保障的。。。

所以音箱DIY是有门槛的,门槛就是一些必备的工科和高等数学知识。但是听上去总是感觉确实有些劝退。

很多专业知识需要一定的时间去学习,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,很难完整的详细讲解,不过具体的内容其实书都能买到网络上也有视频课程。

信号与系统

信号与系统的相关知识可以说是做音箱必备的最重要知识,没有之一。

例如音箱设计和调试中永远绕不开一个东西,叫作滤波器。即便是数字分频不像LCR分频那样还需要了解大学电路相关知识。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。

通常建议中频采用Linkwitz-Reiley,低频采用巴特沃斯,但不绝对。具体还是要看实际情况。

再比如说滤波器中常见的Q值,也就是品质因数的意义。如果不了解相关知识,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。

可以说不懂高等数学想要做音箱,基本上都是瞎蒙。。。没有最基础的数学知识,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化趋势。Qts、Qes、Qms,是扬声器尤其是低音单元的关键参数之一。可见没有信号与系统的知识就没法理解声学系统中的TS参数。

而对于滤波器的阶次,二阶意味着每倍频程变化12dB,四阶意味着每倍频程变化24dB,以此类推。简单来说阶次越高变化速度越快,曲线越陡峭。

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

可以说信号与系统是音箱耳机设计与调音必备的最基础知识,没有之一。此外,如果想玩电子分频,也需要了解数字信号处理的相关知识,例如IIR和FIR、全通滤波器等。

声学基础

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

TS参数和阻抗曲线对于音箱DIY来说,主要还是影响低频表现,因为对于中频而言,高音单元通常会先经过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。

扬声器的阻抗通常是指当经过阻抗峰后阻抗最低的值,也就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。这只是单纯在阻抗曲线中看起来比较美观。

灵敏度的概念为1w功率驱动下距离1m所产生的声压级SPL,有时候也采用2.83V驱动。选择单元的时候也要注意单元的阻抗,有些时候灵敏度标注比较混乱或者说不统一,如果没注意可能导致所选单元灵敏度出现偏差不匹配,一定要进行有效换算。选择单元时尽量选择灵敏度相近的单元,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典型值,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,说明扬声器离轴响应的能量相比于轴向响应越弱。

单元匹配尤其是在分频点附近,以及分频器设计,都应该考虑单元的指向性。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玩家甚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左右的指向性过宽,另一方面也很难匹配合适的低音单元(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)。

对于新手来说,高音单元和低音单元应该尽可能靠近。当然也不能太近,否则前面板在两个单元的间隙可能出现强度不足的情况。

而对于waveguide和号角的设计,目前基本上采用comsol仿真。之前可能个人DIY做复杂的高级号角比较困难。但现在不论是waveguide还是号角,都可以采用3D打印或者CNC的方式制作。只不过这对于普通音箱DIY来说过于复杂。

买喇叭自己组装音响-第1张图片

电力声模型,说的直白一些就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。只需要来了解TS参数相关知识即可。

扬声器设计手册

信号与系统和声学基础都是偏基础理论的书籍。扬声器系统设计手册则是更偏应用的书籍。可以为音箱DIY提供更直接的意见。然后想看懂这本书的基础还是之前提到的那两本。

如果像仅仅在网络上看几个“速成”文章,就学会一门工程技术,是不可能的。尤其是完全没有相关基础的人,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,真心建议玩DIY之前认真看完。


软件

Leap

网络上有很多的分频器计算小程序,可是很多都过于理想,或者说过于简化。往往存在较大的偏差。

而且比较复杂的分频器也无法通过这些建议的分频计算器计算,所以建议还是Leap起步。

Leap网络上应该有不少教程。

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。

而目前行业内一般用Comsol进行倒相孔仿真和指向性仿真。Comosl进行倒相孔风速仿真通常比Leap更精确。Comsol还可以仿真箱体内部的气流分布,在做实际样品之前找出可能存在的内部气流异音。不过Comsol对操作技能要求比Leap高很多。此外,Comsol对电脑性能要求极高。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。一般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改都有一定要求,有些还要ME(机械)工程师参与。所以如果个人DIY的话,我个人还是推荐Leap。

REW/Smaart

DIY不太可能用Klippel,所以还是推荐更常见也更容易上手的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)。其中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,所以主要用REW测频响。不过REW的操作和对设备的要求都比较简单,所以对于音箱DIY来说还是比较推荐从REW入门和学习的。

Smaart则更专业一些,结果也更可靠一些。但使用难度也更高一些。业内一般没有针对REW的培训,但是Smaart则有专业培训。Smaart本身也是比较偏应用的测试软件,很多舞台现场调音的老师喜欢用。

而如果想要测试阻抗曲线的话,建议还是用SoundCheck,网络上应该有破解版。SC的设置比REW和Smaart都要复杂。

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。但是我觉得对于绝大多数玩家,REW/Smaart即可。

ProE/UG等

箱体定做一般需要机械图知识。如果只是做简单的二分频只需要了解一些基本的三视图即可,一般这类木加工的厂家也不看3D图。但如果要设计号角和waveguide以及复杂的倒相管则必须要有机械绘图能力。


硬件

声卡与麦克风

正如前文所提及,单纯靠理论仿真计算出的箱体,可能实际做出来性能是有所偏差的。那么还需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全确定其实际客观性能的。所以测试可以说是音箱DIY必须要做的。那么也就必须要有客观测试设备。

如果只测试频响,可以不需要高性能的声卡。尤其是很多玩DIY的玩家,并没有太多调音经验。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。所以我觉得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,高端的和低端的可能有很大差别。通常来说,劣质的麦克风自身的频响曲线就是不平直不标准的。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。

一般那种几百块的USB麦克风,我还没遇到过准的。而对于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。其实即便是一些售价几万的麦克风,成本也不高,也许千元左右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了解。

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用变压器接声卡48V幻象电源变成24V供电。Lemo则通常需要200V专用电源。

此外,像恒温焊台、剪线钳之类的基础工具是必备的。

简易测试方法

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。所以怎样在日常的环境中获得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倒置,也就是低音单元在上,高音单元贴近地面。模拟半消环境。把测试麦克风也放在地上,测试距离为1m。如果1m的干扰实在比较大,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不同的情况,分频点附近的测试结果不太准确。

低音单元可以采用近场测试。不过注意,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,距离的差异本身也不允许这种操作。

主观评价

主观调音并不是看基本书就能掌握的,更不是买几个发烧器材对着发烧营销故事意淫出来的,需要大量的专业训练,所以我反倒认为这对于音箱DIY来说是最难实现的。为什么前面一直都在讲客观,主观调音的技能很少有人能掌握,单说这样的条件都很少。首先要知道怎样的声音是标准的,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,调试也很复杂。而这里又涉及到另一个悖论,既然有了高端的音箱系统,为什么又要自己DIY做一个呢?

总之,主观调音可能更好也可能更差,也可能是完全随机。只有具有专业能力的人主观调音才会让声音变得更好。这需要较长时间的专业练习和实际调试经验。

相关基础概念我写过很多详细讲解:

实际意见

箱体

说是DIY,基本上就是设计一款音箱。箱体尽量不要用公模。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,对于DIY音箱而言,不太可能采用塑料或者铸铝定制。所以基本上就要采用定制木箱。

这里所说的“木箱”是通俗的讲法,包括MDF、实木以及多层夹板。(似乎家具中的夹板地板就不算实木?)

建议采用定制多层夹板,如果要再加一个注释,那么就是要选择芬兰进口多层定制夹板。

夹板的种类也有很多,通常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。

一般书架音箱,前障板建议采用23mm,箱体18mm。

不过说是DIY,但我觉得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。这些工作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,价格应该在600元左右。基本上已经比市面上在售的绝大多数品牌HiFi音箱更好了。

倒相孔

相比于箱体,倒相孔更不建议采用公模设计,推荐使用硬质纸管。

也就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。这样可以通过慢慢锯短倒相管调节音箱的低音表现,直到调整至合适的倒相管长度。

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,那真心建议还是不要玩DIY直接买个品牌音箱吧。

此外,对于纸管,江湖上还一直有个传说是纸管比塑料管更不容易产生共振。

吸音棉

采用比较常见的棉花即可。吸音棉不宜过多也不宜过少。把箱体上下左右后的内表面贴一层即可。不要把所有空隙都放上棉花。

一些细节

  • 建议采用压pin的喇叭连接方式而不是焊接。焊接容易氧化,实际动手操作容易玩脱,焊工不好容易把接线处焊坏。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记放环形密封泡棉,否则装完之后发现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,比较容易设计分频器。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,应该最好在87dB以上。如果灵敏度过低,对功放功率则有更高的要求。如果灵敏度过高,对功放的低噪也有一定的要求。并且,高灵敏度的单元有些是比较高端的单元,价格会比较贵。

入门玩或者刚开始玩,不推荐买特别好的喇叭。价格比较贵,组的不好或者匹配不好甚至操作中失误把喇叭搞坏了就得不偿失了,然而其实这对于新手来说是很有可能发生的。例如不小心把喇叭戳破了,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。折腾来折腾去最后做个音箱还不如市面上几百块随便买个惠威漫步者就有些得不偿失了。

建议买挪威西雅士和丹麦绅士宝的500~1500元左右的低音单元+500元左右的高音单元,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。

有段时间不关注了,没想到DIY单元现在也涨价。。。西雅士好像涨了不少。。。

分频

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

而对于分频器的阶次。一阶分频器虽然设计简单,但是太挑单元。不是说一阶分频100%不行,但通常是不行的。

而如果是四阶分频器,相对比较复杂并且电子元器件多,价格也更贵。所以这里建议入门从二阶分频器搞起。

对于电容、电阻、电感等电子元器件。LCR无非就是精度问题。有条件的上好的,没条件的就买一般的。更主要的还是看电路设计(这里也包括实际布线规避互感问题等)。尤其是所谓磨机,其实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。再有就是选电子元器件的时候注意电压。

仿真中不会体现。实际中如果电感位置放的不好,会影响分频器性能。这需要电路的知识。

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,也就是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。三路性能碉堡的Class D功放。带自动唤醒功能,也就是有信号输入自动开机,平时可以一直开电源不需要物理关机。谁用谁知道。FA123可能功率还不是那么富裕,建议FA253一步到位。就是价格可能稍微贵一些,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

这篇文章主要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具体方案。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。。。那就是单纯的组装了。。。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。这篇文章主要还是思路。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,都是市面售价20万级别的。

还有陶瓷低音+Revel铍高音之类的。

最后,其实我这篇文章讲的都是些很基础的东西。然后当我想把这些简单的概念讲给还没有相关知识的入门玩家时,实际写下来我才逐渐认识到,这些知识可能对于没接触过相关工作的人来说,每一个环节都像是天书,也很难直观理解。这可能也就是为什么发烧玄学能够一直趁虚而入无论怎么胡说八道都有人信的原因。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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