這是一篇兩音路 (高音+低音單體) 喇叭 DIY 的文章,目的是討論主動分音架構下的喇叭建構方案和系統。======================================================================================
[註#1]: 喇叭DIY 通常不會幫你省錢,也不太容易在空間美學達到太高的成就
但如果喇叭對你主要是音樂回放的必要工具,那實在沒有理由花上製造成本的四倍去購買廠商產品
畢竟 DIY 主動分音喇叭的技能需求只有 : (1) 看得懂頻譜, (2) 會使用螺絲起子, (3) 會使用電腦
[註#2]: 雖然談錢傷感情,這篇文章的範圍,整套2聲道系統價格甜蜜點大約 2.5~15萬 NTD (硬體價格)
當然如果你自己搞定木工箱體然後用白牌喇叭單體,價格可以往下,但可能會有可靠性問題
另一方面,如果要神級單體, 天團品牌DA, 特殊材質箱體,陣列,$上不封頂,價值請自行判斷
[註#3]: 如果萬一你不想動手又不想付 "製造成本*4" 買喇叭,那我的推薦,你可以參考
台灣-鹿港音響使用
Audio Technology 單體的 SPOEY喇叭,或是英國
PresendDayProduction (PDP) 的MUM6/8 主動喇叭
這兩家廠商使用的單體,都是頂規,且商業模式沒有透過經銷*4,我個人覺得售價合理 (我跟這兩家廠商沒有合作關係)
======================================================================================
OK, 繼續
上次喇叭 DIY, 我們從反射音箱的八吋中低音單體 (Dayton RS225-8) 出發
因為單一個單體雖然聽某些音樂類型很爽,但是生活總是需要一些高音,例如吉他或是小提琴,沒有 5k Hz 以上就沒搞頭了
所以我就買了一對 ScanSpeak 高音 (D3004/602010) 其實比這個軟絲高音高級的貨色不少,例如 ESS 鋁帶, Scan/SB 的鈹高音,
或是 Accuton 的陶瓷單體,其實也沒有貴到哪邊去,但是一來我已經習慣 Scan 中階高音的調調,另一方面,一開始練習先用便宜一點的。
兩音路喇叭很單純的地方在於:一個高音和一個低音單體,要嘗試 cover 人耳聽覺範圍 (20-20kHz),所以其實只要決定兩個單體在哪邊交接 (一個分頻點)
以上交給高音單體,以下是低音單體。高音單體其實很像合唱團高音部或管絃樂團小提琴,很類似菜餚的烹調方式和調味,因為物理上高頻訊號訊息量高
整首曲目/樂章來說,主要的情緒, 口味, 質感, 或事後的記憶印象,大多來自於高音。反過來說,低音單體通常決定聲音整體的威嚴感, 音場大小, 豐富感, 爽度等
兩者的平衡是一種藝術/平衡,再加上響度效應 (人耳在音量大小聲的情況下,對高音低音頻率的敏感度不同),很難說,對任何一組高低音單體
都存在一組固定的分頻點和相對音量,這就像你去現場演奏,今天位置可能在 double bass旁邊,明天位置可能在鋼琴旁邊,回家聽CD, 收音位置又在半空中
每種設定下聽感都不同,只有在一個收斂範圍內的喜好,不一定有絕對精準的對錯。
[高音單體選擇]:我認為喇叭設計第一個要挑選的就是高音單體
這裡更新幾個我用過的高音單體。或是逛逛單體販售網站: madisound, Audio-hi.fi, parts-express 之類的,選擇很多
高音單體,主要差異除了品質好壞 (數據可以稍微參考殘響控制, T/S parameters;但頻率響應我覺得只能看個大概,幫助不是太大)
聲音上重點在於單體的震膜材料和物理構造,因為這是整體聲音的走向。如果有選擇困難,或是沒有實際聽過,很難判斷,解決方法也很簡單
例如說你想知道絲帶高音是什麼感覺,你先找一個市售產品使用絲帶高音 (售價大概稍微超出你預算範圍),然後去聽聽看小提琴獨奏, 小喇叭獨奏, 女聲,大概就可以抓個六七成走向
然後再回來 google, PK 比較各種價位/廠牌的絲帶高音,他的價格/規格/口碑....
但 DIY 好處就是,你可以事後更改升級,即使這一次選錯,下次集氣換顆新高音單體,就又是一番天地。
根據我有限經驗,
如不論價位推薦一款高音單體的話,我會推 Bliesma T34B (Be高音, 稍貴),理由是寬廣的音域與豐富鮮明的音色,一聽難忘而且相對大的口徑,分頻點低到 1.5k Hz 也OK,背部封閉設計,裝箱的時候,也不需要安排單獨的隔離空間,省事。
如果高音單體要便宜的話,可以考慮 Peerless,雖然 2023 開始,Peerless 似乎打算放棄零售,但是 Digikey 等網站還有不少庫存,一顆平均 600~850 NTD, 也很不錯。但 Peerless 的小缺點是他平坦的頻譜不是特別寬廣,選購要稍微看一下,一般兩/三音路要切在 1200 Hz 大概也沒問題。
[低音單體配對考量]:這是幾顆八吋低音單體的 PK,可以當作選擇參考。
通常多音路喇叭,通常會考慮其 T/S parameters, 看其阻抗/效率/敏感度 .... 之類的,然後搭配分音器設計,讓低音喇叭和高音喇叭可以好好合作唱歌,但是這次我的作法不同,我打算用主動分音,把兩路類比訊號複製成四路,兩路高音/兩路低音,分別作頻率 filter 的分音,這樣的好處是,只要單體不要個性差太多,兩種單體分別用兩個擴大機伺候,我只要選擇我的頻率 filter 和各自的音量就好。
如果不論價位推薦一款兩音路低音單體,我會推 Kartesian Wom165_vMS (經濟實惠且不失 Hi-Fi 品質),理由是快速精確 & 合理的聲音,就像理想的演算法:穩定收斂。和高音單體不同,低音如果覺得不夠力,你另外加上重低音,整合相對容易,所以我會建議一開始把相對多的預算投入到高音單體。
Kartesian Wom165_vMS) 的優缺點:
. 優點 = 價位合理, 好用不出惡聲, 響應平直聲音透明有力, FS=42Hz 可以推出不錯低頻, 也不需要大功率 (30~50W就夠), 往上可以 cover 到 2kHz, 聲音忠實, Vas=22L 在 12L反射音箱就可良好運作
. 缺點 = 和高價單體比,最底端的力道沒有辦法像 8"-10" 單體這麼紮實
[主動分音]:高低音喇叭要一起合唱,因為每種單體的高低音能力和敏感度不同,所以你需要分音器條配平衡
簡單說,一般市售喇叭,裡面都會使用電感,來調整個別單體的發聲頻率限定 (band pass filter), 然後再用電阻削弱唱得比較大聲的那個單體,讓整體聲音和諧
這種調整個別單體頻率音量的裝置,如果使用被動元件 (電阻/電感/電容), 就叫做被動分音
如果使用晶片運算來做頻率響應和個別單體音量調整,那就叫主動分音
(這和一般說法的主被動喇叭不同,一般主被動喇叭是指擴大機有沒有放在喇叭箱體內)
[數位主動分音]:數位主動分音是一個架構上比較乾淨的選擇,因為他把你
音響系統裡面的 DAC 和被動分音,兩個部分簡化成一個,這種架構上的簡化,可以帶來訊號的純淨通透通常在50萬NTD 以下的系統可以帶來立竿見影的明顯改善。
以價位和DSP 調整設定的複雜程度,數位主動分音大概有幾個常見路數:
.
數位主動分音(1) 整合DSP/DAC 的消費產品: . 1a. 低價位代表產品是 MiniDSP 2x4HD, 含DAC, 兩路數位輸入/四路類比輸出, 200 USD, 還可以,但音質說不上是參考級,使用上也說不上太方便, 雖然有遙控器,但沒有面板顯示狀態。
. 1b. 中價位
推薦看一下 2022 Q3 推出的 MiniDSP Flex Eight, 多種數位輸入(兩因路), 八路非平衡類比輸出, 600 USD, 評測的訊躁比看起來還不錯,軟體看起來應該也很容易可以無腦使用。
.
數位主動分音(2) 自己用電腦/SOC軟體處理 DSP 運算,搭配多路音效卡/DAC這表示你要使用 CamillaDSP 之類的軟體來處理檔案運算/積分, 聽音樂的時候,這台電腦/SOC 需要持續運算,好處是調整可以更細緻且支援 FIR,需要對軟體和音頻有點了解和耐心,這類的產品麻煩在於你沒辦法繞過軟體 DSP, 所以你的訊源選擇來源也會必須經過電腦/SOC:
. 2a. 一個產品是 Topping DM7 (USB輸入, 電腦設定八路DSP運算, 八路平衡類比輸出, 含音控遙控), 600 USD, 訊造比良好。似乎 SMSL 還是 Sabaj 也有類似產品。
. 2b. 另一個產品是 MiniDSP 的 USBStreamer 當作多音路音效卡,走 ADAT光纖數位輸出給其他多路 DAC (ex. Lucid ADA8824, Metric Halo 2882, RME Fireface 800, Motu 828mk2, Lynx Aurora 8... 一狗票二手舊世代錄音器材,可以在ebay 上 200~1000 USD 代價到手)
. 2c.
中高價位推薦 Okto DAC8 pro, 這台如果要做主動分音,也要讓數位訊號經過 USB I/O 進電腦/SOC走一圈算一下 DSP,不過網路上用過的都說不錯
.
數位主動分音(3) 內建DSP 的錄音器材/多路DAC最近幾年,很多錄音器材 (I/O console) 除了身兼多音錄AD/DA/mixing/前級, 還會有 DSP 功能,好處是你一開始設定調整好了之後,就不需要使用電腦了,而且音量調整 (個別channel or 整體音量) 都很方便精準,音質不錯,使用無腦,這類產品不會讓你成為 DSP大師,但可以用中高價位代價,快速建立主動分音喇叭系統,功能上很類似 (1) MiniDSP Flex8, 但錄音器材往往有更多 I/O 可以使用,例如說你可以同時拿來錄音/接麥克風.... 。但選擇這類器材,建議先仔細閱讀產品手冊,了解它的軟體和DSP 功能細節。以下是幾個我用過不錯的產品:
. 3a.
高價位推薦 RME UFX (後來的 UFX 2, UCX, ADI4/ADI8 等), 大概在 Total Mix FX 有支援 DSP, RME 的軟體和穩定性非常強大,價格稍貴 (八音路普片在 2000 USD以上, UFX 二手大概 1000 USD)
. 3b. 或是你可以參考
MOTU MK3世代介面,說明如後文, MOTU 價格大概是 RME 一半,例如 2022 Q2 還可以在 Thomann 買到 Motu 828X (800 USD new), 896mk3 (850 USD new)。
[類比主動分音]:類比主動分音,簡單來說就是輸入是類比 line-level訊號,然後在類比訊號層直接作分音訊號處理,或是先轉數位作訊號處理再轉回類比
這種作法在汽車音響裡面很普遍,事實上,很多你買到的類比主動分音,可能都是車用器材,
但類比主動分音的好處,在於你可以很容易從傳統被動分音的喇叭系統切入主動分音
在不更動原始兩聲道喇叭系統的情況下,你可以先試試看,你喜不喜歡主動分音。我在第一組試作 (Case 1a) 就因此選擇類比主動分音
裝置裡面會先把傳統兩音路DAC的類比輸出轉成數位 DSP分音之後再轉回類比,多一手 AD-DA 就表示你的訊號不可能非常乾淨,但經過實驗證明,喇叭的單體和分音器才是系統瓶頸
所以Dayton DSP408 對我來說品質還不錯,類比分音最大好處就是前端都沿用兩聲道,只要多增加一個後級就可。
[類比主動分音 Update 2024 03]:經過兩三年的摸索,我本來覺得類比主動分音只有車用等級,聲音等級不高,但後來經過 TIPD134 電路板的經驗之後(
#1,
#2),我改觀了
使用 OP電路的電子分音,其實聲音相當乾淨,當然你電路板一旦施工完成,上面的 filter 就已經鎖定,但除此之外,我覺得聲音
沒有輸給任何 DSP-based 數位主動分音系統,而且 TIPD134 一片 (一聲道/兩音路大概洗好+料一千多台幣), 比用心製作的被動分音便宜
如果沒有事後調整 filter 需求的話,我推薦 TIPD134 這種 OP-based 類比主動分音,便宜高音質,而且可以整合到擴大機內
[各音路擴大機]:. 高音單體後級,通常不需要大功率,一般台灣公寓環境,大概高音單體有 20~50W 就綽綽有餘,
高音後級推薦 Allo Audio 的 Volt+ 或是 Volt+D (大概 100~150 USD上下, 露天有代理商貨)
. 低音單體後級,這當然看你使用什麼樣的單體需要多大的音壓/功率,你也可以用手邊現有的綜擴,如果新購買,優秀的 TPA3255 產品在 8 ohm 普遍可以輸出 60W 低失真功率 (你可以參考 Topping, SMSL, Aiiyama, JLH套件, ICEPower 200ASP2 + TCRASTR外殼, Allo 之後可能也會出 TPA3255產品)。
如果你需要大功率,我也推薦參考 Hypex NC502, ICEPower 1200ASP2 的套件或是成品 (Buckeye, BOXem, VTV... ) 效果應該都不錯 (我自己有用 ICEPower 1200ASP2 + TCRASTR外殼)。
. 當然,有預算,也可以考慮 Hypex NC400, 或是 Purifi 等高價位套件,另外如果選用 AB 類產品,我也推薦 Keces 的 S150, S300, 或是 Neurochrome 的 Module 86系列套件,或是更往上可以看看 Benchmark, Mytek 的廠機後級。
[量測麥克風&音頻分析軟體]:因為主動分音是自己用參數/曲線來定義喇叭的分頻,所以除了你精準的耳朵之外,最好還是有一個客觀的量測裝置提供視覺化的頻率響應頻譜
麥克風就是這時候派上用場,我認為麥克風只要可以產生頻譜就可以,不用很昂貴或精準
例如 MiniDSP 的 Umic-1 (80 USD), 或是Dayton 的 Omnimic (300 USD), EMM6 (80 USD), 搭配手機的 IMM6 (20 USD) 都可以勝任愉快
當然,如果你使用 MiniDSP 產品,你也可以配套購買 Umic-1 再加上 200 USD 選配 Dirac 來自動等化主動分音的頻率響應,但我覺得這不是必要,Dirac 平直響應並不是特別厲害
[第一組試作系統配置]:*. 低音箱體: Dayton RS225-8 八吋低音,加上訂製書架箱體 (price 5000 + 10000 NTD)
*. 高音箱體: ScanSpeak D3004/602010, 加上訂製高音箱體 (price 5500 + 4000 ND)
=> ㄜ 一般會把低音和高音單體裝在同一個箱子,但我想亂搞不同設計 (前篇 Kazba),所以分成兩箱
*. 低音擴大機 (LM3886, 大概 60W 8ohm 輸出, 舊有器材)
*. 高音擴大機 Allo Volt+ (Raspberry Pi) 擴大機,1500 NTD 加上一個 500NTD 19V 筆電變壓器
*. Dayton DSP408 類比 DSP分音 (150USD)
*. [選配] Dayton OmniMic v2 (299 USD), 你也可以改用 MiniDSP 的麥克風,好像只要 75 USD
[聽感]:圖片可以參考下方。當然我還在學習調整頻率響應的階段,但是聽感其實相當不賴,出乎意料的成功,原本我只是想知道怎樣分頻比較好,當作被動分音器設計的參考,但沒想到 DSP408 接上去,用 OminiMic V2 校正一下,就不想動了。搭配起來非常透明給力,想要 violin solo, 就把高音擴大機音量轉大一點點;想要低沉中音,就把曲線 60~100Hz 調高 6DB, 然後高音調小聲一點,原本預期怎麼調都不對的情況,完全沒有發生。
系統示意圖如下方 [1a]
簡單大概是這樣,很好玩,聲音也很不錯
如果對市售三五萬書架不滿意的,很推薦自己搞兩音路主動分音
如有意見指教,也歡迎留言
[現在主力書架:1b,搭配列表]: ----------------------------------------------------------------------------
*. 高音單體 : ESS AMT 氣動絲帶高音 (大概 1.5kHz HPF, $540 USD/pair含運, 不須裝箱)
*. 高音擴大機:Allo Volt+ ($1500 NTD)
- 大力推薦 Allo 在小功率擴大機有極高 CP 值,ASR 量測數據和個人經驗聽感都很好
----------------------------------------------------------------------------
*. 低音單體:
Audio Technology 23I52 SDKA八吋單體 ($800 Euro/pair含運),
*. 低音擴大機:委託代工DIY LM3886 ($ 10000 NTD)
*. 低音箱體:南投SJLIAO工作室, Ported-30L 樺木合板 ($8000 NTD/pair)
----------------------------------------------------------------------------
*. 訊源+分音+DA+前級:RME UFX (二手 $1000 USD),
- 前面直入骯髒 PC USB 聽 Spotify/FLAC....
----------------------------------------------------------------------------
*. 重低音單體:FaitalPro 十吋10RP200 ($200 US, 但 soundimports 網站似乎有五折價)
*. 重低音版型擴大機 (含DSP):Dayton DPA250DSP ($250 USD)
*. 重低音箱體:SJLIAO Ported-45L 樺木合板 ($8000 NTD)
----------------------------------------------------------------------------
*. 數位/類比線材:Belden, Mogami, 或台製日昇電子, 端子通常用 Switchcraft TRS/RCA
*. 喇叭線:Belden, Mogami 大概 150~400 NTD/m 銅線,端子通常用台製銅鍍金
*. 電源線:Belden, General Cable, Coleman 亂用, 搭配低價頭: Copper, Levinton, Schurter, 或是之前 PTT討論的台製展泰
*. 電源處理:Nuprime AC ($ ~30000NTD)
- 因為我住的區域偶有壓降,而且出過突波事件,所以這是必須的
- 另因為我沒有走專線,AC 線路裡面有時候會其他電器干擾哼聲,所以我的左低音喇叭有接一個台製地盒來收斂低音擴大機受到的 AC 電源干擾
*. 墊材:blutek 藍色黏土,書桌和低音箱體中間
----------------------------------------------------------------------------
幾組 DIY 架構圖如下 =============================================
1a. Dayton RS225 + Scan 1吋 Be, 基本還是沿用兩聲道裝備,但分音改 類比主動分音 1b. Dayton RS225 + Scan 1吋 Be, 繼續簡化架構到數位主動分音 2. Dayton Esoteric 低音 + Wavcor 一寸高音, 看電視用客廳系統 3. Alpair 7P全音域 + 低音 Scan 7" 兩路書架 4. 落地三路舊喇叭升級
{Raspberry-Pi,PC} / {RME UFX as DA/DSP X-over/Pre} / {Amp & Speakers: Dayton RS225, ScanSpeak D3004/604010, FaitalPro 10RP200}
Other Cans: Sennheiser HD800, Sony MDR Z7, Sennheiser Momentum Wireless 2