[原创] 复合构造，彻底DIY出一对好音箱的历程。

okk

原帖由 gnix 于 2008-11-12 10:32 发表
做了几年了?做好了么?期待啊。

多谢关注与支持。
从石箱加工算起，做了一年多了。依DX的观点怎样就算做好了呢？期待个什么样的结果呢？。

okk

本文前段的摘要索引
#1 楼顶        前言         DIY的具体目标
#2 楼        花岗岩石结构加工过程
#37        125KG的搬动问题
#66        回朔音箱方案
#68        回帖：胶、放射性、加工费……
#83          回帖：石孔精度……
#84             密度板，胶图。
#92        结构示意，   面板的接合。
#101        征求颜色的好建议
#103        木工过程（一）
#107        讨论单元选用(一)
#109          木工过程（二）
#131          箱体的设计和仿真(一)
#138-140                箱体材料的选用
#144        讨论单元选用（二）
#165-166                箱体振动的测试与评价
#175        木工过程（三）
#181        近期进展
#197        吸音棉 & LEAP仿真（二）
#199-201                加速度计及资料
#205，215, 225        箱体振动的测试及讨论（二）
#228                木面板与石壳面的结合
#236                石箱壳体的加工原始图纸
#243        先听听上半部小箱的声音
#255        着手整理整理加速度计测试的数据
#271、273、280、290、296、298        以加速度计测试来改善箱体振动的过程
#258 - #289        讨论箱体振动的精彩发言
#290、296、298、301        加速度计测试改善箱体振动的结果
#311                分频器设计  第1版
#315                分频器设计  第2版
#321    测试窗口法及扫频法的讨论
#325、333       试听
#331    分频器设计及调试  第2修正版


在幅频响应基本搞平衡（名厂箱的实际频响也多是低端上扬的）的情况下，该关注相位问题了。

“相位对齐”的误差近来也出现在国外产品的指标中了。
在指标拦提及分频器的相位时：
        *        YG 声称 ±5°。
        *        Thiel 声称  ±10° 最小。

俺们DIY友也逐步在关注、在实践。
俺在这段分频器电路调试过程里，切实体验到“相位对齐”带来的美妙境界。

“相位对齐“的程度只用LSPCAD的计算是不能算数的。还需由实际测试来证实。因此对#315楼的分频器先做了一些实测。把MIC的位置放在设计分频器时确定的测定点，进行SPL测试。

1）整体频响（扫频法）：分别测量正常频响（图中为绿线），及中频单元反接后的频响（图中为红线），将其放在一张图中。可以看出，中频单元反接后分频点附近确实存在因反相信号抵消形成的凹陷。与#315楼的分频器第二图中的理论图—“合成频率响应”相比，凹陷不够深，说明相位对齐不够好。理论与实践有差距！


2）使用JUSTMLS，分别对分频器的高、中、低频三路输出依次仅接入一路单元测试，把这三个测试结果通过”导出”键，保存为TXT文件。再打开一个三路高级无源滤波器（分频器）项目，通过点击《扬声器》-《网络1（2、3）》-《浏览》，将此三个测试结果TXT文件作为扬声器1（2、3）的“SPL数据”频响载入。通过点击《分频网络》-《网络1（2、3）》-《无元件》将三个网络设置为“无元件”。这样一来“合成频率响应”中就显示出三路测试结果的总和了。而”单一相位响应“中就显示出三路相位测试结果的相互关系。



这个图中我们特别关注”单一相位响应“，它显示了三路单元间的实际相位关系。在低分频点—180HZ，中、低频单元实际相位差约12度。高分频点—2800HZ，中、高频单元实际相位差约13度。说明这个制做中，理论与实践在相位方面有十几度的差距。

3）下面的工作就是通过调整来克服这十几度的差距。
（近期即续）

gnix

上几张做好的图啊。完全做好的图没看到啊。

okk

还没有完全做好呢。

由于面板未饰面，目前未完全做好的外形和#180、#181 楼一样。（12月外形.jpg）

Julien

比EGG 9败北是正常的。。。这东西实在。。。

tt1558

好不容易看完.....长见识了。楼主图文并茂的分析，使吾辈菜鸟获益匪浅。顶一个

okk

3）下面的工作就是通过调整来克服这十几度的差距。

在低分频点—180HZ 的中、低频单元，实际测试受房间环境的影响很大，很难测得准确。对低频的试听，人耳分辨力相对弱些。暂且放放，待驻波处理有谱以后再解决吧。

先易后难。先从听觉敏感的2800HZ的高分频点入手吧。从上面那个大图的”单一相位响应“里，2800HZ的高分频点处，看到高频单元相位（兰线）超前于中频单元（红线）。有两种方案，来进行较容易地校正：提高高频分频器的分频频率（使兰线右移），或降低中频分频器的分频频率（使红线左移）。
先试试昇高高频分频器NET1的分频频率（使兰线右移）。下图是“相位对齐“不够理想时的测试结果。把中频单元常规接入（in phase）及反相接入（out phase）的JustMLS测试结果，用“合并/添加”模式来同时显示。图中标注出了电路参数及1/3oct滤波情况。
80cm net1 3.2uf 6.8uf in vs out of phase 1_3oct.JPG


改变电路参数后，分频点略有升高。而“相位对齐“比较理想了，分频点中频单元反相接入的凹陷极深。图中标注了电路参数、采样窗宽3.5ms及1/24oct滤波情况。
81cm net1 2.7uf 6.8uf in vs out of phase w3_5ms 1_24oct.JPG


凹陷没有想象的深？那是1/24oct滤波的使然。另一次测试无滤波，就更深了。
80cm Xo in vs out phase best noflt.JPG


中频单元常规接入时，“相位对齐“比较理想的 2.7uF与未曾调整的分频电路（3.2uF ）相比，在分频点附近，其的幅频响应微降约1DB。所以在基本保持幅频响应的条件下，实现了相位对齐。
81cm net1 2_7 vs 3_2uf 6_8uf in phase w3_5ms 1_24oct.JPG



再下面的图，是采用高、中、低频三路输出依次接入单元的测试结果。兰线是高频路（NET1）接入单元的测试结果，红线是中频路（NET部）接入单元的测试结果，绿线是低频路（NET3）接入单元的测试结果，“合成频率响应”中的粗黑线就显示出三路测试结果幅频响应的总和了。而”单一相位响应“中就显示出三路测试结果相位的相互关系。左边是三路常规接入，左下图可见绿红、红兰线段重合，表明相位对齐良好。右边是二路（NET1、NET3）常规接入，中频（NET2）反相接入，右上图可见分频点幅频响应的深度凹陷。
08-10 XO ok1-7 实际测 in vs out-phase.GIF


说了半天这“相位对齐“带来了什么听觉效果呢。一个字—爽。
两年前，经LspCAD测试及设计，这对 Focal 6W4311 中音与 Hiquphon OW-1 高音曾配合装于DIY 木箱上，经过了多日考验。那时未决心大搞分频器，只做到幅频响应基本搞平衡，未经相位对齐调整。声音经与名牌万元级书架箱长期细致对比，结论是DIY箱声音占有优势。声音滋润而清晰些。使用“1：5投资法则”衡量，到也理当如此。
但这次“相位对齐“带来的效果，不但声音更滋润而更清晰，而且尽显华丽。不仅弦乐、管乐如同身临其境，打击乐铿锵叮咚，大乐队的合奏亦井井有序。男声雄浑高亢自如，女声靓丽缭绕于樑。对乐曲的细节也展示无遗，能不断地在熟悉的唱片里发现新细节。故，在#331楼俺所言，判若两“物”，决非夸大其词之说。不敢说放之四海而皆准，至少可以说这两种喇叭单元配合，非经“相位对齐“不能发挥其潜质。折腾到这儿，有点不想干了，只顾得欣赏音乐舍不得再修改了。还需要再做降低中频分频器的分频频率的方案吗？

此刻，也经历到一些高素质音箱面临的问题：挑放大器、挑唱片。
用乙（B）类放大器驱动时声音会有些偏紧偏干的感觉，而用甲（A）类放大器驱动时声音就从容滋润多了。回想以前在友人家中（投资十几万的系统）的感受，同样DG公司的著名歌剧唱段及乐曲选段，听出了GH版与GB版音质上有点差异时还有些含糊，但现在，在这相位对齐的音箱面前就泾渭分明了。复刻版、拷贝版的片子听起来就成天壤之别了。
显然，将来可能就要面临挑附件的问题了（目前这个领域就不予考察了）。

眼下的这些实践体验，与日前看到有个文章里提到群延时特性对听觉的影响并不全相符。权且记下这个矛盾。

okra

居然没什么人回帖了，都被老大的专业精神吓着了？

继续请教OKK老大一个问题。

如果，测量的位置与现在的位置在垂直方向偏离了十来度，结果又会是怎么样？

Julien

okra

原帖由 Julien 于 2008-11-15 21:42 发表

傻笑啥

Julien

往上往下看个坑？

okra

我猜那样就又对不齐了。

wzy728

原帖由 okra 于 2008-11-15 22:01 发表
我猜那样就又对不齐了。

我还没试过离轴的情况~

不过这段时间确实也在分频器上折腾这个相位问题，确实，把分频点附近区域的相位接好了，就是OKK兄所说的这种其情形，似乎就是相机拍微距时焦点对准了的那种感觉，乐器该有的谐波丰富了，象真度更高了。

所以可以在房间里固定的聆听位置上再对分频器做一下微调。

wzy728

不过我个人意见1KHZ多点的那个峰还可以用RLC阻尼一下，这个频段实在是敏感频段...

okra

原帖由 wzy728 于 2008-11-15 22:17 发表


我还没试过离轴的情况~

OKK老大的面板本来就是斜的啊，应该不是轴向测的。

wzy728

本来己经下线,想想不太妥当,还来回一帖:其实进入听音室后,通过调整音箱的俯仰角度、高度和内倾角度应该就可以解决离轴的问题。

另回okra版,我最近搞的H1216也是倾斜面板的。从实际调整的效果来看,我原来的单拿箱的分频器需要推倒重来~

okra

原帖由 wzy728 于 2008-11-15 23:03 发表
本来己经下线,想想不太妥当,还来回一帖:其实进入听音室后,通过调整音箱的俯仰角度、高度和内倾角度应该就可以解决离轴的问题。

另回okra版,我最近搞的H1216也是倾斜面板的。从实际调整的效果来看,我原来的单 ...

w版这话明显还没说完，看得我一头雾水。
先睡吧，等你哪天有空了再向你好好请教。

老小孩

最后效果出来没??????????

okk

报告各位大佬。

现实听音环境的离轴响应曾测过几回，没感到有啥问题。总体似是合理的。

用的是最简单的方法。由justMLS直接作SPL测试后，使用“合成/叠加”功能的图形，以便显示两条曲线来比较。500HZ以下的黑线（及500HZ以上的灰线）是轴向响应；500HZ以下的灰线（及500HZ以上的黑线）是离轴响应。俺用的轴向响应不是单元的轴，而是音箱的轴向响应：正向水平线，位于高、中音单元间的面板中心。
测试条件：48K/S 采样率，170MS数据窗，1/6 OCT滤波。

这是左侧30度的，高音微有滚降。
10-6 1of6 48k Hor 0dig vs L30dig.GIF


这是右侧30度的。
10-6 1of6 48k Hor 0dig vs R30dig.GIF


这是向上方仰10度的，6 — 20 KHZ 区域稍有些抬高。
10-6 1of6 48k Ver 0dig vs +10dig.GIF


这是向下方俯10度的，2 — 6 KHZ 区域稍有些跌落。
10-6 1of6 48k Ver 0dig vs -10dig.GIF



相位问题在部分非专业音响圈里历来是一笔糊涂账，究其根源应是早年电声界长期只识幅频响应的观念。

其实，多个单元辐射声波的相位一致问题，近年来已成为音箱设计中的重要目标。解决办法，单元声学中心位置对齐加上分频网络相位调节，来最终实现相位（一致）对齐。单有声学中心位置对齐只能实现群延时一致，还不是真正的相位（一致）对齐，它不能完全补偿分频网络带来的相移。所以在分频网络设计调整过程中，还是有必要专门关注相位对齐的。

okra

“单有声学中心位置对齐只能实现群延时一致”
我觉得声学中心对齐也不能实现群迟延的充分补偿。


至于我自己在上面提出的问题，我是这么认为的：
分频附近的相位在某一个测量位置(通常是实际聆听位置附近)精确对好了，如果在垂直方向有所偏离，肯定又会出现相位差，发生不能完全对好的结果。但是，当两个单元的距离不是很大时，这个偏离造成的相位差将很有限，并不会造成辐频响应的大辐变化。

因此，特定点的精确对齐只是特定观测点的事，这并不能说明其它位置也能精确对齐，即完全对齐只是在这个空间中的一种特殊情况而非普遍情况。
而精确对齐对声音最后表现正面影响的真正原因并非是相频的完全一致(如上所述，那是特定点的事)，而在于设计者通过分频点附近的相位精确对齐，可以容易实现分频器对两个单元完美的功率分配，在合成后得到平直的结果。如果不进行精确对齐，那么就很难实现这种完美分配。

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