智能音箱的設(shè)計(jì)、調(diào)試、校音等技巧分享

時(shí)不時(shí)地看到一些發(fā)燒友花費(fèi)不菲或花費(fèi)很多時(shí)間來(lái)DIY音箱，結(jié)果卻得非所愿，下面將自己根據(jù)工作情況所總結(jié)的一些小經(jīng)驗(yàn)重新列舉出來(lái)，希望能夠幫到有心人。

有關(guān)音箱的一些小常識(shí)

1 音箱從原理上來(lái)講，基本上等效于一個(gè)高通濾波器。通常意義上所說(shuō)的音箱設(shè)計(jì)主要是針對(duì)低音部分，中高音部分基本上只取決于喇叭單元、分音器和箱體形狀。

2 具體的每種低音或中低音喇叭單元，至少有一種合適的箱體形式。一般情況之下是按照喇叭單元的諧振頻率和喇叭單元總品質(zhì)因數(shù)的比值來(lái)選擇具體的箱體形式。一般認(rèn)為：Fs/Qts的比值小于40Hz的喇叭單元適合于迷宮式音箱。Fs/Qts的比值在40Hz到80Hz之間的喇叭單元適合于密閉式音箱。Fs/Qts的比值在80Hz到120Hz之間的喇叭單元適合于倒相式音箱。Fs/Qts的比值大于120Hz的喇叭單元適合于指數(shù)式號(hào)筒音箱。但是這也不是絕對(duì)的，一般來(lái)說(shuō)凡事都是有條件的，避開(kāi)條件來(lái)談?wù)摻Y(jié)論，實(shí)際的意義不大?，F(xiàn)代的喇叭單元設(shè)計(jì)，由于有T/S參數(shù)的指導(dǎo)，通常情況之下，只須優(yōu)化部分參數(shù)，便可以獲得預(yù)期的效果。

3 僅僅就倒相式音箱而言，每種低頻或中低頻喇叭單元都有適合的箱體凈容積的上限值和下限值。一般而言，箱體凈容積小，諧振頻率會(huì)升高，同時(shí)頻響的低端有隆起的趨勢(shì)。箱體凈容積大，諧振頻率會(huì)降低，同時(shí)頻響的低端有下降的趨勢(shì)。平常所說(shuō)的音箱最佳凈容積，僅僅是針對(duì)頻響最平坦響應(yīng)這一點(diǎn)的設(shè)計(jì)而言的。常常見(jiàn)到一些調(diào)試不當(dāng)?shù)牡瓜嗍揭粝?，箱體凈容積取大值后，而往往又把Q值調(diào)低，這導(dǎo)致低頻綿軟無(wú)力。相反的箱體凈容積取小值后，而往往又把Q值調(diào)高，這導(dǎo)致頻響的低端隆起，音箱容易產(chǎn)生轟隆聲和嗚嗚的共鳴音，低頻的瞬態(tài)響應(yīng)變得很差。

4 倒相孔面積增大，倒相孔的諧振頻率升高，輸出聲壓級(jí)增大;倒相孔面積減小，倒相孔的諧振頻率降低，輸出聲壓級(jí)降低。倒相孔長(zhǎng)度增加時(shí)，倒相孔的諧振頻率降低，輸出聲壓級(jí)降低;倒相孔的長(zhǎng)度減小時(shí)，倒相孔的諧振頻率升高，輸出聲壓級(jí)增大。倒相口的形狀對(duì)低頻的輻射有很大的影響，采用婉展的形狀可以和倒相孔外的空氣起到良好的耦合作用，由倒相孔引起的空氣摩擦失真會(huì)下降很多，同時(shí)低頻的輸出聲壓級(jí)會(huì)有所提高。具體的例子可以參考BOSE公司和B&W公司的相關(guān)專利。

5 音箱和喇叭的阻尼要適當(dāng)，或者說(shuō)它們之間有一個(gè)最佳的順性比和調(diào)諧比。不同Qts值的喇叭單元與音箱箱體的順性比和調(diào)諧比不一樣。具體可以參看A.N.Thiele和R.H.Small設(shè)計(jì)法中的諾莫圖。這也可以算是倒相箱雙峰調(diào)試法的一個(gè)理論依據(jù)吧。

6 通常所說(shuō)的音箱Q值是指整個(gè)音箱系統(tǒng)的Q值，這包括喇叭、箱體、分音器、線材、功率放大器的Q值。其中喇叭、箱體和分音器的Q值是主要的部分，其他部分的影響通常很小。

7 一般來(lái)說(shuō)，Q值高阻尼大，Q值低阻尼小。

音箱按照最基本的用途來(lái)劃分之話，有欣賞型和監(jiān)聽(tīng)型這二種最基本的型號(hào)。在日常生活之中，我們接觸得最多的就是欣賞型的音箱。既然是定位為音樂(lè)欣賞用途的音箱，在設(shè)計(jì)和調(diào)試時(shí)就有所針對(duì)和取舍。對(duì)于主要服務(wù)于家庭和個(gè)人，用來(lái)欣賞音樂(lè)的音箱，不同的設(shè)計(jì)師由于文化背景和所處的人文環(huán)境不一樣，他們所設(shè)計(jì)和調(diào)試出來(lái)的音箱，在脾性、個(gè)性、聲底上也是大異其趣、精彩紛呈的，這也正是人們常說(shuō)的英國(guó)聲、美國(guó)聲、北歐聲等不同風(fēng)格聲音的主要成因和源頭。由于工作關(guān)系，筆者有幸接觸過(guò)聲底各異，品牌眾多，知名或無(wú)名的各種音箱。既有歐美的大眾名牌、HiFi和HiEnd名牌貨，也有南美、非洲等國(guó)家一些不入流的雜牌貨。由于筆者所服務(wù)的工廠，主要是做EMS、ODM和OEM服務(wù)，因此也接觸過(guò)客戶各種各樣不同的聲底要求。而且，既然是做EMS、ODM和OEM服務(wù)，理所當(dāng)然地是要千方百計(jì)地達(dá)到客戶的要求，在設(shè)計(jì)、調(diào)試、校音的時(shí)候就有所為有所不為，而更多的時(shí)候是在做妥協(xié)、折衷處理。

筆者不才，在這里斗膽提出一個(gè)“好聲”的建議，希望讓后來(lái)者少走彎路、少交學(xué)費(fèi)。筆者在設(shè)計(jì)和調(diào)試欣賞型音箱的時(shí)候，在聽(tīng)感上比較喜歡將聲音調(diào)成活潑、輕松、自然、歡快的類型。筆者不大喜歡沉悶、拖沓、死氣沉沉的聲音。在此基礎(chǔ)上再將聲音調(diào)試得甜美、潤(rùn)澤一些，再進(jìn)一步地拓展高低二端的頻響，將聲音的密度感、層次感盡量地調(diào)試得好一些，將音箱的服務(wù)角調(diào)試得寬一些，讓聲音聽(tīng)起來(lái)更開(kāi)揚(yáng)、活潑一些，最后是把音箱的相位響應(yīng)、群延遲調(diào)試成線性關(guān)系的，讓音箱的定位、聲場(chǎng)更好一些，這個(gè)時(shí)候特別要注意的是千萬(wàn)不要調(diào)試成非線性關(guān)系的，有困難時(shí)寧可在頻響的平直度上妥協(xié)也不要在非線性關(guān)系上妥協(xié)。

許多發(fā)燒友往往認(rèn)為越貴的材料和元器件越好聲，筆者的工廠經(jīng)驗(yàn)告訴自己，在成本的壓力之下，只能選用合適、合用的而不選用貴價(jià)的。不單止只有發(fā)燒友有這種想法，就是許多工程師也有類似的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)：以為只有采用貴價(jià)的元器件才能設(shè)計(jì)、制造出“好聲”的音響設(shè)備。其實(shí)，在設(shè)計(jì)良好，制造工藝精良、完備的公司里，幾十元的收音機(jī)在調(diào)試良好時(shí)，照樣可以發(fā)出美妙的聲音來(lái)感動(dòng)聆聽(tīng)者。對(duì)于一般的用戶產(chǎn)品（視聽(tīng)類家電）來(lái)說(shuō)，首先將聽(tīng)感調(diào)平衡，接著將聲音調(diào)得柔和、優(yōu)美一些，在聽(tīng)感上讓聆聽(tīng)者感到舒服、舒展一些，可以的話再將高低二端的頻響調(diào)寬一些。經(jīng)過(guò)這樣的處理之后，基本上可以滿足大多數(shù)普通消費(fèi)者的要求。

調(diào)試、調(diào)整的基本要求是盡量地不增加成本，具體做法是：用電子部分來(lái)補(bǔ)償聲學(xué)部分，或者反過(guò)來(lái)用聲學(xué)部分來(lái)處理電子部分的難點(diǎn)，用設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)來(lái)平衡、補(bǔ)償喇叭或音箱的不足部分。