2024年5月12日发(作者：什么智能手机最便宜又好用)

低音炮电路----c047f380-7156-11ec-bf7a-7cb59b590d7d

很多发烧友普遍使用6.5～8英寸低音单元的音箱，这些音箱的低频下限比较低，低

音听起来虽然有力，但能量和延伸能力却不足。众所周知，低音是音乐信号的基础，它在

很大程度上影响听音的氛围，缺失低音信号声音会显得轻飘而不真实，而在正规的家庭影

院播放中，超重低音箱是很重要的一分子，如果少了重低音的烘托，那就完全失去临场感，

也就是说不真实。

因此，作者建议，如果有条件，最好选择中、大型地板盒，以获得更丰富的低频响应，

并且在设置家庭影院时应考虑低音炮。当然，如果原来的系统没有丰富的低频效果，你也

可以添加一个高品质的低音炮来改善重放效果。然而，一个更好的低音炮是昂贵的。既然

我们有能力自己设计和制作书架盒或地板盒，我们还能自己制作更好的低音炮吗？答案是

肯定的。有兴趣的读者不妨跟我来。

理想的超重低音箱的概念

在生产之前，我们应该对什么是“更好的低音炮”有一个基本概念。作者认为有几个

方面可以衡量低音炮的质量。

1、好的超重低音箱必须是有源放大的

所谓的“有源放大器”是内置功率放大器，而无源超低音扬声器没有内置功率放大器。

盒子里只有一个无源分频器，应与主扬声器共用或配备另一个功率放大器。被动超低音扬

声器使用前级的音量控制来确定音量。如果超低音扬声器的灵敏度或

音量和主音箱不平均，会引发声场混乱、频响不均衡、声像定位出不来等情况，而此

时超重低音音箱的摆位又不能解决这一问题，这些问题就难以改善。加上超低音大口径单

元的振动质量肯定大于主音箱单元，故发声速度要慢一些，加了这种超重低音音箱之后，

效果往往很浑浊。有源超低音音箱是专门为低音重播而设计的。它的工作特征是信号直入

带有源分频的前级。100hz以下的频率由专用的低音放大器放大后驱动超低音音箱。100hz

以上的频率经分频后送至放大器，放大后由主音箱播出。这时要有一个独立的音量控制用

来控制超低音音量跟主音箱在音量上的比例。

低音炮的正常添加是低音炮工作在交叉分频以下（如100Hz或120Hz），而主扬声器

工作在交叉分频以上。然而，这种分频器应设置在信号源输出之后和主通道前级之前。因

此，一些先进的超低音扬声器都配备了一对左右声道输出端子，但在日常使用中，很多人

都直接从前级输出连接到超低音扬声器。

由此看来，有源超低音音箱所用的单元和内部磁路结构、专用的低频提升技术，以及

分频放大器、箱体等都是为低频再现而服务的。因此，有源超低音音箱的表现并非无源音

箱所能比拟的。

2.超低频的数量感应足够，延伸率应足够低

超低音音箱的功能就是弥补主声道音箱的低频不足。

3.超低音扬声器应能承受高功率而不失真

众所周知，面积越大的振膜低频潜得越深，同时为了要达到充足的能量，大多数的超

低音单元都在10英寸以上，单元的振膜越大，相对的质量也会增加，单元的运动不容易

受控制，这时需要较大的控制能量既较强的输入功率。否则，振膜的动静不能令行禁止就

会使声音模糊，如果单元反应的速度跟不上音乐的速度，就会造成低频段的失真，使声音

模糊不清，同时也会让低频变得软弱而不够力。

4.应提供设计合理、坚固的箱体结构

超低音是音箱播放中失真最严重的频段，但低频段其实也藏有许多细节和质感，像低

音大提琴与管风琴的低频就不一样，绝不是轰轰响模糊一片的盲目“雄浑”感，性能优异

的超低音还可以轻易听出堂音、细节以及音色等各种巧妙的变化，反应快的超低音可以重

现出凝聚的冲击力和有效提升分析力并与中、高频段衔接良好。箱体的长宽高比例和坚固

与否会直接影响到超低音的细节清晰度、分析力、速度感、瞬态反应等，因此不能等闲视

之。

从以上观点来看，通过仔细的材料选择、仔细的设计和生产，这款DIY有源低音炮将

达到与高品质商用机器相当的效果。

首先我们选用的低音单元是惠威hi-firesearch12英寸的w12低音单元(如图1)。它

的特征是采用高损耗、高顺性、超薄、耐疲劳橡胶折环和德国kevlar增强纸基复合材料

振膜，配以高散热涂层、无涡流损耗、高承载功率76mm音圈和耐高温sv线以及一体化高

密度铝盆架，它的对称磁场(smd)驱动系统可减少音圈电感与反电动势的相互调制，加上

超长冲程线性位移设计，使它有着承受功率大，fo(谐振频率)和qts(品质因数，总q值)

较低，瞬态好，低频响应极佳，低音丰满有力，高清晰度和解析力，动态大，低失真的优

点，很适合做有源超低音。w12低音单元的几个主要相关参数是：额定阻抗8ω；谐振频

率(fo)28hz；额定功率150w(最大300w)；灵敏度(2.83v，1m)90db；总q值0.42；振动质

量89.7g；等效容积(vas)156l。图2是它的结构尺寸图。

选择单元后，应考虑驱动低音单元的功率。为了更好地控制低音单元的运动，作者认

为功率放大器的输出功率不应小于低音单元的150W额定功率，但不应大于其最大300W输

入功率。因此，所用功率放大器的输出功率应为200W（8）Ω）左右。对于一般几十平方

米的听音室，如果设计合理，这个功率就足够了。

超重低音音箱用的功率放大器不仅要有大推动力，同时其瞬态失真要小、反应速度要

快。

此处使用的恒流功率放大器驱动器是使用线性元件将通过扬声器音圈的电流采样反馈

到功率放大器的输入端，以便放大器以固定电流模式驱动负载，很好地解决了功率放大器

中不能考虑非线性失真或瞬态失真的问题。

使用恒流功放驱动还有不少好处，首先，输到扬声器音圈的电流不受扬声器阻抗的影

响，因而简化了保护，提高了可靠性；其次是反馈取样电压与流过扬声器音圈的电流成线

性关系，不存在相位差，减少了功放内部的瞬态失真，系统的瞬态失真指标取决于扬声器

的瞬态特性；其

它采用具有输出负载特性的功率放大器驱动阻抗随频率变化的负载，提高了声音的强

度和分析能力，反应速度也很快。图3显示了超低音扬声器的主动伺服功率放大器。根据

W12低音单元的相关参数专门设计采样。该电路可输出约200W的均方根功率，上下对称，

分别采用负反馈恒流设计。该电路的特点是将负反馈分别加到输入级晶体管的发射极上，

并与各自的偏置电路相结合，形成独立的上下对称电路。其优点是前级的发射级不易混入

噪声，功率放大器具有较高的信噪比。

伺服均衡相位、音量控制线路的设计特点是从音源或前级输出的信号经l，r输入送

到运算放大ic1a的输入端，开关k1和ic1b就是用来控制信号的正反相，使之与主音箱

有更正确的相位匹配。由三联波段开关k2和ic1c构成的线路是以巴特沃斯三阶低通滤波

器组成的约40hz，55hz，75hz，100hz共4个低频输入截止点。

图3提升低音扬声器的主动伺服功率放大器

图4是主动伺服式功率放大器所用的电源图。发烧友都知道，好的功放在电源上下的

功夫并不比线路少，为了取得更出色的音效，该机采用了一个约650w的r型优质变压器，

r型变压器的漏磁和效率比常见的环型或ei型变压器要好，温升低，放在使用环境相对复

杂的超重低音箱内部明显比环型或ei型变压器有优势。

机器前后处理电路有各自独立的电源，绕组分开。控制电路的电源采用三端稳压处理，

向IC1、IC2输出正负15V电源。为了减小电源的内阻，后功率放大器使用四对中容量滤

波电容并联输出，以获得更快的响应速度。为了进一步减少箱内磁场的相互干扰，整个主

动伺服功率放大器安装在30cm×35cm×9.5cm厚的铝金属外壳内，外壳外侧安装散热器，

便于散热。

得到主动伺服式功率放大器所占的容积大小后，我们就可以很方便地求出超重低音箱

的内腔容积大小。从w12低音单元的几个主要相关参数来看，该单元较适合做倒相箱，为

了取得相对平坦而不是渲染的低频响应，有较出色的瞬态响应和良好的低频延伸，在设计

箱体时是采用sc4响应设计。用sc4响应设计是倒相箱设计方案中的较好选择，它的特征

是箱体比较大，但它却有着很低的调谐频率和相对出色的瞬态响应以及较低的失真输出特

点，可能有读者问为什么不采用更好的sbb4响应设计?sbb4当然更好，但我们在综合考虑

了两种设计的音质与箱体的大小关系后，认为sc4响应足以满足高水平的听音要求。

虽然采用SC4设计的逆变箱响应良好，但对低音单元的Q值要求较低，

w12低音单元的总q值是0.42，基本附合这种要求。该超重低音箱是按查表方式设计

的，表1收录了从0.37～0.44的低q值sc4设计数据，在设计不同q值的sc4响应倒相

箱时，读者也可用此数据设计。

根据表1，我们可以快速找到低音炮的空音量。计算空体积VB：

vb=vas÷α=156÷0.9113=171.2(l)

查找框的调谐频率：

fb=(fh÷fo)×fo=1×28=28(hz)

查找扬声器的低频截止频率F3：

f3=(f3÷fo)×fo=0.937×28=26(hz)

求逆变管的长度L：

lv=2350dv2÷(fb2×vb)-0.73dv

式中，DV是相位转换管的开口直径。为了获得良好的线性度，此处取100mm。经计算，

LV≈ 102.1毫米。

按照箱体容积公式计算所得的值均为净容积，实际计算时要记得加上内置功放的体积

(10升左右)和扬声器的容积(约为4升左右)，而加固

支架的体积可设定在9L左右，使箱体的最终体积为v=171.2+10+9+4=194.2l，实际生

产时箱体尺寸可按195l计算。箱体内部间隙的高度、宽度和深度的尺寸比与音质密切相

关。如果尺寸比选择不当，可能导致两个甚至三个轴向振动频率重叠，导致难以消除的驻

波干扰，并加重声音污染。为减少不必要的影响，本箱高、宽、深之比为1.3:1:1.2。经

计算，箱体内部间隙的高度、宽度和深度分别为65cm、50cm和60cm。箱子由25mm厚的中

密度纤维板（MDF）制成。为了提高箱体的刚度，箱体内部设置支撑板，前挡板与两块

25mm厚的中密度纤维板粘结，减少箱体板共振产生的声音污染，获得更清晰的音效。图5

是扬声器的制造尺寸图。制作时注意各挡板的接触面应加工平直，结合面应涂木胶使接触

面紧密，并用木螺钉拧紧，保证结合紧密牢固，无漏气。为了平衡前后挡板的重量，主动

伺服功率放大器设置在后挡板内，散热器外露。从箱体后挡板布置可以看出，倒相孔在箱

体背面开，即箱体放置时不应太靠近后墙。

一般音箱内的吸声材料的放置方法有粘贴法和填充法两种，倒相式音箱常采用粘贴法，

该箱的吸声材料用量是在箱壁铺上用棉布包裹的5cm厚左右的矿棉。如果觉得低频能量过

多，可适当加厚吸声材料。这样，音箱的总q值(qts)下降，可以改变低频厚度，使低音

更清晰，提高瞬变反应速度。为了超低音箱得到清晰高分辨率的低音，该箱宜选用金属钉

脚，最好是用铜质的脚锥。

在使用中，如果低频输入截止点设置得太高，则与主扬声器的低频段重叠过多，在某

些频段低频段出现浑浊和拖拉，会影响低频段的速度和清晰度。相反，当低频输入截止点

调整得太低时，低频也会出现不连贯，这让人感觉主扬声器和超低频扬声器“分开工作”。

因此，选择合理的低频输入截止点将

使主音箱与超低音箱实现平滑的低频过渡，低频量感会增加但又不会觉得有过于突兀、

渲染，让整体气势浑然一体。一般的调整原则是

如果主扬声器-3dB低频下限为6ohz，则应选择55Hz低频输入截止点，否则可通过这

种方式进行粗略调整。如果主扬声器的低音单元为4-5英寸，则可选择75Hz低频输入截

止点；如果超低音扬声器为6-7英寸，请选择55Hz低频输入截止点或更低。

超低音箱的音量调整不要调得过大(最好不要超过10点钟)，防止超低音过于喧宾夺

主和减少失真。在相位的调整时，先放一段低频较丰满的音乐，然后将相位分别设定在0°

及180°位置，比较这时的低频的量感，以量感丰满、声音清晰、凝聚者为佳。当调整好

后，超低音箱已融入整套系统中，你就会感受到它的威力。

制作一个这样的有源低音炮大约需要2500元，但其音效相当于一个商品盒的两倍。

有需要的朋友可能希望自己多做些食物和衣服。