前一段时间我翻译了一篇号角文章，原文共三个部分：前两个部分是号角的历史、号角的物理学原理和号角的设计程序，第三部分是两款号角扬声器的设计制作实例。我只翻出了前两部分，计划将自己制作的一款号角作为文章的续貂，与感兴趣号角的朋友共同研究。原来设想等坛子上的音频测试套件出来以后，附上测试曲线，以避免耳朵试听的主观性，也算是一篇完整的制作报告。无奈套件至今没有到手，参赛截止日期临近，现在先把制作部分写出来，测试曲线日后再补。 从文章中可以看出，最理想的号角轮廓应该是：直线中轴、圆截面、指数形。矩形或正方形横截面、折叠都对声波的传输产生失真，这种失真是与生俱来的。但是，由于形体的限制，数米长的低音号角制作不易，即使做出来，也难有那么大的地方摆放。因此直线号角多数用作中高音传输，而另外做一个折叠低音号角与之组合，成为一个号角系统。由于指数号角的复杂的轮廓曲线、材料及工具的限制，业余条件下，即使制作一款形体较小的中高音直线圆截面号角也实非易事。那么利用简单的工具和市场上可以买到的廉价材料，能不能制作一款直线圆截面号角，让普通发烧友领略号角的美妙呢？答案是肯定的。经过我的苦思冥想，终于找到了一个解决方案。下面就介绍这种设计和制作方法。 由于号角采用指数轮廓曲线，加工这种轮廓通常采用车床等复杂设备，如果你把车床搬到家里，老婆会亲切地在你脸上咬一口，而不是亲一口。使用简单的工具，如何得到连续平滑的指数曲线轮廓呢？我设计了一种简单有效的方法，即将整个号角横着切成多个片断，分段制作，然后组合，最后用手工的方法将不连续的部分平滑掉，最后得到和车床加工一样效果的平滑的指数轮廓。整个号角其实就是由多个面积按指数增长的环形薄片叠加在一起，然后将凸出部分修整后的结果（如图1。）  一、 制作工具及材料： 制作工具主要是木工雕刻机，这是一种兼具切、铣、刨等多种功能的最实用的电动工具，可以完成切割下料、开槽、挖喇叭孔等所有与音箱制作有关的工作，是音箱DIY的利器。建议将它作为闯荡音箱DIY论坛的必备工具。（目前坛上许多朋友为挖喇叭孔犯愁，有了它一切都迎刃而解，包括很让人烦恼的喇叭孔下的那个“台”）除此之外，还有手电钻、木锉刀、游标卡尺、直尺、螺丝刀、夹具等。由于本制作主要是分步加工一定内径和外径的圆环，内径的精度要求较高，自己制作一个雕刻机挖圆的附件是必不可少的。  附件如图2。附件由两部分组成。A部分：找一块1mm厚的铁皮取合适大小，折成U形，折取高度大约8mm，也可找一段U形铝合金型材代替。底部钻Φ3小孔，侧边对应位置开两个6mm宽的豁口。B部分：取一块边长15cm的方形木板，厚度以8mm为宜，在中间开一个Φ16的圆孔，在一边用Φ6的刀头开一个长5mm的槽。准备一个长30－40cm Φ6的螺丝，一端用哥俩好胶粘在小块的槽中。螺冒上到螺丝上，螺丝放进A部分的豁口中，一个挖圆附件就大功告成了。使用时，B上Φ16的大洞是座雕刻机的位置，即所加工工件的圆周处；A上的Φ3小孔是固定在板材上，相当于圆心的位置。雕刻机绕圆心行走一周，一个圆孔就挖成了。可通过调节螺冒得到精确的半径。有兴趣的朋友还可以自己设计更方便、精确的附件。 制作材料为廉价易得的：高密度板、白乳胶、木螺钉、腻子、油漆。高密度板厚度均匀，一般实际厚度和实际厚度不符，要用卡尺量一下，作为设计制作的参考数据。 二、 设计 1、 确定截止频率。 低频的截止点决定了号角口部的尺寸，截止频率越低，口部的尺寸越大。追求较低的截止频率要付出很大的代价：巨大的形体、过多的材料消耗。理智的选择截止频率是十分必要的。本制作选用前一段时间在网上被炒得火热的“毒喇叭”。一是觉得它中高频不错，二是手头有现成的单元，不必再寻找其他单元。还有，根据资料介绍，作为号角驱动单元，谐振频率Fs与Qts的比值要达到120以上，该单元符合这一条件。该单元的截止频率为120Hz左右，于是将120Hz作为号角的截止频率。 2、 喉部尺寸的确定。 喉部尺寸一般与单元的尺寸相配。“毒喇叭”的半径为36mm，于是号角的喉部设计为36mm。但在制作时，将号角喉部的头几个片断做成可拆卸型，以便将来可以对比不同喉部尺寸与单元的匹配效果。 3、 口部尺寸的确定。 口部尺寸由截止频率决定，其计算公式为：r=c/（2π*f*SF1/2）,式中r=半径；c＝声速；f＝截止频率；SF＝位置常数，背靠墙为4，墙角为8。为了达到在截止频率附近平直的频率响应，口部周长要在计算结果的基础上乘以1.5的系数，即截止频率要达到80Hz。但是80Hz对应的口部直径过大，为338.4mm，按照选用的高密度板的尺寸不便于下料。人们常说，DIY就是理想与现实之间的妥协，所谓的“不妥协”是不存在的。本设计的口部尺寸妥协后按90Hz处理，半径为300.8mm。号角轮廓曲线经常采用的有纯指数型和曳物线型（tractrix）等。其中曳物线型号角比纯指数型在后半段张开快，因而相同口部面积的号角，曳物线型的总长度较短，本设计采用曳物线型。 4、 号角长度 号角喉部和口部确定以后，长度也就确定下来。号角长度为546.9mm。 5、 分段 这次选用的高密度板标称18mm，实际只有17mm。整个号角按照高密度板的厚度每17mm作为一个片断，每个片断的半径（直径）按照号角的计算公式，由该片断与号角喉部（或口部）的距离确定。（网上有计算软件下载）每个片断的内径就是该片断距喉部（或口部）一定距离处号角的内径。为了保证号角有适当的机械强度，号角的壁应有一定的厚度，即片断应有一定的宽度，或者说内外径的差要大于一定的数值，虽然越大越好，但不得不考虑节省材料。经过综合考虑，将壁厚确定为3cm。号角越接近口部，扩张量越大，相邻的片断之间要向外错开一定的距离，为了保证片断之间有足够的结合面积，前一个片断要将这个扩张量补偿进去，越往口部补偿量越大，因此各个部件的宽度是不一样的，越接近口部部件越宽。只有这样才能保证片断之间不小于3cm的结合宽度。 6、 平滑 片断做成后，组合到一起的是不连续的台阶形的号角轮廓，需要将突出的台阶部分修正掉，最后得到真正符合指数公式的连续、平滑的号角轮廓（这是所谓的减法做法）。其实也可以做成凹进的台阶形，最后用腻子补足（这是所谓的加法做法）。两种方法是殊途同归。 三、 制作 1、 切割 尽管有雕刻机和挖圆附件，但要达到理想的加工精度是需要一定的经验的，即一定的练习量。就好像同样的车床，操作的工人有八级工和学徒工这样的天壤之别。多加练习是保证加工精度的不二法门。在切割前，一定要把工件固定在工作台上，圆心也要保持固定，不然圆心一跑，出来的可就不是圆了（我采用在不碍事的位置钻孔、上木螺钉固定的办法）。还有，提醒没有用过雕刻机的朋友，加工内圆时雕刻机的行走方向为顺时针，加工外圆时为逆时针，不然切割面会不平整。切割时一定要戴防尘口罩，切削时产生的大量粉尘对健康有害。 为了提高板材的利用率，在切割之前一定要有一个下料计划。本设计的每个组件都是内外径大小不等的环形，因而可以采用大圈套小圈的方式充分利用板材的面积，几乎没有废料。切割好的环形片断如图3。  2、 叠加 将切割好的片断摞到一起后，整个号角的形状已经浮现在眼前了。我回想起做到这一步的时候，自己脑子里想象了多少天的东西终于变成可以触及的现实存在，那种激动是整个制作过程的高潮。即使现在聆听它的声音，也不会有那种心潮澎湃的感觉。相信每个DIY发烧友都会有这种经历，当你焊好最后一个原件，扔下电烙铁，长出一口气，或点燃一根烟，左右端详你的“作品”，尽管还没有通电，也不知道它会发出什么样的声音，但这是你孕育出的一个婴儿，多少个日子你为他魂牵梦绕，你为他而存在，而经受煎熬……DIY的乐趣不就在这种“表面上很痛苦，内心里很快乐”的过程中吗？叠加到一起的片断如图4。  3、 组合 将片断逐层涂布白乳胶，对好位置后，用夹具暂时固定，用Φ3钻头钻孔，然后用Φ8钻头钻螺钉头坑以免螺钉头的突起影响下一片断的粘合。上螺钉。螺钉长为3cm。用力上紧螺钉，直到片断层间的白乳胶被挤出为止。每层所需的螺钉视片断的周长确定，开始用3个，4、5、6、8，直至10个，总之以牢固为标准。在组合的过程中，让各个组件保持同一个中轴是很考验功夫的，主要靠你的眼力，也可设计一些辅助工具，方便中轴的对正。我也考虑了几个辅助工具的方案，但由于时间的关系，没有制作。第一个号角用白乳胶粘合，后发现效果不理想，第二个改用万能胶，粘结牢固。  4、 修整 各个片断组合粘结牢固后，即可进行修整，先用凿子大致切平，再用锉刀做精细加工。这是保证号角精确的最后一道工序。在前面的片断加工过程中，不可避免地会有一些误差，在这里可做一些修正。对切削不够的片断可以多挫去一点；对切削过度的片断，可以少挫去一点。当然，对前面每个片断的切削误差，你要有一个记录。这个工序是纯手工的，工作量比想象的大，常常一干就是五六个小时，中间没有休息，竣工日期也一拖再拖。 用锉刀挫好以后，再用砂纸仔细打磨光滑。由于在前面的切割过程中，不可避免地某个片断的内径比设计数值大，用锉刀修整后会留下凹进的沟槽，这时可以用腻子补平。最后刷油漆。本来看中了一种POLO车的黄绿色，到立邦配色中心询问，得知需要5种漆才能配成，一小桶漆索价120多元，于是放弃。自己用普通黄漆和绿漆调配，效果虽不理想，然而便宜。 圆形号角不便摆放，特意为它做了一个支架，支架前面板贴了红胡桃木皮，原计划刷前年装修时剩下的佳宝丽清漆，可是经过这么长时间漆的溶剂都挥发完了，成了一个硬块，先素面朝天吧。 四、 试听 1、 器材：6P1单端，万利达DVD，总价值不超过30元的线材。 2、 软件：DG小提琴大师、梅纽因小提琴、古旋蔓地、D版蔡琴民歌。 3、 环境：我家客厅，30平米，十分贫寒没有装修。 4、 结果。常见的背负载号角箱利用号角提升低频，我们听到的主要是单元的直接辐射。前负载号角是真正的号角声，它提供的是真实感、临场感，宽阔的音场、毫发无损的细节、精确到纳米的定位，特别是中频的真实感，是十分理想的。人声是本号角最值得炫耀的地方，气息、唇齿音十分准确，歌者发声前轻启薄唇的感觉历历在目。低频清晰，来去自如，毫无乱作一团的“嗡嗡”声，下潜的深度和量感超过预期。不过，正像那篇文章中说的那样：“不要试图将所有的频段都塞到一个号角中去，单只号角所传输的音频最好不要超过4个八度。截止频率以上高于4个八度的部分将由于反射、干涉产生失真”。本号角在高频部分略显“吵”，可能就是这个原因。看来，给它配一个高音号角，让它专职中音将是下一步必须要做的，不过这样一来就要分频，新的困扰和新的妥协就随之而来。在此之前先尝试多种调校方法，看能否矫正到满意的程度再说吧。欢迎郑州的朋友光临寒舍品评，您也帮我写一篇煽情的器评 (责任编辑：admin) |
