设计目标:
1、经典全铝镍钴磁体单元(钴磁体)。
2、可以适合现代音源播放(频率范围35Hz-15KHz)。
3、平滑的8欧额定阻抗,方便晶体管机驱动。
4、简洁、节省空间的外形结构。
5、100dB的高效率和100W的连续承受功率。
材料准备:扬声器单元1、低音单元2只16欧阻抗JBL-LE15A钴磁低音做并联8欧输入,这只单元曾经在JBL Olympus C50/C60 Sovereign 音箱上大量使用,听爵士的经典低音。我粘贴一张这个单元的资料供参考:
当年日本价格参考JBL LE15A1962年発売
¥67,200(1台、1974年頃)
¥60,000(1台、1978年頃)
这是当年的海报图片,看资料这个单元应该生产于60年代左右,为追求完美低频深度而设计。实际听感低频很浓,速度偏慢。纸盆非常厚,很多折环提高纸盆强度。更关键的一点使用了泡沫结构的折环,这点我非常不喜欢。不喜欢的原因不仅是爱老化,还损失细节,让低音反应偏慢。我会用局部照片展示这点。好在我找了工匠按照我的要求改变了这个折环。
折环泡沫在国外是可以买到的
我更换的的布边结构 再也不担心会坏,低频很快。
四只单元准备好了,我喜欢早期16欧版本的蓝色
2、中音压缩驱动器:中音单元使用大名鼎鼎的JBL-375 灰色早期钴磁单元,这是一只JBL的旗舰单元,最早使用在JBL Olympus 和经典音箱 JBL Hartsfield 上。
当年日本价格参考JBL 375(黑头)
1954年発売
¥116,100(1台、1973年頃)
¥125,900(1台、1974年頃)
¥113,000(1台、1978年頃)
型式
ドライバーユニット
スロート径
5.0cm
許容入力(連続プログラム)
60W
インピーダンス
16Ω
音圧レベル(新JIS)
108dB(1kHz、ホーン/連増装着時)
ボイスコイル径
10.2cm
マグネットアセンブリー重量
10.8kg
磁束密度
20,500gauss
外形寸法
直径180x130mm
重量(梱包時)
11.8kg
使用JBl-375的Hartsfield音箱
日本人最崇拜美国货如今还在复刻这对音箱
Hartsfield音箱当年的图纸
这对原装音箱我有幸在几年前把玩过,我们开始都被这大气的外观所吸引,真的很好看。拆开内部结构才知道原来有着杰士基本相似的低频箱体结构,只是做的更霸气。当年不会做单元的杰士箱体设计还是让很多大厂去复制的。
不过不要被这霸气的外观和大名鼎鼎的375单元,还有金光闪闪的HL89 号角百叶所迷惑,除了部分爵士乐和人声有着感人的味道,听古典音乐基本是不能适用的。原因很简单,这种折返箱体低频本身就慢,加上50年代的分频器电容素质更是浑浊。更关键的就是高频,JBL375不加超高音是万万不能的,对于375的高频上限没有找到明确厂家资料有人说12KHz也有说15KHz的,但我可以很负责任的告诉您超过8KHZ声音就很燥,即使勉强到12KHz,素质也是很低的。
这点与JB-兰辛在Altec Lansing公司时候设计的ALTEC-288完全不同,288可以10KHz一样纤细的高音不会很刺耳,分频器设计完全可以在10KHz接超高(-6dB)简易分频器完成。
JBL375 最好不要这样做,建议和他们后来的方案一样7KHz做-12dB衰减与JBL075配合(这点我觉得很重要)。我找到一个JBL年检海报上面的英文也说明了JBL375平坦的高频是9KHz并与JBL075配套。
3、号角嘴
我选择的号角嘴就是当年JBL-Hartsfield 音箱一样的JBL HL-89 选择这个号角嘴目的已经很明了,就是要设计一个改版的Hartsfield 音箱,作为家用音箱似乎这个号角嘴颜值更高。比张牙舞爪的ALTEC多格或西电油烟机罩一样的张着大嘴更适合家居民用。并且HL89 水平有着100度的辐射角度,高音不会特别聚焦在很小范围。
型式:ホーンレンズ
指向特性:100゜(水平); 45゜(垂直)
スロート径:5cm
クロスオーバー周波数:500Hz以上
レンズタイプ:Serpentine
レンズ寸法:幅505x高さ178x奥行118mm
適合機種:375
ホーン全長:305mm(ホーン奥行のみ)
重量(梱包時):7.3kg
ALTEC号角嘴(参考图)
西电当年号角嘴(参考图)
4、超高音号角单元 JBL-075
上几张JBL-075的资料(有当年的海报)
当年日本价格参考JBL 075
1956年発売
¥36,100(1台、1973年頃)
¥38,600(1台、1974年頃)
¥34,700(1台、1978年頃)
¥41,000(1台、1980年頃)
通过这些50年代的海报,可以大概知道在当年这个075超高音是多么伟大的产品,应该是兰辛自杀前的设计,频响2.5KHz-15KHz是平坦的(-4dB),大概英文内容说超越了麦克风的极限。在现在扬声器技术看来这个指标并不高,15KHz都没法定义超高音。我至今并不这样看,在我看来这是我最喜欢的一只超高音号角驱动器,有着2.5KHz的起始频率,声音很有密度,充满能量感,15KHz也没觉得高频细节缺失多少。大家在对比现代超高音上限频率时,忽略了一个重要指标JBL-075 的效率是110dB,在这个前提下看看现代超高哪个还能满足2.5KHz-15KHz的平坦曲线。
有人会问我,为何我在做ALTEC A7或A5时候也在使用075超高,本身ALTEC 802高音或ALTEC 288高音已经到达15KHz左右的高频响应,如果您看看这些单元的扫频曲线就会知道10KHz就断崖一样高频下滑了,虽然频响够了,但量感不够。加上超高音声音不会变吵,而是变得柔和多细节,如果很吵那一定是分频电路出了问题(个人经验仅供参考)。那为何JBL375也加JBL075超高,我在前面介绍375驱动器时候已经特别强调(具体可以参考前面文章)。我喜欢兰辛所有的设计,每当使用他设计的扬声器时,总在想这位英年早逝的技术天才,他怎能想到他的设计在1949年至今,70多年里还有无数人迷恋、无数人珍藏,只可惜早逝的英才没有看到自己的设计变成产品并成为世界音响巨人。您的设计理念至今奠定了扬声器制造基础,有的产品再也没有超越。我的崇拜并非只是技术,更是为信念舍弃生命的精神。
JBL创始人-詹姆斯·巴罗·兰辛(James B. Lansing)
在写这个音箱DIY时查阅的一些资料很有意思分享一下,是JBL的历史年鉴。从这些年鉴图就知道JBL商品化的进程,也可以看出HIFi市场已经边缘化。
- 1902 – Birth of James B. Lansing in Illinois, U.S. 1927 – Lansing Manufacturing Company founded in Los Angeles
- 1934 – Douglas Shearer of MGM heads team which designs the first practical loudspeaker for motion picture use. Lansing builds components for the Shearer horn system which becomes industry standard.
- 1936 – Shearer-Lansing system awarded citation by Academy of Motion Picture Arts and Sciences
- 1937 – Lansing creates the “Iconic” two-way compact design – the first studio monitor
- 1941 – Lansing Manufacturing Company acquired by Altec Service Company
- 1943 – Lansing develops the Model 604 Duplex 15” (38cm) co-axial loudspeaker
- 1944 – Lansing and Hilliard redefine the reference theater speaker with the "Voice of the Theatre"
- 1946 – Lansing leaves Altec and founds a new company, James B. Lansing Sound Incorporated
- 1947 – JBL develops D130 15” (38cm) speaker with the first commercial use of 4" (100mm) voice coil
- 1949 – James B. Lansing dies; William Thomas becomes company president
- 1953 – Commercialization of Acoustic Lenses developed by Bart Locanthi
- 1954 – Model 375 compression driver, first 4” (100mm) diaphragm commercially available
- 1955 – Model 075, the first ultra-high-frequency ring-radiator transducer
- 1957 – Introduction of JBL Paragon stereo console speaker system
- 1959 – Leo Fender integrates the Model D130 into his guitar amplifiers
- 1962 – JBL creates the first 2-way studio monitor to utilize a high-frequency acoustic lens
- 1968 – JBL launches the Model 4310 three-way bookshelf studio monitor speaker, later the 4311
- 1969 – Sidney Harman acquires JBL, ushering in a period of accelerated international growth
- 1969 – L-100 consumer version of the 4311 is launched, which sells over 125,000 pairs in the 1970s
- 1969 – JBL speaker components deliver the sound at Woodstock and many other rock festivals
- 1973 – 4300 Series studio monitors launched, including the industry’s first four-way designs
- 1975 – Model 4682 thermoplastic " Strongbox " Line Array
- 1979 – Diamond surround technology for control of high-frequency resonances in diaphragms
- 1979 – Development of the Symmetrical Field Geometry (SFG) magnet structure
- 1979 – Cabaret® Series portable systems for musicians debuts
- 1980 – Bi-Radial® Constant-Coverage horns
- 1981 – The first Bi-Radial® studio monitor, the 4435, for the recording studio
- 1982 – Titanium is first developed as a material for high-frequency diaphragms
- 1982 – Model 4675 power-flat cinema system introduced, first system to be approved by THX®
- 1986 – The first models of Control® Series unveiled
- 1990 – Vented Gap Cooling technology reduces low-frequency transducer temperature
- 1991 – The first pro-audio speaker using a neodymium magnet in Array Series
- 1995 – Birth of the EON molded-enclosure integrated, powered portable loudspeakers
- 1995 – First neodymium Differential Drive® Dual-voice-coil/Dual-magnetic-gap cone transducers
- 2000 – Creation of VerTec® Line Array system with RBI – Radiation Boundary Integrator
- 2000 – ScreenArray® three-way cinema systems with Screen Spreading Compensation
- 2002 – JBL Engineers receive Scientific and Technical Awards from the Motion Picture Academy
- 2005 – JBL awarded a Technical Grammy® by National Academy of Recording Arts and Sciences
- 2006 – VRX Constant-Curvature Line Array introduced
- 2008 – CBT Series Constant Beamwidth Technology column line arrays developed
- 2011 – D2 Dual-Diaphragm Compression Driver developed, first used in VTX Line Array
- 2012 – M2 Studio Monitor with Image Control Waveguide, D2 driver and low-TCR voice-coil woofer
言归正传继续DIY音箱,说说音箱的箱体:音箱箱体要考虑合理的箱体容积、扬声器的互相干扰、音箱倒相孔开口大小、音箱内部结构的稳定性、吸音材料的种类和多少、音箱板材的厚度材质,当然还有美观性。我也不是做音箱专业的只是爱好而已,我个人感受过去的大口径低频扬声器,箱体大肯定比小更舒服。板材我喜欢质地相对松软的松木夹板20MM(美松)。吸音棉我喜欢玻璃纤维,但比较麻烦,有人很忌讳。
这次音箱制作的箱体图纸:
内部需要做加强支撑
音箱最好做好接线柱和标牌。
激光标牌制作
音箱表面贴皮(最好实木皮,颜色会逐步变深更加美观)
加工号角固定支架
独立的高音号角单元安装到位
低音箱体与高音号角箱体安装完毕,两个箱体之间安装橡胶垫减少互相振动干扰。
一对音箱基本做好了,就差分频器协调这几个扬声器在不同频率下好好的工作。
音箱分频器:
分频器是音箱里最不可忽视的一个环节,关键程度不亚于扬声器和箱体,如同音箱的灵魂。分频器可以使用电子分频或传统的LRC分频电路。这两种方式各有利弊,我大概介绍一下。
电子分频优点:操作更改参数很方便,功率传递效率高,失真小,DIY可玩性高,处理多路分音非常便捷。缺点也是有的,一般电分有两种,模拟电分和全数字化电分,前者更换分频点需要更换分音卡是一种有源滤波电路。后者数字电分是经过模拟先数字化在数字转模拟的全数字产品,调整参数范围宽,操作方便。但这点我不算喜欢,比如你要听黑胶唱片尤其早期的珍贵LP 要的就是纯模拟结果最后一个环节还是插入了数化。(这点很多玩电分的人未必清楚这个方便的分频器已经把信号AD DA转换了)。不管哪种形式的电分在功放选择上也要注意,最好一个品牌,一个电路结构的产品,功率可以有差别,但音色,相位一致性一定要OK。如果音箱低音与高音不同阻抗情况下功放还要面对阻抗不同下的性能一致性问题,这点尤其胆机最麻烦,很多推挽机会因没有分频器直接推喇叭出现震荡,原因很简单,扬声器的单体阻抗特性并不是恒定的,是LRC分频电路让音箱阻抗曲线变得平缓。(这点也是传统分频器很关键的一点,很多音箱不好推、很多功放都难以出好效果的原因,多数只是频率扫频曲线很好但阻抗曲线极差)。还有人喜欢在中低音与高音用晶体机与胆机混合搭配,至于效果每人喜欢不同,放歌曲可能很甜,但乐器多了是否能分出细节,声压均衡就不好说了。我个人建议如果电子管功放与晶体管功放混合电分,尽量让晶体机推人耳朵相对不敏感的频率,工作频段越低越好。我超低音基本都是用大功率晶体机驱动18寸单元工作在100Hz以下。
最后再说一个电分系统另一个我很头痛的地方,也可能自己水平还是太低搞不定。电分越小音量表现越差,在中等或大音量调均衡的系统,小音量均衡又被打破,当然专业领域用电分一点问题没有,基本没有小音量夜晚安静收听的需求。
综合电分的优缺点,这对音箱我还是选择了传统的LRC型分频器。这种分频器虽然插入损耗大,相位特性也不如电分,但调试得当音色和均衡度可根据我的爱好控制。阻抗特性也能到非常好,现代的分频电路更可以对于某些频率段做LRC均衡。
这款JBL双15寸DIY音箱分频器电路参考图:
再来说说我为何我只是喜欢古董喇叭,尤其是铝镍钴磁体的古董喇叭,而不用古董分频器。在我看来音箱这么多年扬声器的进步只是更小型化,更便于批量标准化生产,成本更好控制,更关注测试指标,更多的电脑辅助设计。对于大口径低音单元和高音号角扬声器不见得是进步,反而失去了稀有的铝镍钴磁体,铁氧体单元与铝镍钴单元,只要用心去对比声音那个更舒服一定是可以分出高低。扬声器磁体的材料变迁基本是励磁线圈-----铝镍钴磁铁------铁氧体磁铁-----钕磁体。有人一定说励磁是最好的,其实最早二战用于军用雷达的铝镍钴替代励磁是一种进步,但我不排斥励磁独有的温暖舒缓。铁氧体和钕磁体的应用我觉得不是进步是妥协,商业上和小型化的妥协。
最古老的励磁铁喇叭(要用直流电供电啊,当心交流声调制)
没装外壳的铝镍钴磁体收音机单元(稀有资源)
铁氧体单元(最广泛使用,最成熟)
钕磁体单元(个小力大,高温易退磁,音乐细节少)
钕磁其实就是这个
继续说为何不喜欢古董音箱原配分频器:
分频器主要就是电容,电感,电阻器这三种非线性器件的组合,刚才说了古董扬声器不但没有被彻底替代,反而有着各自的优势,但分频器里的电容器如今已经是技术飞跃。
早期杰士号角皇分频器
以前昂贵的金属化薄膜电容已经廉价并小型化,指标性能老分频器的电解或纸介质油罐根本没法比,尤其在“损耗角、正切值”上性能大幅飞跃,表现在高频的提升和低频的量感,分析力和速度都有明显提升。这只是要自己做分频器的第一个原因。
电解电容器(频率特性差,损耗大,便宜)
纸介油浸电容(体积大、高频差、有毒)
金属化薄膜电容(高频特性好、损耗低、价格贵)
古董分频器为了节省体积很多低频部分使用铁芯电感,对于低频分频部分,铁芯电感的频率非线性最差,这个测试很简单,一个10mH铁芯电感用精密电桥测量一下30Hz-1KHz的电感量变化,相对空心电感非线性是巨大的。电感的更换是重做分频器的第二个原因。
铁芯电感(低频非线性大)
空心电感(频率特性好,体积大,高电感量内阻大)
早期分频器很多使用大功率可调电阻做中音或高音的衰减器,尤其是监听音箱更多见。随着年代的积累,很多存在接触不良的状态,影响使用。电阻衰减器还有一个更不好的地方,功率损耗过大,电阻材质对高频音色影响也是非常明显。我为此设计了电感式音频自耦变压器来做衰减器,这样声音会更透明,也更有密度感。这就是自己做分频器的第三个原因。
第四个原因是针对很多早期用于影院或扩音的音箱系统,比如ALTEC A5/A7 当时主要目的是播放人声,并需要更高的传输效率为原则,一旦用于HIFi重放音乐,分频器必须做相应调整,甚至在某些频段要做陷波处理,高频需要超高提升高频上限。不要觉得15寸专业低音单元和巨大的专业箱体(A5或817)就一定有很好低频下限,他们的低频下限与现代15寸专业音箱基本一样的,设计低频下限也就50Hz左右。这样的设计对于专业音箱一点没错,设计目的是高效率和极快的反应速度,80Hz以下是18寸超低音的事。
为这对使用古董单元DIY音箱定制的全新分频器
从设计构思-----材料准备-----箱体加工-----分频器制作-----最后组装调试,2个月时间这对音箱总算搞好了。声音基本达到了我的设计预期,但每人的听感和审美存在很大不同,音响系统难以用好坏定论,更没有完美,否则世界将只有一种声音甚至只有一个品牌垄断市场。
分享一些成品照片和器材搭配后录制的视频供爱好者参考。
试听器材:
音源(EMT930黑胶唱机 飞利浦LHH700 CD机 ) 唱放 (拉菲尔 MAS200) 前级放大器(拉菲尔MAS100)后级放大器(MAS600分体300B推挽)
音频分享:
箜篌 CD
拾贰 一剪梅 李清照词 金蔚曲 2.45
最后回答一位朋友的疑问:西电 ALTEC JBL TAD 都是号角音箱那个最好听
这是太难回答的问题,我只能说我喜欢哪个和自己辨别的观点。
首先这几家其实是亲属关系,近亲。西电音箱尤其大型音箱,基本都是为影院服务的,如果您有和影院一样大的听音室和足够的钱,还有足够的运气能淘到没有故障的喇叭单元,那听听爵士乐,听听黑人唱歌,那满足感如同坐火箭,玩其他号角的永远追不上您。如果听古典音乐,至今我听过的西电系统没有一个让我觉得全面的,中音巨大的号角相位一定存在延时,也很不适合近距离欣赏,厚声过头似乎也不是完全适合多数音乐。西电大型音箱的真正魅力是稀少的,你有我没有他也没有。一个字概括--牛;两个字概括--牛X。
ALTEC 应该叫 ALTEC-Lansing 这个时代兰辛设计的A4系统288单元是升级了更早的西电系统,可不是缩水,是电影公司对西电系统和RCA系统的存在不满意,兰辛的系统更符合电影公司的要求,更优秀的性能。如果你听了A4,它的全面肯定会你打动,高音细腻透明,低频根本不需要超低音已经让你震撼,速度感超越我听过的所有号角扬声器,A4就是太高大了,只能放到朋友刘先生的听音室更适合。原因不仅是他房间够大够高,他也更喜欢贝多芬、马勒、布鲁克纳和德沃夏克。我最喜欢的就是兰辛在ALTEC时候设计的产品--515、604、802、416、075这几个单元,在我心中是我的最爱。
JBL是兰辛自己成立公司后的产品,因为专利保护兰辛不得不放弃他以前最经典的设计,另开新的思路,创造新的风格,比如375并不是288的结构而是改造了西电的单元结构。JBL整体声音比ALTEC单元更浓郁、更讨好民众、也更想办法让号角嘴小型化便于民用。有人说JBL是爵士王,我只认同是兰辛时代前后的JBL是爵士王,或是监听音箱的典范。近代的JBL满足商业影院,搞个现场扩音挺好的,造假的都喜欢JBL。
TAD就更简单了,JBL后期的牛人想做出更好的产品自立门户,用最好的材料,不计成本的想再造经典神话。的确,TAD是兰辛后最好的单元,不过最终的结局被日本化。虽然用了比ALTEC时代更好的单元材料,但音乐感我还是迷恋兰辛的288驱动器,躺在仓库多年的还是TAD4001。让TAD1601 和1201 还有4001驱动器更出名的其实不仅是TAD还有木下正三和西湖,如果ALTEC单元库存比TAD多的话,估计木下正三或西湖设计师也可能不用TAD做音箱单元。木下正三和西湖两位大师造就了TAD如今的高价。
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