提升本本音质 自制SoundBar桌面音箱

笔者从事IT行业多年，长期需要使用笔记本电脑办公。但作为一个音乐爱好者，我对“本本”的音质实在不够满意。而市面上的笔记本电脑音箱大多无法满足我的需求，因此在2013年春节之际，我诞生了DIY一个音的念头，并将成果借《微型计算机》杂志与大家共同分享。

诞生DIY音箱的念头主要是因为市面上很难找到能满足笔者要求的产品—既要有好音质又便于携带的桌面音箱。首先谈谈市售产品的问题，类似漫步者M2这样的音箱，它的中高音品质好但低音缺乏；像漫步者M3 plus音箱所采用的全频喇叭面罩则很容易被压瘪，而屁颠虫052音箱内置的被动辐射盆也没有任何防护措施，这些设计都让携带变得不够稳妥。我设计的音箱就需要着重改进这些问题。

针对市售产品的设计缺失，我制定了一套相对完善的目标，以营造音响气氛，为声音设计导向。作为笔记本电脑配套的Sound Bar桌面音箱，其用途无外乎是播放电影音效、游戏音效，或者播放音乐。如果缺乏低频表现，即使中高频的效果再好，也是会有明显听感缺陷的。这不是我需要的效果，因为我更加推崇BOSE音箱那样先有气氛再追求细节的声音风格。如此一来，基于2.1声道架构和A SW带通式箱体就成为了不错的选择。这种声学结构必须在保证低频音效的前提下，大化地减小了箱体的体积，设计难度有些大，因此采用类似漫步者M3 plus音箱的ASW带通式箱体设计是必须的。另外，2.1声道架构大的问题是便携性不好，如果采用传统的双卫星箱搭配低音炮设计，再加上若干连接线，那么桌面无疑会乱糟糟的。而我设计的音箱是希望可以干净地摆放在桌面上，同时还得满足便携需求，能够放入行李包且不易损坏。这样一来，Sound Bar外形设计是不可少的，同时音箱的旋钮以及散热片等元件还不能外露于箱体表面。

ASW箱体结构和频响曲线

音箱用到的喇叭单元，包括低音单元、全频单元和高音单元。

采用ASW带通式箱体

前面我就说过，为了满足小箱体播出优质低频效果，采用ASW带通式音箱技术显得很有必要。这种架构常见于BOSE的Acoustimass音箱，俗称“Cannon”加农炮。ASW箱体架构有三个特点：首先是失真小，一般音箱重放大动态低频时往往会伴有较大的失真，ASW箱体的低频声波并非直接出自低音单元的音盆，而是按照赫姆霍兹共振器的原理工作的，其失真远小于其它形式的箱体；其次是它的低频下潜深，同只低音单元在相同的箱体容积下，ASW箱体能够获得更好的低频下潜深度；后则是设计灵活多样，可调参数多，灵敏度和频响特性都能根据需要进行改变。虽然ASW箱体可以以小搏大，换取更好的低频音效，不过它也不是没有缺点的。其不足在于低频的瞬态、层次感以及解析力不如传统结构的好。不过这些不足对于多媒体音箱来说，尤其是当其用于Sound Bar桌面音箱时，还构不成音质瓶颈，弊端可以忽略。

ASW箱体的结构比较特殊，从外表看是看不到扬声器的，只能看到一个开孔(放音管口)，声音就是从管口发出来的。常见的ASW箱体内部分为两个腔体，封闭腔B和开口腔。开口腔有通向外部的放音管，扬声器则在两腔之间。ASW箱体结构和频响曲线参见示意图。根据笔者制定的标准，在低音部分使用了一只优质的2.5英寸低音单元，并根据低音单元的素质来设计了ASW箱体的参数。其基本参数是：Fms: 109.9Hz、Qts: 0.52、Vas:1.3L、SPL:89dB。由于具体的ASW箱体计算公式与步骤比较复杂，这里不作过多描述。在兼顾频响特性与箱体容积大小的情况下，通过多次反复的设计。在频响不均匀度δ=0.5时，终箱参数设计结果是：Vb封闭箱容积0.81L、fb封闭箱谐振频率177Hz、Vk开口箱容积0.42L、fT赫姆霍兹共振频率177Hz、放音管直径1.8cm、长度4.5cm、f3L带通低端下限92Hz、f3H带通高端上限337Hz。

由于笔者没有从市售产品中找到优质的1.5英寸全频单元，因此只得使用一对从富士通小音箱上取下的拆机喇叭。通过试听，我发现这对全频喇叭的中高频素质非常不错，声音量感丰富。同时，因为有了原有音箱的尺寸结构可以借鉴，也能省去测试喇叭的环节，能够轻松地与低音单元在中低频部分进行衔接，从而避免频响塌陷，这是2.1声道音箱很重要的设计环节。为了加强音箱的高音表现，我后决定还使用一对超高音单元，虽然为1.5英寸全频单元加上高音单元看似有点多余，但想想还是加上了。毕竟在加上超高音单元之后，高频部分的延伸和听感更好，而且对于音箱的外观来说，也能够起到美化作用，何乐而不为呢？

基于Sound Bar架构的外形设计

为了方便与笔记本电脑进行匹配，我将音箱的外形设计为常见的Sound Bar架构。音箱左右声道的全频单元分别布置在音箱的两端，音量旋钮和信号输入接口均采用内嵌式安装，背板上的散热器也与表面齐平，避免了箱体表面有任何突起部位，以满足好看和携带的需求。另外，我将高音单元设计在向上倾斜的棱边上，这样可以改善高音的指向性，并使箱体的前障板显得有些造型变化。至于音箱的外观，由于制作条件的局限，我只能采用板材粘接进行箱体制作，所以整个音箱外观仍然是“方头方脑”的直线型简洁风格。

根据ASW箱体和全频单元腔体的容积要求，加上喇叭单元、功放组件、板材厚度等占用的结构设计要求，同时考虑到外观和携带性等问题，此款音箱终的外尺寸定为90mm(长)×85mm(宽)×72mm(高)。这样就可以很好地放置在14英寸屏幕的笔记本电脑背后，“本本”不会遮挡左右声道的全频单元和高音单元。同时，放在行李包中体积也不算很大。

箱体的设计制作图片

此次制作因条件限制，只能采用板材粘接进行箱体制作。

此次制作因条件限制，只能采用板材粘接进行箱体制作。

箱体采用SoundBar架构设计与初步安装效果

采用TDA7377功放芯片的电路板

将喇叭和电路板安置在箱体内的效果

音箱的用料和安装

根据笔者对喇叭单元的了解，在功放部分采用了意法半导体STTDA7377组成2.1声道功放电路，前级和低音处理芯片使用了德州仪器T I的N E5532双运放电路。低音电路使用低通滤波器。左右全频声道输出功率2×6W，低音声道输出功率1×12Ｗ，对于Sound Bar音箱来说，算是可观的输出功率。电源部分，使用了外置单电源10Ｖ~12V 2A直流供电。同时，还使用了两个电位器分别进行低音增益和总音量调节。

此次采用的箱体板材为厚5mm的ABS板，有足够的强度且便于粘接。笔者通过Corel DRAW绘制图纸后，直接用雕刻机下料加工，再对前面板进行加热折弯。由于预先对箱体内部的分隔板位置进行了铣槽处理，所以组装起来很快。箱体表面经过中灰色油漆喷涂后，再将喇叭单元与功放组件安装到位，并用密封胶对拼合处进行再次密封，后用热熔胶对紧固螺丝、接线处等进行加固。后在ASW的封闭腔体和两个全频带单元腔体中加入适量吸音材料。并将底板用螺丝固定并密封，以便音箱通电调试和日后零件检修。到此，可以说音箱就组装完毕了。

达到听音需求的成品

在音箱制作完毕之后，我将其连接到笔记本电脑进行了试听，对这款DIY的音箱效果也有了清晰的认识。毫不夸张地说，它相比市面上的同类产品是有一定优势的。因为拥有全频单元和高音单元的搭配，它的人声部分显得厚实，高音也能更好地延伸，整体听感自然通透。而在一些偏重低频音效的音乐中，它的低频有一定的下潜深度，声音量感丰富，不会像市面上同类Sound Bar音箱那样低频缺失。由于音箱功放的功率储备较多，即使应付大动态的音乐段落也不会表现松散。可以说在声音效果方面，这款DIY音箱完全达到了我预期的设计目的。

因为这款DIY音箱采用了Sound Bar结构设计，不会看到过多的外露连接线，满足了笔者对干净桌面和便携方面的需求。当然，如果可以在体积上进一步缩小就更加完美了，而这还将取决于能否找到更适合的低音单元。在外观样式和制造工艺方面，笔者DIY的音箱还无法与市售产品相比，但DIY的快乐在于能够为自己的需求量身定制，并享受设计与制作的过程。欢迎有此同好的DIY玩家，也可以将自己的DIY思路与大家分享，以共同进步，也能满足个性化的听感需求。