3d打印制作同轴蓝牙音箱兼述箱体设计元件选择及一些小知识

近日得到一对的三寸同轴小喇叭，是号称与天朗和KEF并称三大同轴品牌的国产索威出品（呸，呵呵……）。如今连二房KEF同轴都无人问津了，天朗也就那几个系列有人买，也是小众市场了。不过家境贫寒，有这么对不装箱那又浪费了，不符合我勤俭持家的优良品质。既然是小喇叭单元，音质总体是单薄的，我想还是做个小蓝牙音箱吧。分享一下整个过程和一些个人的想法选择。请大神们轻拍。

看了一下喇叭的官方参数，额定4Ω/4Ω，额定功率10w/4w（前面是低音后面是高音）。额定功率（RMS）就是额定最大正弦功率，是输入单一频率的连续正弦信号，连续工作一小时，在此功率下音圈振动不产生打底声，没有过热和机械损伤的最大功率。所以，为了推好喇叭，有更好动态，往往功放功率会大于这个功率。但是也不是越大越好，因为还要考虑短期功率和长期功率（高端喇叭往往会标注），短期也称为峰值功率，指输入规定的噪声信号，在极短时间内承受此功率工作过程中不会引起永久性机械损伤。长期功率也称为扬声器最大承载功率，是输入规定的噪声信号，承受此功率在1分钟内不会引起永久性机械损伤时候最大功率，每两分钟时间间隔重复试验10次。那一般功放都是会选额定功率1.5-2.0倍左右。

灵敏度83±3db，这算是较低的灵敏度了，要知道每差3db获得相同响度要增加一倍电功率输入，所以这个喇叭不太好推。

低频F0只有98±5hz，垃圾嘛，F0是喇叭单元的共振频率，也是喇叭单元还原音频的频响下线，喇叭频响范围都有一个起点（低频点），和一个终点（高频点）；这个起点通常而言也就是共振频率点（Resonance frequency），决定了频响低频下沿，也就是说在满足声音不失真的前提下，F0越低越好，低频下潜就越好，能更好地重放低音。

再看看官方频响曲线，这样的曲线看看就好了，特别那低频部分信你个鬼，一个F0在100hz的喇叭……

画个图

要增加低音下潜和量最好迷宫式，用fusion360，简单画了下，额……箱子体积超过了我3d打印机的最大打印尺寸。倒相式肯定也是超了，只能用低音辐射盆了。

由于音箱尺寸较小，两个喇叭的距离太近，所以前面板适当做了一个角度设计，增加左右声道的分离度。

背面预留了开关、DC电源接口、电池电量显示、音量调节、蓝牙天线和音频输入接口。顶部还留了两个螺丝孔用于安装提把。

打个壳

用的是闪铸的梦想家（双打印头真的没必要，双色打印只是为了新鲜感）。统筹考虑重量、刚性，箱体10mm厚度50%填充率。我最烦打印时间长，所以用了0.3的层高，至于层纹我觉得就当装饰。安装用螺丝？不可能！嫌麻烦！热熔胶解忧愁，还能确保音箱的密封性。

接上一个无极电容用作分频

背面那就丑一点吧，反正看不见。

装个机

选了下功放板，综合考虑了功率（太小推不开，太大浪费也容易烧单元）、成本、体积（太大了箱子放不下）、供电需求（用锂电池供电），这些就基本限定了要选择D类功放芯片，A类或者AB类由于放大效率原因导致供电系统太庞大和复杂，绝大多数需要交流电甚至双电压，而且发热巨大在密封塑料箱里能把边上的锂电池烤炸。结合功率我最终选择了TA2021芯片，虽然功率略显低了点，T类功放（特指Tripath公司的D类功放芯片，为了区别於用脉宽调制原理设计的D类功率放大器，Tripath把这种音频功率放大器称作T类功率放大器，它的诀窍是使用一个50兆赫兹的采样系统来驱动放大器，2007年被Cirrus Logic 凌云逻辑收购，也就是苹果公司音频主要供货商的那个思睿），功率够，效率高，散热好（无需夸张的散热器，节约空间），12伏供电（便于使用锂电池）。

其实德州仪器的TPA32XX系列的芯片（比31XX系列好一些）是我最喜欢的，之前做过好几个3221和3250的箱子，这次是觉得这几款功率过剩而且也想换换口味（最重要是省钱）。另外英飞凌的ma12070也不错，是多级开关技术的全集成 IC，支持 4-26V 电源电压范围，价钱不贵，高动态范围，低失真，低噪音，不容易出恶声，是拓品和双木三林最喜欢的芯片。

另外选的这块板，带有两个继电器，组成了喇叭保护和开机延时电路，做到开关机均无冲击声及保护喇叭。顺便说下喇叭保护，如果功放输出功率瞬时过大（主要是开关机时或者开机抽拔音频输入或者其他操作失误），由于正反馈产生自激放大，而且可能直流电位偏离零电平，喇叭要承受较高的驱动电压和较大的驱动电流，轻者产生固定磁场音圈恢复不到原位影响声音，重者喇叭就会被烧毁。因此需要设置相应的保护电路以防止喇叭的烧毁，其实这对挺便宜的喇叭说实话没必要，但是也间接解决了冲击音的困扰。

随手在马老板家找了一下，看着这块做工不错，尺寸也合适，就选吧。

至于蓝牙板芯片的选择。主流的5.0芯片如下。考虑到手机都是安卓系统，就选一个5125芯片，如果是苹果全家桶那就选个3003就够了，反正再多的编码也没用。

于是又在马老板家找了一块。特点是带继电器切换，可以在蓝牙和有线模拟输入之间做一个物理的隔离输入。

当然蓝牙板和功放板继电器，在夜深人静的时候，还是明显听见音频信号切换和开关机时候，继电器上电时候"咔搭"一声，就看个人取舍了，不喜欢的可以输入改成开关控制的全隔离，或者直接绕过蓝牙板到功放输入端。至于喇叭保护，还可以采用热敏、压敏电阻或者采用保护氖泡，不过也有缺点，热敏、压敏电阻启动和恢复过程都需要几秒到十几秒，而且必须在降低其输入功率一半以下，器件才会恢复正常工作状态。另外还有一个很少见的方法，就是使用可控硅。

为了保障锂电池的寿命，又选择的一块板对电源和电池供电的切换（其实一般的电池组没必要，都带控制板的），以及一块电池电量显示随时掌握电量。

电池是一个12v三串四并10000mAh的锂电池，就是要持久。

一个5寸带盆架的低音被动振膜增加低频的量感，一般被动盆选择要大于主动喇叭单元的面积，这样推动空气的体积更能营造出低音的感觉，所以两个3寸公用一个被动盆就选择4.5寸以上。当然也不要选择过大的尺寸，不然主动单元工作时候带的空气压强差，又由于被动盆质量过大导致带不动。另外空间允许，尽量选择带盆架的被动盆，盆架的约束能使盆面更加垂直运动，让低音相对更加干净和有弹性。

塞点隔音棉，增加箱子容积也减少箱体共振。

听个响

到此基本完成了音箱制作，说实话这档次也没必要作什么调音（也没条件和能力真正地调音），蓝牙音箱先天的码率的问题，再加上3d打印壳体强度，以及狭小内部空间没有做声学处理和电磁隔离，何况还有3寸小单元本身素质限制，这些都导致自己DIY的这个音箱只能是听个响。使用场景应该是80后的我拎着它去卫生间蹲坑听周华健神曲的《来也匆匆去也冲冲》……

手机不能发视频（也可能是我不会……），本来还想让大家对比下，与同是三寸中低音加一寸高音的惠威x3，以及和普瑞声纳的R65。只能贴一张图，简单描述下：在于x3对比时，即使增加了被动盆低频量感有所提升，低音下潜还是有可闻的差距；高音延展在AB对比下也略有不足。不过毕竟价钱在这样，虽然惠威向来溢价不小，但是要这都打不赢，那真的可以倒闭了。至于和普瑞声纳R65，其实是没有可比性的，无论是尺寸和价钱，其实也包括大公司的调校，导致了那肯定是一耳朵的差距，6.8平方英寸AMT气动高音单元在细节和瞬态上具有先天优势，6.5寸凯夫拉低音在下潜和力感也是小尺寸单元无法比拟的。

总结下，索威这个3寸同轴比同尺寸的国产全频单元（如莞音、曲泉、睿凡，给我感觉基本一个代工厂出来的，哪家便宜选哪家）在高音细腻和延展要稍好，整个频响曲线也相对更平顺，瞬态也略好，毕竟是增加了一个高音单元的二分频。总体来说闲鱼上70元一对左右还是很值得选择来DIY的，比某些JY产的所谓JBL、Bose、Peerless拆机喇叭还是靠谱多了。

最后一算，比买个蓝牙音箱还贵，真是败家

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