Hi-Vi B3S 单驱动系统
02/15/05 – 初次发布
02/20/05 – 更新 B3N 信息
03/03/05 – 平板放大器建议
04/09/05 – 更新应用部分及子要求
介绍
这种设计直接源于我对小型宽范围驱动器进行的大型比较测试。Hi-Vi B3S 是最好的之一，我觉得它最终取代了我在这个网站上流行的 Tangband W3-871 系统。TB W3-871 的流行对我来说几乎是一种讽刺，因为我不是全频驱动器的忠实粉丝。你永远不会发现我运行更大的全频驱动程序，因为我认为它们通常有太多会降低声音的问题。但 3″ 宽范围是另一回事 – 它们足够大，可以与低音炮很好地融合，但又足够小，具有高频扩展和不臭的离轴响应。2″ 驱动器太小，低端较差扩展，失真和功率处理问题。有了这些，你最终会得到典型的“Blose” 声音 – 没有中低音，而且由于分频器太高，很容易找到低音。4″ 或更大的驱动器可以很好地与低音炮集成，但缺乏高频率分辨率，具有糟糕的离轴响应并且分解节点的频率太低。这给我们留下了 3″ 驱动器，神奇的尺寸。
与其他驱动程序相比，我的 B3S 测试结果很有希望：
Hi-Vi B3S 是一款凹面铝盆驱动器，具有低失真和平滑的中频响应。使用正确的滤波器组件可以轻松控制 8kHz 的小分解节点。3mm Xmax 有助于处理功率，比旧的 TB 871 略有改进。与分解节点相关的 3 次谐波失真通常是金属锥盆驱动器的问题，但使用此驱动器时，它仍低于 -55 dB，因此它全系列运行不是问题。最后，作为额外的好处，B3S 更便宜，并且在许多替代供应商中广泛使用，例如加拿大的 Madisound、Parts Express 或 Solen。
电机没什么特别的，但锥体和线圈非常好。锥体的背面边缘具有涂层以平滑顶端响应。音圈架具有铝制安装组件，以增加强度并增强刚度。对于这种尺寸的司机来说，蜘蛛很大。
该项目的整个目标是解决小型扬声器的所有可能用途：
通过正确的滤波器设计，这确实是一款可以满足多种用途的扬声器。这个设计使用了一个 5 个组件的滤波器，我觉得它是这个设计所必需的。如果没有滤波器，由于缺少挡板阶跃补偿，中音会听起来很吵闹，并且会听到 8kHz 的分频点。任何全系列驱动器都是如此 – BSC 和解体是需要处理的严重问题。
筛选
这是过滤器设计。组件选择具有一定的灵活性。电感 DCR 无所谓。我使用的组件是从 Madisound 提供的。盖子是 Bennic poly，电阻是 Eagle 金属膜，线圈是空芯标准。一个关键部分是小电感器必须为 0.08 mH。它不能是 .10 或 .05。这意味着您必须定制线圈，或者您可以购买 .1 并将其展开到您需要的位置。
对于展开线圈，要记住的重要一点是匝数与电感不是线性关系。例如，中途展开 0.10 不等于 0.05。前往Lalena 的电感器计算器，输入 0.10 和 0.08 的规格、线轴长度和线轴内径，以找到每个的圈数。减去这两个，你就会知道从 0.10 到 0.08 需要多少转。请注意，这是非常准确的，但仅适用于空气线圈。在开始展开之前，您可以通过确认已知数字（如 DCR 和外径）对 0.10 进行完整性检查，并使用 Lalena 计算器显示的内容。或者忘记这一切，从 MCM 那里买一个便宜的 LCR 仪表。# 72-6634 现已发售。我有一个，真的很好。我无法想象没有它作为扬声器制造商的生活。
当你构建这个分频器时，这样做是为了容易地移除和更换电阻器 R2。这可能意味着使用某种终端、接线柱或其他快速释放方法。R2 为挡板阶跃补偿电阻。调整 R2 是使该驱动程序适合您的应用程序和偏好的关键。对于大多数人来说，R2=8ohms 效果最好。以此为起点，继续阅读下文。
我不知道我在哪里得到了 Bennic Poly 4.3 uF 盖，没有人卖。4.7 太大了，3.9 太小了。但是，您可以并行 1.0 和 3.3 来达到此值。
应用程序
调整 R2 将有助于每个特定应用程序具有良好的色调平衡。影响挡板阶跃的频率与由边界效应引起的频率不同，但仍可以进行调整以达到满意的介质。下面我们将列出可能的应用、R2 值和安装说明。
此扬声器需要一个低音炮和一个合适的低音炮分频器。与所有其他 3″ 驱动器一样，此扬声器在 100hz 以下存在严重的谐波失真。在全频运行此系统时，低音会听起来很厚、浑浊且过于沉重。这不是驱动器的高 Qts 这样做，也不是挡板的选择阶跃补偿。这是 2 次和 3 次谐波失真。当你通过这些播放 80hz 音调时，你也会得到 160hz 和 240hz 的响亮剂量。不要误以为低音越多低音越好，尤其是当“更多” 以谐波失真的形式出现。这种设计有可怕的低音失真，不应该全频运行。期间。你应该自己学习失真低音的声音。运行这些全频，然后用一个好的低音炮听一听和适当的分频器。这种差异会让你大吃一惊，然后你就会明白什么是真正的好低音。更多关于下面的“正确”子交叉。
具有阻抗和传递函数的建模响应
- [图片] – 使用带有合并近场低音的滤波器测量的响应。
- 片] – 原始响应 (2) 驱动程序，盒装，无过滤器，5ms 窗口
建模和测量
由于我从之前的驱动程序测试中获得了所有 T/S 参数和准确的无限挡板响应曲线，因此在开始构建之前，我对这个项目进行了很多预测建模。我使用衍射模拟模拟了内置响应曲线，然后我设计了第一个镜头 5 元素滤波器。到目前为止它看起来不错，所以我建造了这个盒子。然后我进行了新的测量，并开始使用真实的内置测量来模拟滤波器的第二个版本。最后，我构建了分频器并进行了微调以形成最终的响应曲线。调整只是对陷波滤波器中的上限进行了微小的更改，将中心频率提高了约 300 赫兹，并稍微降低了陷波 Q。上面的建模曲线是我在最终调整之前制作的曲线。上面测量的响应曲线是在最终调整之后。请注意，虽然传递函数表示大约 5 dB 的挡板阶跃补偿，但中频和高端比中低音电平高几个 dB。除了最大的房间外，这在所有房间都适用。叠加在原始响应曲线上的两个驱动程序让我了解了驱动程序之间的一致性。我在每个可以使用该扬声器的应用中都记录了响应曲线，包括在靠近天花板的角落。（哎呀，那是一条难看的曲线）这让我知道了如何修改滤波器中的挡板阶跃补偿。令人惊讶的是，即使靠墙，仍然需要一些 BSC，即使靠近的边界引起了峰值和下降响应，下降约 800 赫兹。
低音炮集成
如此便宜又小巧的扬声器系统，加上同样便宜又小巧的低音炮，充满了重大的权衡取舍。尽管如此，您仍然可以采取一些措施来最小化权衡并使该系统听起来比普通的盒装家庭影院更好。“HTIB”是此价格范围内唯一的其他选择。有一些设置细节可以真正帮助该系统与单个或双子系统集成。首先，如果使用 HT 接收器，请尽可能将分频器设置为 150 赫兹。然后，将您的子板放大器分频器也设置为 150hz。结果，您获得了自然的二阶驱动器滚降和板级放大器二阶滚降，以帮助 HT 接收器滚降（通常是四阶，但有时只有二阶）到有效的高阶斜率，通常在六阶左右。
有了这么小的主电源和他们需要的高分频点，两个独立的左右低音炮是最好的路线。双低音炮不需要是立体声的，单声道就可以了。您可以有一个带有板式放大器的 8 ohm 低音炮，以及另一个与之并联的外置 8 ohm 低音炮，以供在另一侧使用。这种安排将在高交叉点提供出色的集成。但是，如果您必须只使用一个潜艇，请阅读下文。
对于那些使用单个潜艇的人来说，这通常是困难的——将潜艇尽可能靠近卫星之间放置。如果低音炮位于中心，那么低音炮的定位就不那么明显了，恕我直言，这是您获得高分频点以听起来不错的唯一方法。除非您以 50hz 4 阶或更低的频率穿越，否则请远离“角落里的单子”综合症。如果您确实需要将低音炮放在角落，请将接收器的分频器设置为 100。这将有助于解决定位问题，但要意识到卫星在高音量时可能会耗尽 Xmax。
要获得更大的功率处理能力，请将您的 HT 接收器的分频器设置为 200hz，然后全频运行板级放大器以获得最平滑的集成。在这种情况下，更重要的是在卫星之间精确地放置一个潜艇。在你的电视下面是最好的，虽然显然潜艇最好有很好的支撑和很好的屏蔽。在落地式背投电视下放置一个低音炮显然不是一种选择，所以只需将它放在它旁边，并将左右主电源分开一点，距离电视至少 3 或 4 英尺。更多关于电源处理问题的信息如下。
使用有源低音炮分频器！
你们中的一些拥有普通老式立体声接收器的人会很想用高电平输入连接一个带有平板放大器的低音炮，然后从平板放大器的扬声器电平输出运行卫星。不要这样做。这就是为什么。[图片] – 板式放大器扬声器电平输出的响应
板式放大器扬声器电平输出通常具有“一阶”高通，本质上只是一个 100 uF 的电容。该低音扬声器在其谐振频率处具有相当尖锐的阻抗峰值。在这个盒子里，在这个精确的外壳体积下，阻抗峰值大约是 130hz。在示意图中，C0 代表 100 uF 电容。当您将阻抗峰值与电容相结合时，您会得到响应中的一个巨大而尖锐的峰值，如上图所示。我们可以用无源阻抗平坦化电路解决这个问题，但我必须警告你，这不是最经济有效的方法。您将在下图中看到原因。[图片] – 阻抗平坦化电路的响应
是的，这是阻抗平坦化电路中的 8 mH 线圈。仅此一项，其成本可能与扬声器一样多。如果您真的想使用带有子卫星系统的标准 2 通道接收器，则必须使用此电路。否则，即使是便宜的 HT 接收器中的低音管理也会在有源滤波器的情况下表现得更好，而有源滤波器不会对抗低音扬声器阻抗峰值。一些低音扬声器具有良性阻抗峰值，使用板式放大器的扬声器电平输出可能会更好一些，但 B3S 不是其中之一。如果您确实选择构建此电路，请使用您可以获得的最便宜的 8mH。DCR 无关紧要，但您必须调整电阻器 (R8) 以进行补偿。例如，我看到的一个铁芯电感器的 DCR 约为 1.5 欧姆。在这种情况下，R8 需要 5.5 欧姆而不是 7 欧姆。当然，电容应该是电解电容，除非你有很多钱可以浪费在一个大型多晶硅上。
后/侧视图 - [图片] – 外壳设计
- [图片] – 倾斜的背面驱动孔
- [图片] – 桌面支架
结构
我用 1/2 英寸的实心橡木制作了侧面和顶部。我刚买了一块 8 英寸宽、6 英尺长的优质橡木板，然后把我的零件剪下来。正面、背面和挡板紧固角撑板由 MDF 制成。背面和角撑板为 3/4 英寸，而可拆卸前挡板可为 5/8 英寸或 1/2 英寸。挡板是可拆卸的，并用内六角螺钉固定。使挡板可拆卸可以更容易地将过滤器放置在盒子内。它还允许使用带有新挡板构造的其他扬声器。最后，如果你把挡板搞砸了，一切都不会丢失 – 只需制作一个新的并用螺栓固定即可。构建外壳时绝对最重要的事情是使驱动器切口的背面倾斜以促进气流。像倒角一样的角度，而不是倒圆角。如果你不这样做，Fs 会上升，声音会被压缩和着色。如果你不能用路由器来做，那就用刀片呈 45 度角的拼图。另请注意，角撑板是倾斜的，因此它们在靠近驱动器的地方没有尖锐的反射面。除此之外，它们的构建方式还具有一定的灵活性。在任何方向给予或采取半英寸应该没问题。我设计这种特殊的外壳形状是为了达到几个目标：所需的体积、平滑的衍射响应和有吸引力的纤薄外形。上面显示的桌面支架只是一个想法。我不提供尺寸、施工技术、零件清单或供应商。这只是让你开始的东西。另请注意，对于这个项目，我不推荐像以前的项目那样使用 16 英寸“迷你桌面塔”版本。长的内部尺寸使得难以控制内部反射。需要 在前挡板上进行 1/2″ 的倒圆角。如果您有工具可以做到这一点，则 3/4″ 会更好。侧角的圆角是可选的，但我在我的身上做了，因为使用实心橡木时看起来更好。B3N 圆形法兰版本怎么样？
- [图片] – B3S 与 B3N 响应曲线，表面贴装
- [图片] – (2) B3N 表面 mtg 原始响应比较
- [图片] – B3N 冲洗 mtg 与 (2) B3N 表面 mtg 比较
这个项目在前期的时候，很多人都在想B3N是不是和B3S一样。除了框架之外，驱动程序完全相同。不幸的是，框架在前两个八度音阶中造成了一些响应差异。圆法兰版本在 5khz 区域输出较多，在 10khz 区域输出较少。嵌入式安装 B3N 在 2khz 区域中产生微小的差异，通常不必使用此驱动程序完成。 - [图片] – 具有模拟挡板响应的 B3N 响应曲线
- [图片] – 使用滤波器建模的 B3N 响应曲线
所以最初的答案是 B3N 略有不同。它可以代替 B3S 使用，但结果也会略有不同。这种设计针对 B3S 版本进行了优化，尽管 B3N 使用相同的滤波器仍然听起来不错。B3N 确实有一些好处——由于边缘成型，框架更加坚固，老实说，它看起来更好。
http://zaphaudio.com/audio-speaker18-powerhandling-fullrange.gif
全范围功率处理 - [图片] – 功率处理，100 Hz LR4
- [图片] – 功率处理，150 Hz LR4
- [图片] – 功率处理，200 Hz LR4
- [图片] – 功率处理，100 Hz LR2
- [图片] – 功率处理，150 Hz LR2
- 图片] – 功率处理，200 Hz LR2
功率处理
对于像这样的小型驱动程序，没有什么比功率处理更重要的了。上面的图表是功率翻倍，从 1 瓦开始，然后是 2 瓦，然后是 4 瓦，最后是 128 瓦。小心，3mm Xmax 很快就出现了。全范围运行，不要指望向其中注入超过几瓦的功率。您将在 90hz 时以 8 瓦的功率超过 Xmax。A Sonic Impact T-amp对于近场或低电平收听系统来说，这是一个不错的组合。但是对于家庭影院或任何其他“房间填充”声音，如果您希望从该系统中获得任何合理的响度，您最好开始关注低音炮分频器。注意：感谢 John Kreskovsky 向我展示了如何在 Soundeasy 外壳设计模块中设置过滤器，这样我就可以准确地查看与 sub 一起使用时的 Xmax 问题。“LR4”是 4 阶 Linkwitz-Riley，“LR2”是相同的 2 阶。具有低音管理的 HT 接收器中的有源滤波通常是 LR4，并且大多数接收器在分频点上有一定的灵活性。为了获得最佳的功率处理能力，如果您可以使用 LR4，则更可取。对于大多数人来说，150 赫兹最适合这些扬声器。由于低音炮的定位较低，100 赫兹听起来会更好，但会处理更少的功率。200hz 可以处理几乎所有的功率，但由于子定位和相位匹配问题，听起来更糟。在 200 Hz 时，子布局变得极其重要. 找出您的优先事项并尝试交叉点。这些扬声器似乎与我设置为 150hz 的廉价 Panasonic 数字 HT 接收器配合得很好。Panny 是一款完美的 LR4 有源分频器，可选择 100、150 和 200 赫兹。B3S 是一种低效率的驱动器。这可能会引起一些人的关注，但更重要的是驾驶员的最大输出水平。瓦特现在很便宜，我认为在驱动程序耗尽之前你不会用完它们。那里有更高效的 3 英寸驱动器，但最终大多数会用完 Xmax 并更快地开始失真。次要细节
由于它是密封外壳，因此可以使用广泛的阻尼。我使用了耳语垫，但 PE 的 Sonic Barrier 可以正常工作，背面和底部最厚，侧面 1/2 英寸。同样，Acousti-stuf 或普通的涤纶枕头填充物也可以正常工作。内六角螺钉是 Mcmaster-Carr 的 1/4-20，我在它们下面使用了几个 M6 垫圈。M6 公制垫圈适合 1/4″，公差更小。（倾斜度较小）垫圈的作用是允许更大的间隙孔，如果您的孔有点偏离，这反过来又允许挡板的一些定位。（他们会的）我没有使用普通的 T 形螺母，而是使用了 PE 的飓风螺母，效果更好。*非常*小心地拧紧将驱动器固定到位的螺钉。不要将它们拧得太紧，否则会损坏小平面框架。更好的是，使用一些垫圈来帮助分配螺钉负载。
我用 3/8″ x 1/8″ 低密度挡风雨条密封了挡板。当您可以将其压缩到几乎没有时，您就会知道它是正确的东西。当您拧紧带帽螺钉时，使用这种材料而不是正常密度的胶带有助于防止挡板向外弯曲。尽管如此，它仍然具有良好的空气密封性。
对于那些想知道在我的照片中看到的深蓝色饰面的人来说，它是 Minwax 爱琴海蓝。我让它干得很好，然后在上面涂上几层抹布。
B3S 带有一个很好的密封垫圈，但是当你拿到它时，你可能应该一直修剪掉 1/16 英寸，这样它就不会从驱动器框架下方伸出。
我使用 Madisound “POSTL” 红色和黑色进行简单且廉价的连接。任何终端杯样式也可以正常工作。
过滤器组件被环氧树脂连接到板上并放置在靠近背面的一侧。两个电感器安装在电路板的两端并以不同的角度安装，以避免电磁干扰。
在将驱动器开口倾斜后，螺丝并没有太多的肉可以抓住。您可以在柔软的外露 MDF 区域涂上几层木胶，从而增加该区域的强度。胶水渗入并变硬。不要把螺丝拧得太紧，你可能会剥掉木头。
总结
不可避免地，我会被问到：“Tangband W3-871 和 Hi-Vi B3S 哪个更好听？” 我的答案是 B3S，这就是为什么这个页面要替换旧的 Tangband 设计。我之前宣布 TB 871 是最好的 3″ 宽频驱动器，因此 HiVi B3S 的出色声音令人惊讶。它的低价和广泛的可用性只是一个奖励。稍微复杂的滤波器和低效率是该驱动器的唯一缺点，但考虑到该驱动器的低失真和宽带宽，这几乎无关紧要。以“垃圾箱”的定价，可以拥有一整套音质出色的家庭影院扬声器系统。一个驱动器加上它的过滤器部件将花费大约 19 美元。这使得一套 5 颗卫星的价格低于 100 美元。添加任何您需要的外壳部件，就是这样。用一个好的 8 或 10″ 低音炮和一个便宜的 HT 接收器完善系统，然后拿出爆米花！
以上信息来源于：http://zaphaudio.com/audio-speaker18.html
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