【消費電子實驗室-2013/7/28】對于經濟并不寬裕的音樂愛好者和想從自己動手中獲得樂趣與真知的音響愛好者來說，最便于自制的音響器材莫過于音箱了。只要你知道一些音箱設計制作中的規律性的東西，親手制作出一對令自己滿意的音箱還是可以辦到的。在音箱制作與調試的過程中，有如下的問題需要注意。

       一、選好揚聲器單元

      揚聲器單元，俗稱喇叭，是音箱能夠發出聲音的關鍵部分。人們只有借助于揚聲器單元，才能將 C D 機、功放傳出的音頻電信號轉換成聽得見的聲音信號。

      揚聲器單元一般分為高音、中音、低音三大類。基本上屬于各司其職的工作范圍。對于制作優良的小口徑的低音單元來說（一般泛指低音單元的揚聲器口徑小于 6.5 英寸），它們一般可以兼顧中音揚聲器的作用；而一只設計優秀、具有足夠承受功率的高音單元來說，也可以兼顧一部分中音揚聲器的作用。因此，在小型書架式或落地式音箱中，只采用一高二低兩只揚聲器單元的實例是十分普遍的。下面就具體地談談選擇揚聲單元的問題。

      1 ．怎樣選擇高音單元

      高音單元顧名思義是為了重播高頻聲音的揚聲器單元。高音單元的結構形式主要有號角式、錐盆式、球頂式和鋁帶式幾大類。

      號角式高音單元由于指向性強，在號角正面能聽到強大的高音，多用于大功率的擴聲、會議音箱和一少部分的監聽音箱。

      錐盆式高音單元由于振膜面積過大、過重，高頻特性不如其它類型的高音單元，故而多見于老式音箱之上而近年已逐步被淘汰。

      球頂式高音單元是目前在家用音箱和小型監聽音箱中最常用的高音單元。

      球頂式高音單元從球頂結構上分，可分為正球頂單元和反球項單元。

      球頂式高音單元從球頂材料上分，又分為硬球頂和軟球頂兩大類。

      硬球頂高音的振膜材料有鋁合金、鈦合金、鈦合金復合膜、玻璃膜、鉆石膜等數種。硬球頂高音單元所重播的高音，音色明亮，具有金屬感。適合播放流行音樂、電影音樂及效果音樂。加工制作優秀的鋁合金膜、鈦合金復合膜球頂高音，也能較好地表現古典音樂及人聲。

      軟球頂高音的振膜材料有絹膜、蠶絲膜、橡膠膜和防彈布膜等數種。軟球頂高音單元重播音樂時的高音靈巧、松弛，具有很好的自然表現力。在表現古典音樂、人聲等具有標準聽音概念的音樂時，尤為得心應手，是制造中、高檔的家用音箱及小型監聽音箱的理想選擇。尤其是近年來的絹膜、絲膜球頂高音其重播的上限頻率已可達到 40000Hz 。從理論上講，高音單元的上限頻率至少要達到 20000Hz ，越高越好。但高頻上限優秀的單元，其價格也要貴一些。

      正球頂高音單元在播放音樂時。其水平擴散角度要大一些；反球頂高音單元在播放音樂時，水平輻射角較小，但音色較純，承受功率也較大。鋁帶式高音單元是一種問世很早、歷史悠久的高音單元。只是由于它的結構因素，真正把它的高頻上限頻率做得足夠高、功率做得足夠大并不是一件容易的事，所以普及起來并不容易。

      鋁帶式高音單元的上品，其上限頻率也有 30000Hz 以上的，承受功率目前也有超過 150W 的。如果你是一位古典音樂愛好者，又對重播時的音色要求很嚴格，你不妨選擇絹膜等軟球頂高音單元。

      如果你的音箱在使用中還要兼顧卡拉 OK 和播放電影，選擇硬球頂單元會好一些。當然這并不是絕對的，因為音箱的重播音色，除與所選用的單元有關外，還與分頻器的設計，箱體的制作等諸多因素有關。

       2 ．中音單元的結構形式

      中音單元一般只有錐盆和球頂兩種。只不過它的尺寸和承受功率都比高音單元大而更適合于播放中音頻而已。中音單元的振膜以紙盆和絹膜等軟性物質為主，偶爾也有少量的合金球頂振膜。

       3 ．怎樣選擇低音單元

      低音單元的結構形式多為錐盆式，也有少量的為平板式。

      低音單元的振膜種類繁多，有鋁合金振膜、鋁鎂合金振膜、陶瓷振膜、碳纖維振膜、防彈布振膜、玻璃纖維振膜、丙烯振膜、紙振膜等等。

       紙振膜又被稱為揚聲器紙盆。紙振膜又分為紙盆、緊壓紙盆、紙基羊毛盆、強化紙盆等很多種。采用鋁合金、鋁鎂合金振膜的低音單元一般口徑比較小，承受功率比較大，而采用強化紙盆、玻璃纖維振膜的低音單元重播音樂時的音色比較準確，整體平密度不錯。

      在選擇揚聲器單元時，高音單元的承受功率一般不低于低音單元的十分之一；如果是采用二分頻、二單元制作的音箱，高音揚聲器的承受功率還要再高一些。

      在制作三分頻的音箱時，中音單元的承受功率只要能達到低音揚聲器的三分之一就足夠了。

      在選擇揚聲器單元時，最好是選擇同一阻抗的。常見的低阻抗揚聲器單元一般分為 4Ω 和 8Ω 兩種。在選擇揚聲器單元時，還要注意選擇同一靈敏度檔次的，一般以 86dBW·m 為中等靈敏度。低于 84d B 的叫低靈敏度揚聲器，高于 90dB 的叫高靈敏度揚聲器。

      如果在選擇揚聲器單元時，阻抗和靈敏度相差太大，在制作音箱時，就會遇到分頻器不好設計和各頻段聲壓不平衡的問題。

      當然，在制作二分頻音箱時，高音單元的下限頻率低于 2kHz 、低音單元的上限頻率高于 4kHz ，將為調整音箱時帶來不少的方便。

     二、分頻器的選擇與制作

     當你選定了揚聲器單元之后，隨之而來的就是要選擇和制作分頻器。分頻器分為普通式的分頻器和電子分頻器兩大類。

      電子分頻器是將信號源傳送過來的微小音頻信號直接進入電子分頻器。由電子分頻將全頻帶（從低音到高音）的信號分成為高音和低音信號，分別傳送到相對應的功放進行放大，然后再推動相對應的揚聲器單元發出聲音見圖 1 。電子分頻是一個相對比較復雜，但重播效果良好的音樂重播系統。電子二分頻系統除分頻器外，還需要 4 個聲道的音頻功率放大器。電子三分頻系統，需要 6 聲道的功放，而電子四分頻則需要 8 個獨立聲道的功放。電子分頻的優點是重播音色好，各頻帶間的平衡調整簡便易行，但制作成本較高。

      對于自制音箱來說，采用傳統的功率分頻器比較簡單，見圖 2 。從圖中可以看出，傳統的功率分頻器只有 L1 、 C1 、 L2 、 C2 以及高音衰減電阻 R 等 5 個元器件就可以組成。 L1 、 C1 組成低通濾波器，通過它的作用，只保留音頻信號中的低頻部分去驅動低音揚聲器單元。 L2 、 C2 組成高通濾波器，只保留音頻信號中的高頻部分去驅動高音單元。普通的二分頻器還可以采用一只電感、一只電容的分頻方式和比下圖復雜的分頻方式。這些不同的分頻方式各有優缺點。

      我們在附表中列出了在不同揚聲器阻抗、不同的分頻頻率下的電感與電容的數值。

      為什么要列出這么大的一堆數值？這自有它的道理。只要你的揚聲器單元足夠好，音箱的設計與加工合理，調試準確，不論分頻頻率采用 2000Hz 、 3000Hz 還是 4000Hz ，都可以得出一條平坦地、合格的測試曲線；但在主觀聽音時，不同分頻點音箱的重播音色與音樂表現則大不相同。分頻頻率偏高的音箱，高頻比較亮麗，但整體音色偏薄；分頻頻率較低的音箱，重播音色比較厚道、自然。當然這一切都是在一定的范圍內進行的。如果分頻點偏移過大，將會由于揚聲器單元自身頻寬的限制，造成高、低音的銜接不良。

      有這樣一條規律，這就是分頻點選得越低，分頻器所使用的電感和電容數值就越大，制作成本也就越高。所以有些不太負責任的廠家，將產品的分頻點選得很高，這就保證不了音箱重播時的聲音表現。

      普通分頻器雖然結構簡單，但在制作方面，也有它的特性。

      1 ．怎樣選擇電感線圈

      分頻器所使用的電感線圈分為空芯線圈和鐵芯線圈兩類；而鐵芯線圈又分為真鐵芯和鐵氧體芯兩類。

      在分頻器中，空芯線圈的效果是最好的，但相對也是體積最大、制作成本最高的。空芯線圈的優點在于失其低、受揚聲器磁場的影響小。在選擇空芯電感線圈時，主要應注意電感線圈線徑的選擇。所選用的漆包線，一定要能夠承載相應的功率電流。如果所用的線徑偏細，在大功率下工作時，電感線圈容易過熱燒毀。所選用的線徑，通過計算，只要夠用或有些余量就可以了。盲目加大線徑，一來成本太高，二來加工起來難度也較大。

      鐵芯線圈和磁芯線圈（鐵氧鐵線圈）可以縮小線圈的體積，降低制作成本。但由于導磁體的介入，會引入由于磁飽和而造成的失真。同時也會由于揚聲器單元磁場的影響。造成分頻點的偏移。

      在選擇鐵芯線圈時，鐵芯自身的功率是一個關鍵。通過大量地實驗證實，鐵芯線圈功率只有達到或超過低音單元最大功率的 50 ％以上時，才能以較低的失真正常工作。

      鐵芯線圈由于鐵芯材料磁滯的影響，使得重播音色甜化，但瞬態特性也有所降低。

      近年來的功率分頻器，稍好一點的，基本上都采用空芯線圈。

      空芯線圈以圓型漆包線繞制的成本最低。使用絞合線、六角線、帶狀線的成本會貴很多。目前已有不少品種的無氧銅漆包線，使用之后，重播音色會有所提高。

       2 ．怎樣選擇分頻電容

      在分頻器中，電容的可選擇種類很多。從最普通的電解電容、無感電容、音頻專用通心電容、滌綸、聚苯、聚丙電容應有盡有。但這些電容的價格也一種比一種高，有些個別名牌的電容，賣成了天價。

      使用名牌的電容，固然有容值準確、性能穩定、重播音色好等優點。但對于中檔左右的自制音箱來說，選擇百元一只的電容，就有些成本偏高。

      在選擇分頻電容時，低頻通道可以選用精度高、質量好的電解電容反向串接，或在其兩端并一只小型聚苯、聚丙電容見下圖。這樣做效果不錯，價格又很經濟。至于高頻電容，由于容量小，價格相對比較低，適當選擇好一些無妨。

      對于高頻衰減電阻的選擇，主要是注意電阻本身的功率。用在大功率的音箱中，衰減電阻的功率相對也要大些；用在小功率的音箱中，電阻的功率也可以減小。否則就會造成大頭小身子或小頭大身子的不匹配現象。

       總之，在選擇分頻器的元器件時，要目的明確，量體裁衣，才是最經濟、最合理的。

       三、箱體加工

      在音箱的制作過程中，音箱箱體的加工是至關重要的一環。

      在箱體加工中，最重要的只有兩點，一是箱體加工尺寸精度要高；二是箱體材料選擇準確。在制作音箱箱體的材料中，有高級原木；有高強度的多層板；有合成材料；也有有機玻璃和石材等。所謂的高級原木，不單單指木材本身的高檔、名貴，最重要的是木材本身要經過多年的干燥和老化處理。只有這樣，才能保證制作的箱體不開裂，不變形。

       經過前人多年的實踐，制作音箱箱體的材料，以足夠厚度的多層板和高級原木的音色最好，但價格也最貴。有機玻璃箱體的整體感也不錯；中密度板，是制作音箱箱體最實惠的材料。

      在音箱箱體的加工中，有如下的幾種方法：

      1 ．折彎法 。此方法是在計算好的、貼有 PVC 面料的長條中密度板上開 V 形槽，然后彎折、膠合而成的音箱箱體。大批量的音箱生產多采用此法。

      2 ．鑲條加固法 。在自制音箱中，根據圖紙將板料切好，然后在板料的接口處，加上涂膠的木條進行加固結合。這種方法適合手工制作音箱。

      3 ．拼裝法。這是一種音箱制作的新工藝。在音箱板的四周，用精密加工機械開有 45° ＋ 90 ° 的斜面和缺口。在手工制作的音箱箱體時，可以通過音箱板材 90° 缺口的自定位作用和 45° 的長斜面，只要在接口處涂上足夠的膠粘劑，拼裝后用繩子扎牢，待膠干后，即可得到加工精度高、堅固美觀的音箱箱體。

      待音箱箱體完成后，只要對箱體表面進行噴漆，貼木皮等裝飾處理，就大功告成了。

      四、自制音箱的裝配調試

      在自制音箱的總裝調試時，有以下的幾個問題需要注意：

      一是分頻器與揚聲器單元的連線 + 、 - 極千萬不可接錯。如果接錯了，音箱的聲音怎么也調不好。

      二是在安裝揚聲器單元時，每只固定螺釘的松緊度要一致。否則音箱在工作時，容易產生意外的諧振。

      三是倒相管的長度與箱內吸音材料的多少都要合適，否則對重播的音樂表現有影響。尤其是倒相管的長度，對音箱的測試頻響的低端會產生直接的影響。

      上述的幾部分都要多次地、細心地調整才行。自己動手制作音箱，是一個實踐、長知識的過程。

      通過自己的辛勤勞動，即收獲了音箱，又增長音箱制作方面的才干，還可以省下一部分購買成品音箱的錢改為它用，所以是一件多項收益的大好事，制作過程也還簡單，大家可以學習制作。