论阻抗双峰

一：讨论倒相箱阻抗双峰一谷的问题 一：讨论倒相箱阻抗双峰一谷的问题!   1、双峰一谷的物理特征及相互关系     双峰一谷阻抗的具有零相位特性，即阻抗成纯阻状态，双峰一谷对应的频率点有如下关系：     Sqrt(Fh*Fl)=Fm 2、双峰一谷的高度       谷的高度取决于箱体的损耗特性，损耗越大（即Ql越小），谷值越高       双峰高度差异取决与箱体损耗和调谐频率，当箱体处于理想状态，即无损耗（Ql无穷大）双峰高度一致。       当箱体调谐频率等于扬声器单体谐振频率时，双峰高度一致；       当箱体存在损耗，且调谐频率低于扬声器单体谐振频率时，第一个峰低于第二个峰；       当箱体存在损耗，且调谐频率高于扬声器单体谐振频率时，第一个峰高于第二个峰；  3、双峰间距离      双峰间的距离取决于箱体大小和调谐频率，箱体越小，双峰间的距离越大。箱体越大，双峰间的距离越小；      调谐频率和单体谐振频率的差值越大，双峰间的距离越大。 4、双峰的胖瘦      当箱体调谐频率低于扬声器参数对应的优化值时，第一个谐振峰偏瘦，当箱体调谐频率高于扬声器参数对应的优化值时，第二个谐振峰偏瘦 二：论阻抗双峰！ 调试倒相箱低频特性，最重要的就是倒相管与低音单元及箱容积三者配合问题，其次才是分频器吸音棉等的问题。在箱体已经定型的情况下，一般先改倒相管的规格，如果仍然不行，再改单元，直至调试到最佳状态。 如何判断三者配合是否良好，以什么为标准呢，目前并没有一个统一的标准，所以长期以来大家各说各有理。归纳起来有如下论点： 一  以阻抗双峰基本等高为标准 二  以频响曲线调平为准 三  以实际听音为准 对这个问题的再讨论，本来不想再说了，因为这正是笔者多年实践总结出来的宝贵经验之一，也是笔者吃饭的秘籍之一，但看到在这个专业的网站上，许多的专业人士，对这个问题也模糊不清，我国还是一个世界音响的产业中心，心中很不是滋味，因此愿无保留的把自己的心得奉献给大家。 下面我们来分别分析 一  以阻抗双峰基本等高为准     扬声器失真最大的频段在那里? 答案应该是肯定的，也是唯一的，就是FO处。此段不但失真大，承载功率也是最小的。在振动体的谐振频率处，较小的电功率就会激发振动体产生极大的共振，共振不但使其很容易超出线性冲程，产生失真，还导致自感剧增，反映在阻抗曲线上就是高阻抗峰。闭箱虽然对此问题有所抑制，但是作用有限，而且装入闭箱后FO还会上移。倒相箱的出现，改变了闭箱的不足，倒相箱的特点就是：谐振频段失真减小，功率倍增，低频向下扩展，电声转换效率提高。可以说，倒相箱的出现，是音箱史上的最伟大发明。     倒相箱的一系列优点是如何实现的呢？ 倒相管的作用，是配合箱体组成一个具有固定低频谐振频率的谐振腔，并将谐振频率调整在与装箱后的低音单元同频率处，反映在阻抗曲线上，就是双峰等高（批量生产时，由于零部件的离散性，不能保证每只箱都为全等高，但基本都是接近等高的，相差不会太大，可以认为是等高的）。当扬声器发出的声波中含有谐振频段的信号时，引发谐振腔内空气谐振（即亥姆霍兹共振），管口辐射出共振声波，因此提高了此频段的声压输出，从而改善了低频特性。    当产生亥姆霍兹共振时，倒相管与振膜之间就象有一只看不见的空气弹簧，同时压缩或扩张，倒相管与振膜同时向内或向外辐射声波，两者是同步的，只有两者同步，才能称得上是共振，因此倒相箱瞬态特性不如闭箱一说是没有依据的。产生此说的根源是低频没有调好导致低频无力而产生的误解。当产生亥姆霍兹共振时，箱内谐振波对振膜产生极大的负荷，迫使低音振膜振幅剧减。正是剧减的振幅，改善了低频失真，同时可以增加更大的承载功率，此时电声转换效率也是最高的，倒相管处的辐射声压远远大于低音单元正面辐射声压。 如果我们调偏箱腔的谐振频率 ，也就是说让双峰有意不等高而拉开一段高度差。在较高峰的频点处。扬声器的振幅仍然没有得到有效抑制，峰越高，说明振幅越大，正是因为较大的振幅才产生较大的自感，造成阻抗峰变高，在这种状态下，低失真大功率高效率的优点就没有得到充分发挥。所以要将阻抗峰调整到双峰基本等高，且双峰阻抗值越低越好。只有调到基本等高状，阻抗峰才能降到最小，小的阻抗峰是我们追求的目标，小的阻抗峰，标志着自感电势得到有效控制，标志着振幅得到有效控制，标志着可以承载更大功率，标志着更高的电声转换效率。 为什么低频能向下扩展呢？还是因为箱腔谐振既亥姆霍兹共振对低音单元振幅的压抑，迫使其由原来的单阻抗峰变成了双峰，拓宽了扬声器低频下限（而闭箱空气弹簧的作用，会使阻抗峰上移）。 二   以频响曲线调平为准     国标部标都是参考国外标准而制定，均未提阻抗双峰问题。对阻抗曲线只提出在额定频率范围内，阻抗模值的最低值不应小于额定阻抗的80％。这一标准的提出，目的是保证功放电路正常工作，因为过低的阻抗，对功放索取电流太大，造成功放各项指标恶化，长时间工作甚至会因过热而损毁（某些特别设计的高档功放除外）。因此对最低阻抗提出了具体标准，同时对频响曲线确也提出了具体要求，而对阻抗双峰只字未提，由此造成部分误解，认为调音只要保证频响曲线在标准之内就可。没有必要考虑倒相箱双峰是否等高。 频响曲线符合标准，是否低频特性就一定好呢，两者之间有没有必然的关系，GB/T  7313-1987 对频率响应的要求：在50－12500Hz频率范围内，频率响应曲线的不均匀度为＋4db 和 -8db ，超过50－12500Hz仍可用此标准。由此标准我们可以肯定，低频特性未调好的音箱，也很容易达到国家标准，所以说两者之间没有必然的关系。所以单凭频响曲线是无法精确判定低频特性是否调到最佳状态的，只能凭经验大概估计。而且最低频段，精确测定频响也是困难的，即使在一般消音室内也难以精确测量，除非是特别巨大的消音室。虽然可用近场测试，但还需人工计算，也很麻烦。既然阻抗双峰能够精确反映低频特性，而且测试阻抗曲线又快捷方便，为什么不把它作为调试低频特性的有效手段呢。有人可能会问，既然如此，为什么国标不作要求呢？因为人们对事物的认识有一个过程，对倒相箱的工作原理，包括最权威的电声词典，都没有解释清楚，它所解释的实际上是现象而不是原理。没有理解倒相箱的工作原理，很难理解为什么一定要将双峰调平，其实很多人很早就知道双峰等高时低频较好，有不少书籍和文章都说双峰要调试到等高状，但是对为什么要调试到等高状，没有给出具体的解释，这就直接影响到这一观念的权威性。 三  以实际听音为准 早期的发烧友，都是用耳朵听音来调试音箱的，因为缺乏测试仪器，所以一款音箱的调音，往往需反反复复，历时十天半月是常事，几个月也不是笑话。而一些专业人士，到目前未知，仍停留在靠耳朵调音的基础上，说明他们还没有完全理解倒相箱的工作原理，未理解双峰等高的实际意义，等高或不等高时两者有何本质的变化。不排除靠听音能调试好音箱，但这需要耗费大量的时间和精力，且不能保证音箱一定调试在最佳状态。因为他们没有具体的可量化的数据。全凭感觉和经验，误差会很大。 通过上面的分析，可以基本判定，倒相箱的低频调试，观察阻抗双峰是否等高，是最简便的调试方式，单级倒相箱如此，二级倒相箱同样如此，三峰等高，才能保证阻抗峰值降到最低，才能保证低音单元振动冲程最小，才能保证更大的承载功率和较小的失真，才能保证更高的电声转换效率。 关于双峰等高时，有人反映不能保证低音一定好听，这种情况是有的，但造成这一现象的根源不是阻抗双峰等高而引起的，是其它因素所造成，例如单元自身特性不佳，箱容积过小等因素。