写在自然声NS15发布之前--一对音箱是如何研发出来的

zjize

今天，NS15最后的样箱进标准消音室进行测试了。最后的调试和调整后，就会发布了（预计将会在5月10左右发布并上架，准备6月底前发货）。



也借贵方宝地，简单聊聊它的情况，同时介绍下研发的历程，大家有兴趣的也能了解到，音箱的研发过程。当然，只限于自已的音箱。


正式品箱子样图，正式品的低音单元会再往上移1cm，以在视角上更协调一点。

首先是参数部分（参数以最后确定的为准）：

型号：自然声NS15音箱

规格：5.5寸两分频书架无源音箱

频率响应范围：48-40000Hz+/-3db

参考级频率响应范围：80-20000Hz+/-2db

承受功率：30-120瓦

阻抗：6欧

灵敏度：85db

分频点：2500Hz
分频器：高音2阶，低音2阶

高音调节：-2db，0db，+2db

倒相形式：后倒相

单元信息
低音单元：独家实木三文治振膜5.5寸单元
f0：48Hz
频响：48-8000Hz
功率：70瓦

高音单元：独家1寸丝膜单元
f0：600Hz
频响：600-40000Hz
功率：50瓦

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其它信息：
售价：6980元，预售6480元，并送喇叭线（型号未定），及由一墨长歌音像出品精品唱片一张（有多种可供选择，许多是已经绝版了的，数量有限，先到先选）由于NS15的分频器比较简洁，虽然灵敏度不算高，但其实非常好推。自己就用A50就搞定它了。这样一套轻松可以1万搞定，如果预算足，可以考虑丽磁LM211，或者Lisa2来推，音色上更为理想些。NS15可以在中小房间内（20平方以内）或客厅欣赏中等和中小编制音乐，以及流行人声、轻音乐这些。桌面的话，要比较大的桌面才行，而且要注意避震（48Hz的低频下潜还是有点猛的），背后离墙要20cm以上。

试听链接：
https://www.ixigua.com/6953516743125893669

https://www.ixigua.com/6913942917921014285


NS15的频响曲线如下，频响48-40000+/-3db，三条曲线分别是高频的三档开关，在80-20000hz可以实现+/-2db的频响：


失真曲线如图，在80-20000Hz范围失真低于1%，而且主要失真是2次失真（偶次失真比较讨好耳朵）



轴向30度与0度对比，绿线为30度，NS15的轴向性相当理想，15000Hz内几乎没有什么衰减：

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研发历程

2019年10月，在拜访单元厂时我看见了这一只单元，如下图。这是自己的老朋友老ken生前为MC15原来准备的全频单元（这也是NS15的来历），不过因为频响一直不能满足要求而项目作废，老ken后面用仿雨后的单元重起炉灶设计了MC15。
这个单元一下子就抓住了我，拿它做一对音箱应该非常好！正巧当时我的NS17基本上已经定了，性能在6.5寸里很强了，以致于为此增加了过多的成本。这样在NS16和NS17之间的差价就太大了，我也差一对小一些的箱子来补充一下。
经过简单的沟通，我决定用它做低音单元，全频虽然不行，但做低音就很容易满足要求了。搭配一只合适的高音单元，正好！项目成立，单元厂用这个振膜重新设计一只低音单元出来。

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首次样品，时间2020年3月

在NS17推出来不久，我收到了单元厂的首次单元样品，并在3月完成了首只样箱，如下图：


就外观来说，第一版的NS15还不错。但声音不行，低频没有达到我的要求，下潜55Hz，承受功率也不足，只比NS16强一点。
整体声音也很散，中频有点虚，单元、分频器和箱体要大改。另一个问题是，整体的成本比我预想的高了不少。关键是两只单元都实在有些贵，而低音单元自己又不想动（实木三文治振膜单元不便宜啊，纯手工的振膜，虽然15这个比17的便宜多了，但也不便宜了）。NS17的高音单元也很贵，1寸丝膜的40k Hz的延伸，自已开的模具。我设想用便宜些的市场成品单元，以降低一些成本。


所以我一边让单元厂加大单元到5.5寸，并开始寻找合适的高音单元。

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2. 2020年6月，第二版的NS15
然后，单元厂去改低音单元，自己则着手去找一只单元，希望能在国产中找到一只价廉物美的高音单元（进口就算了，好一点的那我用NS17的不就行了），可以把未来NS15的售价降些下来。

很快自己就挑中了一只，专利铍铜的高音单元，频响也可以延伸到40000Hz，价格不贵。看起来也和15的单元相配。我也想试试国内的高音单元如何。






不过，该单的频响，一言难尽。实在有些过不了我的眼：


于是我委托单元厂帮忙重新调整了一下，改善后频响基本上过关了，波动很小，只有10k处有一个3db左右的凹陷，延伸轻松到40k Hz。

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第二版的低音单元


这回指标要漂亮多了，虽然单元看起来似乎上一版更好看。不过对自己来说，声音才是第一位的。
为什么不要相位锥呢，最大的原因是漏低频，下潜做不好。

低频下潜50Hz，频响非常的优秀，在2000Hz以前可以到+/-1db左右的水平（不是我自吹，这个频响平直度市面上真的很少），更可喜的是它的延伸也非常理想，可以到达8000Hz。2.5k后面有一个大坑，算是个天然的分频。分频器可以设计得很简单。

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顺便说一句，单元厂还给我推荐了配了一只高音单元，看起来很土，参数也不够好，所以给淘汰了。

其实应该试试的，如果可以，省很多成本啊！外观可以改下面板就行了。

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kkhuang 发表于 2021-5-3 18:42
选择好材料，和设计技术后，就是要编故事和行销了，一般所谓大牌子的就是这样做。

故事是要讲的，不过，我都是用证据说话，不会凭空吹。

zjize

岁月无声 发表于 2021-5-3 17:58
国内加工业发达的好处就是，你要什么就能给你做什么，只要钱到位。

国际大品牌都基本上在国内代工了，就技术而言，我们并不缺。缺的是要求，还有钱，一定要到位。
要单元厂帮忙定制单元，经常要开模具，还需要一定的量，投入很大。实际上用市场上的成品单元，要方便很多，只是声音很难到位。在单元上做调整，比在后面再来补，要容易太多了。而且改单元，还能做出特色来。

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第二版箱体   2020年8月
按新的单元，重新设计箱体和分频器。为了节约成本，做了对最普通的那种，不做外观处理。按自己的经验，一次过关就是做梦！所以，能省一点是一点。收到箱子是7月19日（幸好自己图片有日期）：



然后是组装和调试，等搞好已经是8月底了。外观请忽略！

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时间8月28号，第二版样箱试听



测试的参数还是不错的，频响平滑程度比较理想，除了10k处有个小凹陷（-3db）外。

燃鹅，就10k那个凹陷带来了大问题，整体高频偏暗不说，顺滑程度也大受影响，听小提琴和钢琴完全不行，缺少那种动人心弦的柔美质感。感觉除了频响外，铍铜振膜也不太行，失真不好，高音金属音仍然很明显。另一个问题是低频也没能充分发挥出来，虽然已经很不错了，但感觉没到50赫，频响曲线也说明了这点，箱体体积不太够。


看来还是要再改才行。

zjize

于是又决定还是用NS17的高音单元，虽然成本增加了不少，不过考虑到分频器可以非常简单，易推性上会比较理想，应该一万元一套仍然不是事。同时重新确定箱子体积，然后开始第三次打样。

这回自己学了乖，打样箱时把前后倒相一起打了，看看前后倒相哪种方式更为理想（虽然自己仍然倾向于后倒相，但也想试试前倒相的效果如何）。同时看看自己想用的两种木纹的效果怎么样，前面板也加厚了一些，用了一块1cm的木板加厚。这是市场面上高档4-5寸箱子的标配（比如丹拿、贵族和皇太子这些都是）。

收到样箱时，大约是12月初，等箱子装好，初步设计好分频器，开始试听和调试，时间已经是2020年12月底了。

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经过初步调试，NS15的参数指标看起来相当不错。
这是它的阻抗曲线：



一看这个曲线我就知道很好推了。f0新箱直接到了48Hz，比我预想的还要好些。


这是后倒相的频响，中频相当平直，1.5k范围基本上没太多起伏，整体峰和谷也很小。


前倒相的频响起伏要比后倒相差，不过，低频感觉要好不少。PS，后倒相由于倒相孔在后面，低频要比曲线上的多。
总体频响都在一流水平，尤其是它的中频，完全没有什么起伏，这点非常的难得。

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后倒相NS15样箱的声音



在大幅度增加箱体休积之后，NS15的低频得到了很大的加强，整体表现宽松大气，低频相当的扎实、质感出色，可以说在5.5寸音箱中已经算是相当优异的表现了。它的中频保持了木振膜特有的味道，人声富有韵味和感染力。高频是我最不担心的，40k Hz的延伸让它的高频细腻度保持了相当的水准，弦乐丝丝入扣，富有光泽。整体三频平衡度相当出色。
另一方面，NS15非常易于推动，全程我都使用了自然声A50这台仅50瓦的桌面功放，推动相当充分了。人声、中小编制交响都很出色，在自己20平方客厅里轻轻松松。我甚至拿来录了一曲贝五，感觉也完全OK！如果不是有前倒相，我估计我也就定版了。

前倒相NS15样箱的声音

前倒相音箱和后倒相最大的区别是低频，前倒相量感上要多，整体厚度也更好，虽然说在质感上会略弱于后倒相一点。中频都差不多，但由于低频的加强，整体人声厚度也好一点。不过，前倒相在高频上的表现要明显劣于后倒相，虽然单听并不明显，但一对比区别还是有的。不过，一旦你听出来了区别，就感觉不舒服了。看起来频响上的微弱区别，在听感上区别仍然是明显的。

zjize

江南我最帅 发表于 2021-5-6 15:39
围观，支持国产

感谢包子脸兄支持！！
后面正式发布了，我会有试听，欢迎到时申请试听！

zjize

我用手机录了两个音传到网有，有兴趣的网友可以去试听下，看看前倒相和后倒相音箱在其它条件不变下的区别。解码均为DAC-1，功放均为俺千元出头的A50功放。一首为考验中低频为主的音乐，一首为纯高频的弦乐。

https://www.ixigua.com/6953516743125893669

https://www.ixigua.com/6913942917921014285

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于是又想把前倒相优化下，经过自己的几次实验，用手工的方式，高频有所改善。于是决定采用前倒相的方式，然后开始准备再打一次样，大家又提出来单倒相孔的方式不好看，提议改为双导相管的方式，对称好看些。于是和箱体厂一起，把外观改成了这个样，感觉应该可以了。于是重新打样，这回换两种颜色，用白色钢琴烤漆和柏杨数皮再来两对。
没记错的话的，这已经是第五版样箱了。做音箱有多难，自己算是再次体会到了。

zjize

又等了足足四个月，终于拿到新的箱子了。结果一看外观，我差点吐了。这个……，早知道我做偏的倒相孔了。
更糟的是，声音调不好。完全没有调出满意的曲线出来。分析是双导向孔的方式导致气流乱引起的。于是堵上一个孔，终于可以调出来了，结果曲线还是比偏的导相孔差。而且，我用手工方式完成的导相管的方式也没法实现，我哭了！我都不知道其它家双导倒相孔是怎么调出来的。或者是自己打开的方式不对，总之就是不行。

zjize

baiduakg 发表于 2021-5-9 09:56
？？？低音单元可以随意上移的？移了那设计不得重新调整啊？

1cm可以不用，这个移动量在曲线上不会有体现。高音单元很敏感，低音不敏感。

zjize

baiduakg 发表于 2021-5-9 09:58
你研发不做仿真的嘛，就硬试？

做啊，每一版都是要先在电脑上仿真，确保没有问题了再试。不过，仿真只是仿真，只能保证大体上问题不大，还得在喇叭参数非常准确的情况下。实际上，市场上的单元和它的标称都有差异（或多或少，不过，我的都是单元厂现做现测，可以确保没有）。但实际怎么样，还是得做成成品才知道。如果仿真能解决所有问题，连送消音室测都可以免了。做音箱的复杂性就在这里，最好的仿真也只能代表不出现大的失误，最后还是得样品才知道好不好。当然，要求低，或diy，仿真绝对够了。
另一方面，由于单元我是可以随意改动所有地方的，因此如果曲线不够好，或者声音我觉得不行，调整参数是常态，这样打样肯定是少不了的，什么仿真也取代不了样品。