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自然聲NS15音箱的研發(fā)(上),每一對(duì)音箱都是全新的研發(fā)過(guò)程

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在前面自己聊了聊做耳機(jī)之路,有空也在此也聊聊自己做音箱之路,透露一些經(jīng)歷和趣聞(不涉及商業(yè)機(jī)密),希望大家喜歡!

拓展閱讀:做音箱經(jīng)歷長(zhǎng)篇連載—更艱難誕生的NS17,追求不凡之路(下)

很多人都會(huì)認(rèn)為音箱設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)很重要。但自己NS15的研發(fā)經(jīng)歷告訴我,任何一款音箱的開發(fā),其實(shí)都是一次全新的過(guò)程。有了前面的經(jīng)驗(yàn),后面確實(shí)可以少走些彎路。但也僅此而已啦,音箱的復(fù)雜性就在于,你只能試錯(cuò),必須有試錯(cuò)才能得到理想的結(jié)果。因?yàn)閾P(yáng)聲器不是標(biāo)準(zhǔn)品(不過(guò),揚(yáng)聲器開發(fā)的話經(jīng)驗(yàn)非常好使),你過(guò)去的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)是針對(duì)上一對(duì)箱子的,下一對(duì)好不好使,真說(shuō)不準(zhǔn)的事。這也是為什么全球很多存在幾十年的品牌,經(jīng)典產(chǎn)品無(wú)數(shù),新做的產(chǎn)品一樣會(huì)翻車的根本原因。

在NS17出來(lái)之后,自己就開始準(zhǔn)備一下對(duì)音箱的開發(fā)了。它就是自己的NS19,初步定的是8寸三分頻。低頻單元確定后,高音和中音單元就是自己選擇的重點(diǎn)了。首先是中頻單元,自己希望用5寸的實(shí)木三文治單元來(lái)做中音,不過(guò)為了了解它的聲音特點(diǎn),得做成喇叭才行。當(dāng)然,我沒(méi)有在一開始把它做成中音,而是做成了中低音單元,因?yàn)橄腠槺阕鲆粚?duì)小一號(hào)的箱子出來(lái),這就是NS15啦。項(xiàng)目開始于2019年9月左右,但等第一版的5寸單元出來(lái),并初步裝箱,已經(jīng)是2020年3月的事了。

上圖為初步的樣品,凹陷的防塵帽設(shè)計(jì)確實(shí)從美觀上沒(méi)得說(shuō)。但樣箱第一時(shí)間就被自己否定了。原因很簡(jiǎn)單,低頻下潛不足加中頻有凹陷。中頻人聲不夠好。美雖然美,但實(shí)用才是更好,否則就是花拳繡腿了。另一方面,用NS17的高音個(gè)人感覺也太……奢侈了(這個(gè)單元是真不便宜,比進(jìn)口中端單元都貴,而且是用出廠批量比零售價(jià)),我還是希望能把它做便宜些。

于是,單元廠繼續(xù)改單元,而我則去找高音單元。真心佩服那些能一版定稿的音箱廠家啊!初步鎖定是這只:

單元介紹是專利鈹銅合金,延伸可以到40k Hz,不過(guò),頻響曲線就……一言難盡了,如下:

1-2k那個(gè)波動(dòng)巨大,整體高頻波動(dòng)也非常大,10k以上掉得非常多。估計(jì)是磁路設(shè)計(jì)不行的原因。因此,拿回來(lái)后重新改了磁路,頻響變好了很多。如下:

2020年8月的時(shí)候,新的低音和高音單元準(zhǔn)備妥當(dāng),低頻換成了外凸式的,和高頻放一起,外觀上還是挺和諧的。

新的低頻頻率下潛做到了50,磁體和其它也做了些升級(jí),頻響曲線非常漂亮。在2k以前簡(jiǎn)直就是一條直線,波動(dòng)+/-1db。關(guān)鍵是,2.5k那里有一個(gè)斜率12db/oct的谷,這是個(gè)天然的一個(gè)分頻點(diǎn),這意味著它可以用12db的分頻器做出來(lái)24db/oct的斜率的效果,爽吧:

于是按新的單元參數(shù)重新設(shè)計(jì)了箱體,并裝上測(cè)試和試聽:

測(cè)試的參數(shù)還是不錯(cuò)的,頻響平滑程度比較理想,除了10k處有個(gè)小凹陷(-3db)外。

然而,就10k那個(gè)凹陷帶來(lái)了大問(wèn)題,整體高頻偏暗不說(shuō),順滑程度也大受影響,聽小提琴和鋼琴完全不行,缺少那種動(dòng)人心弦的柔美質(zhì)感。感覺除了頻響外,鈹銅振膜也不太行,失真不好,高音金屬音仍然很明顯。另一個(gè)問(wèn)題是低頻也沒(méi)能充分發(fā)揮出來(lái),低頻下潛不夠,箱體體積不太夠(本來(lái)想做小一些)。同時(shí)低頻也不行,箱體還是不夠大。

于是推倒重新來(lái),而這已經(jīng)是2020年10月了,轉(zhuǎn)眼一年過(guò)去了。高音還是只能換成原來(lái)的,箱體體積還得重新設(shè)計(jì)(順帶的,低音單元也得跟著升級(jí))。八字連一撇都沒(méi)有,感覺自己在白忙活。經(jīng)驗(yàn)?zāi)?,似乎沒(méi)有起到任何作用。

于是,重新打樣箱體。不過(guò)這次自己學(xué)了個(gè)乖,一次性的干完兩個(gè)活。同時(shí)打樣了前倒相和后倒相的箱體,看看哪個(gè)更好。

2020年12月,箱體打好了,單元也升級(jí)了。上圖為后倒相式,下圖為前倒相式。

新的分頻器設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)潔,一方面是低音單元延伸非常好,高頻可以到8000Hz,以及,那個(gè)天然的分頻點(diǎn)坑。當(dāng)然,高音單元低頻下潛到500Hz,而分頻點(diǎn)是2.5k,足足5倍的余量。當(dāng)然不需要復(fù)雜的分頻器。簡(jiǎn)潔的分頻器不用浪費(fèi)功放的功率,易推性上的表現(xiàn)會(huì)好得多(NS17留下的后遺癥)。

試聽的結(jié)果很明顯,前倒相的低頻好,雖然感覺會(huì)糊一點(diǎn),后倒相的高頻好。上圖為后倒相的頻曲線。下圖為前倒相的頻響曲線(請(qǐng)注意一格是5db),從頻響曲線也很容易看出前后倒相在低頻上的差別。總體后倒相可以滿足80Hz以上+/-2db的要求了:

自己當(dāng)然想要兼顧,然后開始試,最后發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)其它方式基本解決掉這問(wèn)題。于是重新打樣,這個(gè)時(shí)候自己耳根軟的毛病又犯了。因?yàn)槿豪镉泻芏嗳硕加X得這種倒相的方式不好,不如前面雙倒相孔的方式好看,所以自己要求打雙前倒孔的樣箱。而自己原來(lái)試驗(yàn)的方式只有在這種管上才能實(shí)現(xiàn),單孔的方式那種沒(méi)法量產(chǎn)。下圖為阻抗曲線,可以看出,NS15的低頻下潛為48Hz-3db,這是很多6.5寸甚至8寸的音箱都無(wú)法實(shí)現(xiàn)的低頻下潛(可以想向它低頻單元之強(qiáng)悍)。

結(jié)果打出來(lái)是這樣的,這個(gè)時(shí)候已經(jīng)是第二年的三月了,也就是2021年3月的事了。

真丑啊!這真是想要的是李若彤,得到的是陳研希。關(guān)鍵是,雙前倒相管間會(huì)有氣流干擾,聲音也超爛!

幸好自己留有后手,于是改為后倒相。這次終于妥了。不管是聲音還是曲線,下圖是NS15后倒相樣箱進(jìn)消音室的照片:

測(cè)試的結(jié)果還是很滿意的,后倒相的失真很小,80%以上滿足THD小于1%的要求:

于是準(zhǔn)備上市了,收到最終的正式產(chǎn)品時(shí),已經(jīng)是2021年6月的事了。

最終它出來(lái)的聲音溫潤(rùn)細(xì)膩,中低頻飽滿、高頻秀麗迷人,而且由于分頻器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔,它幾乎聽不到分頻器的干擾,中高頻一氣呵成。并且非常的易推,100瓦的功放就可以推得非常好了,同時(shí)在小音量下也很平衡。而且它的低頻下潛達(dá)48Hz,它出來(lái)的低頻能量足,用戶很多很難相信這是一只小小的5.5寸單元所發(fā)出來(lái)的低頻。

適用范圍:桌面(要非常大)、中小房間(20平方及以內(nèi)的試音室)、客廳 欣賞 古典中等編制交響、中小編制、人聲流行、鄉(xiāng)村、JAZZ等。

2023年,自己又再次為它升了個(gè)級(jí)。把NS15的分頻器及參數(shù)做了優(yōu)化(如上圖),分頻器元件也做了小幅升級(jí)。優(yōu)化后的頻響更為平順,如下圖。高音自己設(shè)計(jì)了三檔可調(diào),以方便用戶對(duì)自己的喜好或前端進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

并增加了黑色鋼琴烤漆的版本,NS15的參數(shù)規(guī)格參考下圖:

從構(gòu)想到最終的完成上市,NS15研發(fā)歷經(jīng)一年半多(從2019年9月到2021年3月),總共做了7版樣,低音單元總共升級(jí)3版,高音單元換了二種。通過(guò)這個(gè)案例大家也可以了解做音箱要做好,真的是很難很難!

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