3D -Spiral Horn speaker 製作過程 James Huang 10/2/2007
 

前言:


4吋單體能發出非常低沉的低音,很多人一定覺得不可能。如果您要的是低音足量感,小尺寸喇叭有它限制,因為物理特性上與大口徑喇叭是不能相比的。想想多數人的認知應該指的是低音量感,其實好的喇叭音箱設計,可以讓低頻延伸至非常低的程度,唯獨低音的量感是物理上的限制。如果您要的是整體的質感而不是厚厚的低音,那這篇製作您會有興趣的。

尤其現在網路非常方便,花一點時間就可以找到非常多小喇叭的製作與討論,但都沒有很完整的製作過程,很難決定要嘗試那一個。現在為您介紹這個3D Spiral Horn Speaker 的設計,可以做到很好的低頻延伸。從字面上的意思可以察覺這是號角喇叭的變形,整個製作過程並不困難,非常適合DIYer來進行製作,只要按這篇文章的步驟一步一步細心的完成,結果得到的效果非常好。


或許您更加疑惑為什麼不直接使用大尺寸的喇叭呢? 而要使用小喇叭加一個比較複雜的喇叭箱。這個問題就親身經歷幾次的大大小小的製作,發現小喇叭有反應速度快的優勢,在中高音的音色表現比較活潑生動,尤其是弦樂器及人聲表現非常好,只要不是非常爆棚的音樂或者是大編制的古典音樂,都能輕鬆勝任非常適合長時間聆聽。以我的聆聽環境坪數約7坪,已經可以聽到非飽滿厚實的音量,讓您可以一張張CD接下去聽。


3D Spiral Horn 喇叭經由細心的設計可得下圖粉紅色曲線,讓整體音域均衡性變得平坦,尤其在聽大提琴的低音尾段表現您就可以瞭解這個音箱的效果。


您會問是基於什麼原因會選擇TB的單體,除了喇叭的數據好之外當然最後是由耳朵來決定。雖然音箱的製作過程較耗時,但完成音箱後換用各家的單體確是非常容易,很快就可得知之間的特定及音色的不同。作者測試過一些不知名的單體效果也出乎意料,但外觀就沒有TB單體來的好看或是不夠均衡,TB單體除了良好的整體均衡度及外觀上都讓人滿意,因此聽音樂的時候有賞心悅目的外觀也是需要的,您說對吧?

 
 
喇叭尺寸圖:

下圖是喇叭的內部結構與尺寸圖,木材可以至B&Q量販店或是木材行購買,一般木材行都可以代客裁切加工,您可以要求老板裁精準一點,剩下的就是組裝與細加工。
 
 

加工前準備:

雖然木材可以要求商家為您裁切,但細部的加工還是需要準備一些工具,如修邊刀、美工刀、電鑽、電動打磨機(如果體力OK可以不用買打磨機)。

另外南寶樹脂(白膠)、強力膠、甲苯(稀釋強力膠用)、天然木皮、細砂紙、直角尺、電熨斗等。保護自己的防護用品也不能少如 N95口罩、護鏡、防塵帽等。

還有加工的過程中不要使用棉質手套或其他纖維材質製成的手套,最好使用薄膠質手套如手術手套等,因為棉質手容易造成卡木屑或勾結刀具造成危險,膠質手套就沒有棉質手套問題,但兩者都會有穿刺的危險。因此施工前一定要確定所有條件是固定的或加工行程是安全的,還有製作的過程絕對不要心急一定要確認再確認才能進行下一步。

以往的經驗慢慢的進行製作,大約7天就可以完工,大部份的時間都是等膠乾、漆乾才進行下一個步驟,通常都是放置一天等完全乾固才加工,而且很少使用鐵釘大都使用木釘來固定強化結構。在配合使用南寶樹脂膠合品質就已經很好而且牢固了,強化結構目的是為了抑制共振現象,讓音質更清晰透明,您可以輕敲木箱各處應該是聽到結實的聲音,如果有箱音過重或木材磨擦的雜音一定用南寶樹脂或木條補強,這樣才能保證品質。


另一項非常重要的事前準備就是設備的精準度、垂直度,例如桌上電鋸的垂直度一定要確認,通常廠商出貨都有校正但是否足夠或運送過程移位都有可能,這是常常被我們疏忽的項目。作者就有慘痛的經驗鋸出來的直角有誤差,事後修修補補非常費工品質也不好,切記不要太相信工具買回來就可以馬上使用。其實校正的方法很容易直接使用直角尺確認刀面與桌台是否垂直,檔板是否與刀面水平而且與桌緣垂直等等,只要細心就可少很多麻煩。

製作過程:

下圖是喇叭內部使用南寶樹脂黏貼階梯的情形,每一階梯多留一些長度待結合後使用修邊刀修平。喇叭側板先依圖(二)之對應尺寸劃線粘著,同時需要使用直角尺來確認每片的垂直度,膠的使用量不要太節省,多出部份不需移除可以增加機械強度,太少的話一定要加強膠量。使用南寶樹脂需要較長的時間才會完全固定,但大約半小時就可以小心移動還沒有想像中的脆弱。

 
 
喇叭左右兩側結合時需注意垂直度同時膠量要足夠,不然在大音量下會聽到不必要的木材磨擦的雜音,為了防止移位事前鑽6mm固定孔及配合木釘,依相同的上膠步驟可以非常的精準兩側結合。

並使用ㄇ形鉗固定一整天等膠完全乾燥,最好在固定前使用直角尺檢察各面是否垂直,尤其是與地面部分的垂直度將直接影響外觀,也是最容易忽略的部分。

如果要求高一點可以用膠在每個接縫處補強,以強化結構與氣密對音質有正面的幫助,尤其是低音部分的延伸性影響更是大。
 
 
每一階梯略長使用修邊刀去除多餘的部分,再使用吸塵器把木屑清除,就可以進行接合前後板的加工手續。同樣塗上厚厚的南寶樹脂接合,並注意四周的平整度,為了防止等待時間木板移位了可以用氣槍固定,逼迫木材將多出來的膠溢出表面,待乾的時候清除表面多餘的膠。
 
 
 
開喇叭口:先在開口中心鑽孔然後使用修邊刀以中心劃圓的方式,先做喇叭外框的厚度4mm,進一步調整內徑及加深進刀慢慢的劃圓就可以得到非常完美的圓孔,喇叭的四孔加上固定螺絲(如圖示 )。
 
 
修整低音反射口的內邊,這部分沒太多的變化。考究的地方只有讓聲音出來順暢為主,因此出口沒有限縮方式來調音,各位可以看到出口四周有氣釘加工所留下的凹孔,也可以看到階梯內部。
 
 
加工過程造成的表面凹痕及接縫:在貼皮之前使用補土進行表面打磨處理,補土有分木工專用及金屬表面使用兩種,等木工專用補土乾燥後會有點類似石膏的特性很好打磨。
這次採用自黏式天然核桃木皮顏色比較深給人穩重的感覺,材料可以到裝潢材料店買到,一片60cm*240cm費用約NT$500,需要兩片才夠。
 
 
貼皮前一定要先上一層膠。先準備強力膠及甲苯以一比一的比例混合,均勻塗上表面如果覺得不足可以上兩層,1小時後待完全乾後再貼木皮,可以粘著的非常牢固。
 
 
黏好後還不可以馬上上漆。最好找電熨斗燙一下表面讓木皮與更緊緊的黏著木材,最後可以用手摸表面確認沒有氣泡。還有90度角接合處是品質的關鍵,功夫好壞就看是否細心,貼的程序一定是先貼一側再慢慢向另一側貼。
 
 
上漆

整個加工過程最困難的就是上漆應該是說比較費工:首先要準備二度底漆一層一層的上漆,每上一層就比必須打磨一次直到毛細孔均被填滿,大約需要3次的上底漆處理,最後一道就可以上亮光漆。

亮光漆的選擇最好使用亞光型比較有質感,亮光漆盡量薄乾燥之後還需要細緻打磨處理,使用1000號砂紙及木工蠟一起打磨,最後使用軟布收尾就能看出木質表面線條及立體感。
 
吸音材料

在安裝喇叭前放入適當的吸音材料:量的多少必須依試聽的結果來決定,如果有一台音頻分析儀來協助最好,沒有也可以利用自己的耳朵來決定。

我的經驗是太多聲音會太緊放不開,太少箱音會過重有點鼻音的感覺,最後決定只有內壁一層以及出口處放置吸音材料,吸音材料的選擇可以到水族館買濾棉很便宜效果也很好,音箱室用量只需一片就夠了,因此買一包NT$50就夠了。
 
 
 
測試

使用音頻分析儀在喇叭前方一米的距離測試:結果如下圖,整體表現非常均衡,低音在60Hz開始衰減,擴散角度很寬擺設不會太困難就有很好的定位感,高頻的量感在喇叭間隔2.5米及距離3米左右聆聽略有衰減但不會很多,聲音的細節很多尤其中頻的表現非常迷人,低音的量感略小一號但也足夠,近遠場聆聽效果都很好。
 
 
 
來幾張喇叭近拍
 
 
背部的照片
 
 

試聽:

每次完成作品最開心的時刻就是試聽:先說說我的試聽室其實是工作室,沒有太多的吸音材料也沒有特別的裝潢,東西倒是很多。

找平時自己最熟悉的CD還有一個安靜夜晚,找兩台後級來比較音色上的差異,一台是真空管5687及Phase 120來配合。空間約有10坪左右算是非常大了,先說5687配合的音色真的很驚訝非常平衡音色,低音並沒有軟腳反而是豐滿表現,完全感覺不出來這是1W的出力,尤其是聽小品音樂非常自然,如果手邊有國內代表性的歌手蔡情「際遇」這張專輯,聽聽鋼琴的表現粒粒清脆非常乾淨的音質。

蔡情歌聲不會有加減年齡的感覺,這與小尺寸的音箱有很大的差別,低音的表現非常豐富連鬼太鼓的皮聲表情都可以感受到。中頻表現更是精彩可能是因全音域單體的特性非常有張力,歌者的嘴部表情表現非常清晰,不用很仔細聽就可以聽到換氣及吞口水的聲音真的非常好聽。

高音表現比較中規中舉沒有太突出的感受,與一般對TB4的描述是屬於清亮表現有很大的不同,我所聽到的是非常均衡的音色,很難想像是由一對4吋喇叭所發出來的聲音。換上Phase 120音色更飽滿低音更充沛更自然,重新聽一次鬼太鼓感覺像換了一對喇叭,鼓皮跳動的感受更明顯非常過癮,TB4的音樂性值得分享大家來製作。