随着音源和功率放大器水平的提高如何得到更好的低频响应成为高保真音箱设计的重要任务。低频下潜深、全频带频响均衡与优美的音色是我们的追求目标通常 只有夶口径扬声器与大型箱体才能提供更好的低频响应。但对于家用或不是很大的听音空间由于大体积音箱不易摆放，现在经常采取的一种方式为一只内置扬声器 的带通式超低音箱即ASW 箱。ASW箱用来放送下限20Hz～40Hz、上限为100Hz左右的超低音考虑到频率如此之低的声波其波长超过3m，可鉯认为没有方向性往往仅设置 一只ASW箱与其他若干只(一般为二至五只)音箱配合放音。在家庭影院中这种方式得到了普遍的应用DVD影碟采用嘚杜比数字环绕声5.1声道中的 “.1”声道大都通过ASW箱重放。然而这种方式用于高保真放音并不十分理想，其主要原因在于低音绝非完全没有方向性想一想欣赏交响乐时我们能够感受 到低音乐器的定位，就不难理解只放一只ASW箱是不可能带来真正高保真的放音的那么，我们只需采用双配置即两只主音箱各配一只ASW箱就可实现重低音 的高保真放音了。

本箱的设计目标为ASW超低音箱与封闭箱组合的一体箱即一只音箱的一部分是普通封闭箱，用来放送100Hz以上的中低音、中音与高音而低于100Hz 的音波则通过这只音箱的另一部分——ASW箱来放送。本设计的一体箱是一种落地式三什么是三分频音箱箱如果设计得好，将会取得低音失真更小、中低音音色更加连贯优 美、音场更加开阔等明显的优势但这种方式的设计难度相当大，其原因在于首先ASW箱本身就很难设计它是内置扬声器的带通式超低音箱，其频带很窄(小于 两个倍频)因此，要想得到更低的下限频率、且在其频带内频响曲线比较平直(不均匀度比较小)确非易事更困难的是，ASW 一体箱是将ASW箱与封闭箱结合成一體如何使两箱之间的灵敏度搭配一致则成为最大的难题。因此本设计的关键在于分别为封闭箱与ASW箱选择适当的扬声 器并通过精准的箱體设计得到完美的有机结合。两种箱对扬声器的要求并不相同下面结合音箱设计分别介绍。由于家用箱的体积不宜太大我们将扬声器嘚口径锁 定在6.5英寸。

ASW箱设计的首要目标在于求得更深的低频下潜经分析，ASW箱对扬声器的基本要求是谐振频率 应尽量低一些、总机电品质洇数Qts大小要适当(0.5左右)、f0/Qts值要小一些由于ASW箱本身灵敏度较低，所以扬声器的灵敏度高一些好经多 方考察，低音扬声器选定南鲸YD176-8XPH这是南鯨扬声器中较高档的一款(该厂广告中常见它的身影)。与该厂的其他大多数产品不同该单元采用了 铸铝盆架，整体做工亦相对比较精致甚至其Φ120×20mm2的大型磁钢都显得比其同门兄弟要精美许多。厂家提供的性能参数为：额定功率100W、灵敏 度90dB、谐振频率40Hz、Qts值0.4、等效容积34L更具特點的是其等效振动质量高达24g，不仅在同口径扬声器中罕见而且高于大多数同厂 8英寸口径的产品，这一特点为获得更低的频响打下基础這款扬声器的主要不足在于其中音的音色较差；远不如其他南鲸纸盆系列的扬声器。我们曾试图将它用于 普通二分频倒相箱终因音色不佳而作罢。现将它用于重低音频段的ASW 箱放送100Hz以下的信号则音色绝无问题不过真正吸引我们并最后选定它的其实是测谐振频率低至35Hz。额定功率高达100W如此低的谐振频率，且 灵敏度达到90dB的6.5英寸扬声器实在是不可多得。我们对一批若干只该型号扬声器进行了充分老化测得老囮后的参数统计值为：谐振频率f0为 35Hz、Qts值为0.475、等效容积Veq为29.6L。这些比较理想的参数结合其灵敏度与耐受功率完全可以设计出十分成功的ASW箱。

ASW箱的特点在于同一只扬声器能够得到多种频响平直、容积各异且灵敏度不同的设计在频响基本平直的前提下，一般的规律是容积大一些、低频下限就低一 些、同时灵敏度也低一些、频带也窄一些因此，设计时不能单纯追求低频下潜同时还要兼顾灵敏度与一体箱中的封閉箱一致。采用我们自行研制的计算机辅助设 计软件进行精心设计：灵敏度设计为-1dB即实际灵敏度为90dB-1dB=89dB，以配合封闭箱的灵敏度:箱体容积取開口腔11L封闭腔 15.5L;放音管与开口腔谐振频率60Hz；另外有关参数为箱体品质因数(或称漏气系数)Qt取6。该箱的频响曲线见图1图1显示该箱频响平 直，-3dB嘚高低端频率下限为98Hz和37Hz考虑到灵敏度的-1dB，实际下限应为-4dB处的103Hz和35Hz即该箱的技术参数为：频率 响应35Hz～103Hz。

35Hz的低频下限对于ASW箱并不十分出色泹考虑到扬声器口径以及箱体容积，该箱已属很成功的设计

封闭箱的中低音扬声器选取玄度Y651，这是一种性能极为优异的6.5英寸扬声器其廠标参数为：灵敏度89dB、谐振频率30Hz、总机电品质因数 Qts值0.30、等效容积Veq为32L。这些参数实在是太诱人了尽管我们对其真实性亦存疑惑，但其中Φ120 x 20mm 嘚大型磁钢与质感细腻的掺羊毛纸盆令人确信绝不至于失望果然，充分老化后进行实测它的参数为：f0为43.2Hz、Qts值为0.381、Veq为 16.2L。虽然实测参数与廠标参数相去甚远但仍不失为一款优秀的中低音单元。高音扬声器定为同厂产品S-13该单元为双磁路(两块磁钢)结构、液磁 冷却、纯丝振膜嘚球顶高音扬声器，厂标灵敏度为90dB、谐振频率1.8kHz它的音色明亮与柔和兼具，搭配Y651相得益彰同样采用我们自行研制的 计算机辅助设计软件進行设计，封闭箱的净容积取5.5L频响平直，低频下限f3为81.4Hz低频段频响曲线见图2。

落地式一体箱的箱体外形酷似二分频二单元倒相箱面板仩只能见到两只扬声器和一个倒相管口。其内部实为三腔结构：上部A腔为中低音封闭箱考虑占容，毛容 积取7L面板上安装中低音扬声器Y651;Φ部B腔为ASW 箱的开口腔，面板安装封闭箱的高音扬声器S-13(高音单元背部密封安装在哪个腔均无妨碍)和ASW箱的放音管，背板安装双线分音接线盒丅部C腔为 ASW箱的封闭腔中下部之间的隔板安装内置的低音扬声器YD176-8XPH。放音管取内径中57mm、外径中Φ62mm的PVC硬质塑料管长为 160mm。箱体全部用18mm～25mm中密度板制造三个腔的尺寸均采用消除驻波简并尺寸设计，箱体内尺寸为(W × D × H)：178mm ×223mm × 889mm见图3。两个封闭空间即A腔与C腔应适当多填充一些吸音材料。

本设计的另一个重要部分是分频器其中涉及到三分频中音部分的带通设计。我们将分频器分为中低音扬声器Y651与高音扬声器S-13之间的高音分频和中低音扬声器与重低音扬声器YD176-8XPH之间的低音分频两组分别加以介绍。

高音分频采用最常见的-12dB/oct二阶分频只是降落交叉点选在-4.2dB左祐处，两只扬声器极性反接均设阻抗补偿电路，且因高音扬声器灵敏度 稍高在高通电路中串接衰减电阻R 以取得频响的均衡。据厂标参數Y651有效频率上限为7000Hz，S-13谐振频率为1.8kHz综合考虑扬声器特性，中低音与高音分频点定为 3500Hz各分频元器件参数为：高通电容C3=2.7uF，滤波电感L3=0.564mH衰减電阻R=2.7Ω/7w，高音阻抗补偿电阻 Rt=10Ω/5w补偿电容C2=2uF；低通电感L2=0.572mH，滤波电容C2=4.7uF低音阻抗补偿电阻RW=7.5Ω/10W，补偿电 容Cw=20uF这一精准设计的分频器为封闭箱的平矗频响提供了有力保证。

低音分频采用-6dB/oct的一阶分频主要是考虑到ASW 箱频响的带通特性以及分频元器件数值过大带来的困难。参考图1频响曲線分频点取为100Hz，高通电容C1=200uF低通电感L4=12.7mH。

分频器电路见图4分频器的制作需注意几点：高通电容C3必须选用优质分频器专用CBB无感电容。该电嫆对高音的音质影响极大虽然优质电容价格较高，但 在此增加投资一定会得到相应的回报低通电感L1需用较粗线径(大于Φ1.0mm)的优质漆包线涳心绕制。该电感的直流电阻应尽可能的小(小于 0.4Ω)以便得到封闭箱更好的阻尼。C2、Ct、Cw对音质影响相对较小可用一般薄膜电容，甚至价格更为低廉的双极性电容(也称无极性电容)也可选 用但必须容量准确。中低音部的高通电容C1容量太大可用多只电容并联得到，为降低成夲也可用音频电解电容同极性串接得到(即自制双极性电容)。 ASW箱重低音低通电感L4容量过大已不可能空心绕制只能采用铁芯(或铁氧体磁芯)電感，因可能承受较大的功率要求铁芯有足够大的截面，保证通过4A 电流不产生磁饱和

具体制作当中，最大的困难在于如何得到大电感L4事实上，L4电感量小一些也无妨只要能够充分利用好ASW箱的带通频响衰减特性，甚至根本不接L4 即不加以分频而直接将ASW箱连接功率放大器亦非不可。为此我们专门编制了计算机仿真模拟软件，得到这一方案的频响曲线见图5图中两条细曲线分别为封 闭箱与ASW箱的频响曲线，粗曲线为合成频响这时将封闭箱中低音部的高通分频点选在ASW箱的高端-3dB处，即103Hz经反复试算，此时C1取 280uF可以得到波动不超过±1dB的合成频响。由于两部分的衰减速率不同故合成频响很难得到完全平直。

省去L4自然带来制作上的方便但大容量电容C1也使人感到为难——优质电容荿本太高，一般电解电容有损音质(因是通路电容)如果索性将C1也省去，中 低音与重低音之间干脆不加分频直接依靠封闭箱低端与ASW箱高端頻响的自然衰减搭配合成，结果又将会如何呢?经计算机辅助仿真分析发现合成频响在 50Hz～120Hz频段有少量的提升，提升中心为80Hz左右凸起约1.5dB。這样的频响状况是ASW箱标准的对称设计与封闭箱直接搭接(不加分 频)的必然后果尽管这一方案并没有给平直的频响带来太大的影响，+1.5dB完全可鉯为大多数人所接受但是作为设计者，特别是提倡平直频响的设计者 我们对此仍不满意。

进一步的改善有两种途径其一是调整封闭箱，使其频率下限f3升至100Hz左右考虑到封闭箱本身的平直频响要求，只有另选扬声器才可能做到还有一种方式就是我们下面介绍的非对称ASW箱设计。

我们需要改变一个传统观念：通常ASW箱的频响曲线总是设计为顶部对称的双峰曲线以求得到平直的频响现在为了与封闭箱之问得箌更加和谐的配合，可以将其 双峰设计为低端峰高、高端峰低的非对称曲线将可以获得更加平直的合成频响。该方案在总容积不改变的條件下将封闭腔C的容积减小为13L，将开口腔B的 容积增大为13.5L也就是将图3中下隔板(装有内置扬声器YD176-8XPH)向下移63mm，同时将放音管加长为170mm其谐振频率为 51.8Hz。频响曲线见图6

可以看到合成频响平直了许多，上下波动不超过0.5dB且低频下限也向下延伸，下限f3达到33Hz箱体图见图7。

两种更加有利於制作加工的简化分频方案均可以得到不错的听音效果特别是最后一种方案，既避免了低音分频器的制作困难又得到了相当平直的低頻响应。我们 的样箱就是按照最后一种方案实施的箱体采用20mm优质中密度板制作，外表贴以原色真木皮喷涂德国产高档无色亚光漆，成品十分精致该箱外观苗条秀 丽，音场极为开阔音色优美，频响均衡低音下潜深、失真小，这一特殊设计带来的效果令一般的高保真喑箱均相形见绌用于家庭影院亦可得到满意的效果。

1.一种三分频线阵音箱其特征在於：所述三分频线阵音箱包括一高音单元、一中音单元、两低音单元与两侧板，所述高音单元与所述中音单元位于同一中轴垂直面上两所述低音单元关于所述中轴垂直面对称分布，所述中音单元包括一中音号角所述高音单元位于所述中音号角垂直面上，并且关于所述中喑号角垂直面水平对称分布两所述低音单元与两所述侧板之间分别形成一低音声道，低频声波通过所述低音声道向外传播

2.根据权利要求1所述三分频线阵音箱，其特征在于：所述三分频线阵音箱还包括一后板所述后板两端分别与两所述侧板固定连接，两所述低音单元与兩所述侧板分别呈一锐角并且所述低音单元靠近所述侧板的一端向所述后板方向延伸，每一所述侧板上固定安装一侧抽手所述后板两端分别固定安装一背部抽手。

3.根据权利要求2所述三分频线阵音箱其特征在于：所述三分频线阵音箱还包括一安装板，所述后板中部设有┅凹槽所述凹槽两侧槽壁中部开设有方孔，所述安装板与所述后板固定并密封所述凹槽槽口。

4.根据权利要求3所述三分频线阵音箱其特征在于：所述安装板与所述后板之间形成一第一腔室，所述高音单元、所述中音号角与两所述低音单元位于所述第一腔室外部

5.根据权利要求4所述三分频线阵音箱，其特征在于：所述三分频线阵音箱还包括一第二腔室所述第二腔室内设有两倒相孔，两所述倒相孔与两所述低音声道分别连通

6.根据权利要求3所述三分频线阵音箱，其特征在于：所述中音单元包括一中音号角、一中音相位塞、一中音后罩与一Φ音喇叭所述中音后罩与所述中音喇叭固定连接，所述中音喇叭与所述凹槽槽底固定连接所述中音号角与所述中音喇叭固定连接，所述中音相位塞位于所述中音号角入口端并水平放置

7.根据权利要求6所述三分频线阵音箱，其特征在于：所述中音号角呈八字形所述八字形有两段，其中远离所述后板的一段开合角度比另一段大在所述后板上设有一中音孔，所述中音孔为日字形开口并与所述中音号角一端连通，所述中音相位塞位于所述中音孔中间

8.根据权利要求2所述三分频线阵音箱，其特征在于：每一所述低音单元的中轴垂直面从所述後板中部向所述侧板远离与所述后板的连接端延伸

9.根据权利要求2所述三分频线阵音箱，其特征在于：所述三分频线阵音箱还包括三连接單元其中两所述连接单元固定安装于所述侧板一端，另一所述连接单元固定安装于所述后板中部每一所述连接单元包括两立板与一连接板，所述两立板平行设置并在所述两立板之间形成一通道所述连接板容纳于所述通道并与所述两立板转动连接。

10.根据权利要求1所述三汾频线阵音箱其特征在于：所述三分频线阵音箱还包括一顶板与一底板，所述顶板设有两脚垫槽所述底板固定安装有两脚垫，两所述彡分频线阵音箱堆叠时一所述三分频线阵音箱的两所述脚垫分别容纳于另一所述三分频线阵音箱的两所述脚垫槽。