陷頻線路－原箱的共鳴

響應頻率曲線平不平直是評測單體等級的一個重要項目，響應頻率曲線愈平坦，平直範圍愈大，通常代表這個單體擁有較穩定的線性工作範圍。全音域喇叭指的是在人耳聽覺範圍20Hz~20KHz擁有大部分平直的響應曲線範圍，因此單一單體就能表現大部分的樂器聲響範疇來滿足人耳聽覺的需求。相較於全音域喇叭的全工特性，分音喇叭講求的是專業分工，在聽覺範圍間將頻率切成兩部分是兩音路喇叭，切成三部分是三音路喇叭，切成四部分是四音路喇叭，目的只有一個，就是在切割聽覺頻率範圍讓各分工單體在它的最佳線性工作範圍發聲，以達成最寬廣的整體響應頻率範圍。

有了上述基礎後，更進一步的喇叭特性塑成，是關於音色、暫態反應、透明感、解析度、結像力等等的聽感表現。其中，除卻單體材質所形塑的聲音特色外，最能對發聲產生全面性影響的當屬響應頻率曲線的調整，它是在有效頻率範圍10db內所作的頻率曲線高低微調，其影響相當寬闊卻又細膩，可謂是一門獨到的調音學問。正因響應頻率曲線的高低起伏攸關聲音表現的獨特風味，所以裝箱後的喇叭成品所標示的僅有響應頻率曲線範圍，而不會特別強調響應頻率曲線平整度。本篇文章所介紹的陷頻線路就是一種調音工具，它設置的位置是在分頻網路之前，設置的時機是單體裝箱之後，有人稱為等化線路，也有人稱為頻率補償線路，可以運用在全音域喇叭調音，也可以在分音喇叭的分音器上找到它的蹤跡。

話說上篇文章【三階分音器實作】的目的有二，其一當然是驗證三階分音的銜接平滑度，另一個目的是截長補短擴充FOSTEX香蕉纖維單體的整體響應頻率，有興趣的可以再回味一下：
http://tw.myblog.yahoo.com/jw!tu._e_KEERsngeUWOEqcMw--/article?mid=675

完工後，反覆聆聽當然成為後續的每日作業，經過了一個禮拜的熟化過程，可以確定三階分音的銜接度很好，整體聽感流暢，分頻也切得很乾淨，沒有兩單體高頻同時發音的問題。但它同時也將原本FE103E在2KHz附近開始攀昇一路到銜接點3.6KHz的音量曲線完整保留下來，這樣的遞增曲線在FE103E的聽感上會讓高頻泛音顯得粗糙，意即當初設定的分頻點3.6KHz對切掉毛躁高頻的目的而言還是太高。有趣的是當FE83E在3.6KHz接手後也同樣一直保持這樣的上升斜率達5KHz附近才恢復正常音量，查看兩顆單體的原廠數據，發現兩單體在2KHz~5KHz的響應頻率曲線圖還真的滿像的，請看下面兩張圖：

這樣的巧妙結果，讓我聯想到在分頻網路之外使用陷頻線路拉平2K~5KHz間音量上升曲線的可行性。

網路上常見的等化線路是將0.82mH的電感和3.3uF或4.7uF的無極性電容各一顆，再加上一顆10歐母無感電阻，三者併聯在單體的正極過濾輸入單體的音頻，實體線路示意圖如下：

圖中由於LC併聯會在特定頻率產生諧振使線路呈現高阻抗阻擋音頻信號通過，造成響應頻率曲線在特定頻率凹陷達成陷頻效果，它的作用頻率可由下列方程式求得：

式中C代表併聯電容值，單位是F(法拉第)，L代表電感值，單位是H(亨利)，f代表諧振頻率。代入公式計算：

電感0.82mH = 8.2 x 10^-4 H
電容3.3uF = 3.3 x 10^-6 F
可知LC諧振頻率 f = 3,059 Hz

若將電容值提高到4.7uF，則LC諧振頻率 f = 2,563 Hz

也就是說採用3.3uF電容可以在3KHz產生一個響應頻率凹陷，而採用4.7uF可以在2,5~2.6KHz產生凹陷。

回到手上這對FOSTEX喇叭，它的高頻粗糙感主要來自2K~5kHz的上升音量，倘若我能在這一區段製造一個頻率凹陷，就能夠中和上升音量得到更平整的響應頻率曲線。手上有一對2.0mm繞製的空心電感數值是0.85mH，經過公式計算，搭配2.2uF的無極性電容可以在3,680Hz產生一個頻率凹陷，接近2K~5KHz的中點頻率，剛好適合我的需要。在這個陷頻線路中，併聯電阻的阻值可以決定凹陷的深度，阻值愈大凹陷愈深，對峰值的吸收就越厲害，在此我是以10歐母無感電阻得到最平坦的聽感，記錄如下：

電感0.85mH = 8.5 x 10^-4 H
電容2.2uF = 2.2 x 10^-6 F
代入公式可得LC諧振頻率 f = 3,680 Hz

下圖就是我追加在分音器下方的陷頻線路，可以看到2.0mm繞製的空心電感非常巨大，下方方形紅色電容是WIMA的MKP10系列，除了濾波功能，WIMA的聲底也可稍稍壓制一下毛躁的高頻。

加裝了陷頻線路的FOSTEX喇叭拉直2K~5KHz的音量上升曲線的效果非常明顯，讓高頻火氣頓時下降了不少，聽起來順耳多了，不過事情卻還沒結尾~

喇叭調音就是這麼奧妙，剛搞定了高頻可以大聲聽小提琴，拿出常聽的鋼琴CD卻馬上破功! 因為聽起來左手琴槌敲出的低頻量感不足，這裡所說的低頻可不是平台鋼琴的最低音27Hz，而是鋼琴譜上的低音譜表，中央C向下一個八度到兩個八度的低音範疇，大約是60Hz~100Hz之間，這部分的低音量感不足會造成聽感生硬沒有彈性，音場縮小沒有厚度，鼓聲衝擊力度不夠等等的負面評價，雖然我在前篇文章有寫到低音可以下潛到64Hz以下，但當大音量重播樂器齊奏時，高頻表現明顯蓋掉低頻量感，誰還會管你的低頻延伸夠不夠低呢?

如今之計，唯有想辦法增加低頻量感才能幫這對喇叭解套，總不能再一次全部拆掉重來吧? 在不換單體、不改分音器、不換箱體的前提下，還有哪一招可以增加低頻量感? 答案呼之欲出，沒錯，就是加大低音反射管! 管徑愈大推動的空氣愈多，低頻共鳴量感會愈飽滿。

由赫姆茲Helmholtz方程式我們知道，箱體容積不變，反射管截面積S和反射管長度L呈比例關係，意即只要維持比例，我們可以盡量加大反射管截面積並等比加長管身，就可以保有原共振頻率並增加共振量感。其中的限制是反射管截面積不能大於低音單體的振膜有效面積的40%，才不會變成無法產生諧振的漏氣箱體。仔細算過反射管截面積上限後，我將原本2.5cm口徑的低音反射孔挖大到4.5cm，管長12cm，依公式計算可以產生91Hz的反射管共振頻率。赫姆茲Helmholtz方程式如下，有興趣的同好可以參考這一篇文章 http://tw.myblog.yahoo.com/jw!tu._e_KEERsngeUWOEqcMw--/article?mid=537