前言首先,这里所说的是自己DIY做音箱,而不是某宝上卖的那些DIY音箱。
不论是主观调音还是客观调音,都要调音。这听上去像一句废话,但却是我认为最为重要的前提。调音调的是音箱耳机,音箱耳机本身是客观存在的。主观调音需要听音技能,也就是练耳朵。客观调音需要熟悉测试方法以及心理声学相关知识。但不论哪种调音方法,都必须要用评价反馈的结果调试音箱耳机本身。所以不论以何种方式调音,都要了解音箱和耳机本身的物理特性。
经常有一种说法是,“耳朵收货”,这对于选购来说或许是成立的,但对于做一款音箱耳机以及调音来说,一定是不够的。从最基本的事实和逻辑上都是不成立的。因为被调的东西,音箱耳机是客观存在的。
那么想要做音箱和调音箱,就必须还要了解音箱的基本原理和客观属性。
当然,还有一种方法叫作试错。就是做几个、十几个、几十个样品,逐一对比。这种方法可以连客观测试都不用,只靠耳朵一个一个听,不断修改并且选出其中声音较好的作为最优解。但问题在于如果完全靠试错的方法,效率极低而且成本高,因为基本不可能只做一两个样品碰巧就效果就特别好,即便是厂家研发产品的时候也不可能完全靠试错去做。更何况个人DIY玩家基本不可能花那么多钱和时间精力。说到这里就不难理解那些发烧友口中所谓的“金耳朵调音”是纯粹的意淫。我本人之前就是专门做主观调音的,我也比很多声学专业的人更了解这一过程。按照某些“发烧友”的“耳朵调音”说法,如果只靠耳朵而且直接只做一两个样品DIY,那基本上就是像开光一样听一下就声音就自动变好了。这就是魔法!更何况很多所谓发烧友也没有基本的听音能力。“发烧圈”和产品广告中经常提及的“调音”,通常与真正的调音没什么关系,更多时候只是纯粹的市场营销故事。
先采用计算和仿真等手段做出初始原型样品,再通过实际客观测试调整至一定的水平。最后采用主观评价试错的方式找到最优解。其实很多工程领域都是采用此类方法。
如果没有仿真计算,基本上就是靠意淫或者随机拼凑一些零件。声音是没有任何保障的。。。
所以音箱DIY是有门槛的,门槛就是一些必备的工科和高等数学知识。但是听上去总是感觉确实有些劝退。
很多专业知识需要一定的时间去学习,这不是看一两个短视频或者几句话就能像念几句咒语一样秒懂的。我思前想后只能先梳理大概的知识框架,很难完整的详细讲解,不过具体的内容其实书都能买到网络上也有视频课程。
信号与系统信号与系统的相关知识可以说是做音箱必备的最重要知识,没有之一。
例如音箱设计和调试中永远绕不开一个东西,叫作滤波器。即便是数字分频不像LCR分频那样还需要了解大学电路相关知识。也必须要知道巴特沃斯、阶次、Linkwitz-Reiley等知识,否则根本无法设计更无法调节。
通常建议中频采用Linkwitz-Reiley,低频采用巴特沃斯,但不绝对。具体还是要看实际情况。
再比如说滤波器中常见的Q值,也就是品质因数的意义。如果不了解相关知识,基本上就没有办法对箱体和倒相孔进行有效设计和调试,也无法有效选择扬声器单元。
可以说不懂高等数学想要做音箱,基本上都是瞎蒙。。。没有最基础的数学知识,一些声学与音频的工程知识都是空谈。
Q值在数学上的意义可以理解为影响滤波器相应曲线在截止频率附近的变化趋势。Qts、Qes、Qms,是扬声器尤其是低音单元的关键参数之一。可见没有信号与系统的知识就没法理解声学系统中的TS参数。
而对于滤波器的阶次,二阶意味着每倍频程变化12dB,四阶意味着每倍频程变化24dB,以此类推。简单来说阶次越高变化速度越快,曲线越陡峭。
举个更直接的例子,如果采用DSP调音,不知道什么是Q值,根本没法调,没法输入调音参数。主观调音只不过听的过程是主观评价,但调试的参数还是客观的,耳朵本身是没法输入调音参数的。
可以说信号与系统是音箱耳机设计与调音必备的最基础知识,没有之一。此外,如果想玩电子分频,也需要了解数字信号处理的相关知识,例如IIR和FIR、全通滤波器等。
声学基础选择单元需要知道灵敏度、阻抗曲线、TS参数等基本参数。箱体的设计则需要电力声模型相关知识。否则就又会成为上文中提到的纯试错和随机组装。
TS参数和阻抗曲线对于音箱DIY来说,主要还是影响低频表现,因为对于中频而言,高音单元通常会先经过分频点更高的分频器滤波。低音单元的选择以及与箱体匹配设计,此外,还可以通过阻抗曲线大致看出组装时箱体是否有漏气。
扬声器的阻抗通常是指当经过阻抗峰后阻抗最低的值,也就是阻抗曲线中的凹陷处。
阻抗曲线在音箱设计中的误区:一些人会认为音箱调音时把两个阻抗峰做成等高对称是比较好的,但实际上没有任何证据表明这样做声音一定会好。这只是单纯在阻抗曲线中看起来比较美观。
灵敏度的概念为1w功率驱动下距离1m所产生的声压级SPL,有时候也采用2.83V驱动。选择单元的时候也要注意单元的阻抗,有些时候灵敏度标注比较混乱或者说不统一,如果没注意可能导致所选单元灵敏度出现偏差不匹配,一定要进行有效换算。选择单元时尽量选择灵敏度相近的单元,这样在设计分频器时可以更方便一些。此外,有时官方标注的灵敏度不一定是典型值,例如如果单元在1kHz本身有谐振峰,那么1kHz标注的灵敏度可能高于真实值。
指向性,指的是扬声器离轴频响与轴向频响之间的比例关系。指向性系数越高,说明扬声器离轴响应的能量相比于轴向响应越弱。
单元匹配尤其是在分频点附近,以及分频器设计,都应该考虑单元的指向性。分频点设计也要考虑指向性系数,或者说离轴频响。很多很多DIY玩家甚至是声学工程师只看轴向频响曲线是不严谨的。