DIY：打造一套小巧且自成一体的2.1声道桌面音响系统

一对旧的BOSE扬声器——据称来自Wave音乐系统和205台架音箱——曾被收存在一个零件盒里很久。我不想让它们浪费，而是想为它们找到一个合适的归宿：一套紧凑的桌面音响系统，能够重现那种独特的“BOSE音色”，所有部件均由我自己设计并打印完成。

关键在于，小型全频扬声器通过一种特殊技巧获得出人意料的深沉低音：在扬声器后方设有一条长长的折叠式声学通道。要实现这种效果，就必须设计一个真正的后置式号角箱体，而不仅仅是密封或带孔的盒子——这种结构在使用平板材料时通常难以制作，但非常适合3D打印机加工。

设计理念

目标是打造一套小巧且自成一体的2.1声道桌面音响系统：

- 两个2.55英寸全频扬声器(左/右)，分别置于后置式号角箱体内，用于中高频部分

- 一个独立箱体内的低音扬声器，专门负责低频输出

所有外壳部件均在Fusion 360中建模并3D打印，无需使用木工加工。

设计后置式号角箱体

桌面式(全频)箱体是后置式号角几何结构的所在。其原理很简单：通常来自号角锥体背面的声音辐射能量属于浪费，容易造成相位抵消。而后置式号角则能捕捉这些声音，通过一条长长的内部导管来回弯曲传输，最后从正面释放出来——与号角直接发出的声波同相，从而增强低频效果。

在传统的木质箱体中，这条导管由多块平板拼接而成。而在Fusion 360中将其建模为一个可打印的整体结构，我得以在号角后方设计一条连续曲面、蛇形通道，这种结构用其他方式很难实现。全频箱体的设计基于2.55英寸BOSE号角的安装法兰和磁铁间隙，确保能够精准对齐安装。

低音炮箱体

低音炮箱体安装了BOSE 205书架式驱动单元，并采用了一种更简单的通风/槽形结构：一个缝隙，使箱体内部的空气与柜子前方的空间相连，从而增强低频输出。其尺寸被控制在约20厘米以内，以确保符合打印机的构建空间，这一设计也决定了多个内部比例。

打印零件

两个箱体均为大型、高密度打印件：

全频(台式)音箱箱体的打印耗时约6小时，将驱动单元背面朝下放置于打印床上，以确保扬声器几何形状清晰打印。

由于体积较大，低音炮箱体每件的打印时间超过10小时。

如需自行打印一套零件，可在下方“自定义零件和箱体”部分中找到每个零件的STL文件以及原生Fusion 360(F3D)文件。

组装全频(台式)音箱

1. 将香蕉形端子插入背板上成型的孔中。

2. 使用焊锡枪将四个M3热固性嵌件熔入其安装凸耳中。

3. 在背板内侧壁内衬吸音海绵，以吸收内部反射声波。

4. 将香蕉端子的焊线连接到驱动器端子，并将驱动器安装在前挡板上。

5. 从内部用胶带密封喇叭口，以防止印刷螺丝凸起的塑料碎片进入喇叭通道。

6. 使用M3×10mm螺钉将印刷盖板固定在热封嵌件上，从而封闭外壳。

组装低音单元

1. 将四个M5热固定插件和一个香蕉型端子插入外壳体内。

2. 在内侧后壁涂抹吸音海绵。

3. 将四个M3热固定嵌件插入中间盖板/隔板部件。

4. 切割一个橡胶环(使用附带的“ring.stl”作为切割模板)，并将其安装在驾驶员的安装座上，以减缓振动传递至机柜。

5. 使用M3×5毫米的螺丝和垫圈将低音驱动单元安装在橡胶环的顶部。

6. 在前面板盖的背面添加声学海绵。

7. 使用四根M5 x 80毫米的六角螺栓，贯穿整个箱体深度，将所有部件固定在一起。

布线与放大

三个音箱箱体均通过背板上模制的香蕉插头连接至AIYIMA A03 2.1声道数字放大板——左侧和右侧各连接两个全频驱动单元，单个低音单元连接至低音炮通道。未添加分频网络，放大器内置的2.1声道分离功能已实现频率带宽的划分。

测量与调校

为了验证成品音箱的实际表现，我使用Digilent Analog Discovery对轴向频率响应进行测量，并绘制了多条不同曲线，以观察两种箱体类型在频段上的工作分配情况：

•红色 —— 初始组装后的完整系统(含低音炮)。在此处，低音炮在低频段的贡献明显可见。

•绿色 —— 仅低音炮通道。

•灰色 —— 仅桌面式(全频)扬声器。

绿色和灰色曲线在不同频段均存在较弱的表现，且在对方缺失的频段中相互补充，这正是将系统分为全频与低音炮通道的初衷所在。红色(综合)曲线在其他方面相当平坦，仅在约230 Hz、1.4 kHz和12 kHz处有三个低谷。

目前我暂时通过电调方式消除了这些低频衰减，而不是改变箱体的几何结构：蓝色曲线显示的是在略微降低整体音量、提高低音炮音量，并增强AIYIMA A03桌面扬声器高音部分后的响应——这三个低谷都明显改善了。虽然对我的耳朵来说可能影响不大，但主观感受上，一旦低音得到充分呈现，整个系统的声音就更接近这些驱动单元原本来自的原始BOSE音箱。

不过，我尚未能准确判断桌面音箱自身低频输出中，有多少来自后加载的喇叭路径，以及多少来自箱体密封腔体本身——在确认喇叭加载确实按预期工作之前，我仍需完成直接对比(例如堵住喇叭口后重新测量)等步骤。

抛开数据不谈，当我第一次用完成的系统播放音乐时，内心真的有些激动。桌面式后装式号角音箱本身确实能产生真实低音，但仅在相当窄的频段内表现良好——低音单元负责填充其余部分，从而扩展了整体频率范围，使整个系统最终呈现出我所追求的饱满、清晰的低音效果。将这些经过修复的驱动单元与从未真正存在过、仅以3D模型形式存在的箱体组合起来，听觉上的完美融合，终于让所有打印时间的努力得到了回报。

定制部件与箱体

上述所有CAD和3D可打印文件均采用CC BY-SA 4.0许可协议授权。

结论

这个项目将一对原本被废弃的BOSE驱动单元改造成了音质出色的桌面2.1声道系统，而且整个过程中没有使用任何锯切木材——所有声学和机械部件均来自同一台3D打印机。后置式喇叭几何结构是一种有机、连续曲面的形状，用胶合板制作起来非常困难，但通过建模和打印却完全可行，这使得增材制造在取代传统箱体制造方面成为了一个有趣的案例。

如果你手头有备用的小型全频驱动单元和一个低音炮，可以参考Fusion 360提供的源文件，轻松调整喇叭和吸音罩的尺寸，以适配你现有的设备。

本文编译自hackster.io