揚聲器解析:為什么揚聲器設計與物理學斗爭

揚聲器解析:為什么揚聲器設計與物理學斗爭直到1970年代中期,任何發燒友都會告訴你,揚聲器無疑是高保真系統中最重要的部分。畢竟,電是把電音樂信號轉化為物理空氣流動的,對吧?有人認為揚聲器的聲音差異遠大于系統鏈中的其他部分——因此它們無疑是系統性能中最關鍵的部分。

沒有人質疑這一觀點,因為這被認為是高保真界的普遍真理之一。甚至像QUAD備受尊敬的Peter Walker這樣的電子制造商也曾著名地說,功放不過是“帶增益的一根線”。至于源組件,普遍認為唱盤只是用來完成任務,對整體音色影響不大。直到1975年左右,Linn的Ivor Tiefenbrun開始反駁這種普遍認知,并引用計算機行業老話“垃圾進,垃圾出”,暗示音源不合格,高保真系統無法發揮最佳水平。

事實上,任何音響系統的好壞取決于其最薄弱環節——無論是唱盤、DAC、功放還是其他設備。但不可否認,揚聲器的工作異常艱難,因為它們可能出現太多問題。即使在2025年,擁有我們所有先進的計算機輔助設計工具和建模,也可以公平地說,它們離完美遠超過系統鏈中任何其他部分。這是因為說話者以最親密且殘酷的方式與物理定律作斗爭。例如,無論你多么聰明,由于空氣流動的物理限制,小型立式裝置都無法獲得真正強勁且深沉的黑鱸魚。

因此,揚聲器設計的核心就是折中——它是一個謎題:如何從一對適合房間使用、價格合理且對所供電信號損害最小的換能器中獲得不錯的效果。音箱的樂趣在于有許多不同的解決方式,音頻愛好者選擇豐富。繼續閱讀,了解這個極其復雜的主題的基本基礎......

歷史

恩佐·法拉利——二十世紀賽車運動和跑車制造商的杰出人物——出生于1898年。同年,奧利弗·洛奇發明了第一臺動態揚聲器。它并不成功,但為早期那些自1870年代以來主要用于電話應用、非常基礎的電動或壓縮空氣類型劃下了界限。從那時起,重點將轉向動態(也稱為移動線圈)設計,這在當今高保真世界中幾乎普遍存在。這一切始于我們現在基本習以為常的——即在家中準確復刻音樂。到1915年,彼得·L·詹森和埃德溫·普里德姆的Magnavox公司開始生產收音機和公共廣播系統的驅動單元。隨后,愛德華·W·凱洛格和切斯特·W·賴斯于1925年制造了第一臺大型可動線圈驅動器,音響界從此一帆風順。

動圈音箱在三四十年代確實很流行。大多數最初使用電磁鐵而非永磁鐵,而永磁鐵直到二戰末期鎳鎳板類型出現后才廣泛普及。1932年,吉爾伯特·亞瑟·布里格斯在英格蘭約克郡創立了沃夫代爾無線電工廠,并在揚聲器開發中發揮了重要作用。他推廣了帶有高音單元和中低頻驅動單元的雙向揚聲器,以及陶瓷磁鐵的使用。他與朋友QUAD的彼得·沃克一起舉辦了一系列“現場與錄音”音樂演示,推廣了高保真音樂復制——這些演示在包括倫敦皇家節日音樂廳和紐約卡內基音樂廳在內的多個場館舉行。

1943年,隨著Altec Lansing強大的604同軸雙工驅動器的推出,電影音響得到了巨大提升,隨后在接下來的二十年里,箱體設計和加載技術也取得了飛躍式的提升。到了六十年代中期——正好趕上披頭士和滾石樂隊的興起——動圈音箱開始真正聽起來不錯。然而,它們離完美仍有很長的路要走,正如1956年英國音頻博覽會上QUAD發布ESL-57時所展示的那樣。這種巧妙的靜電設計相比傳統動態設計帶來了色彩更少的聽覺體驗。

對許多發燒友來說,七十年代是高保真音箱變得受人尊敬的時代。這在很大程度上得益于BBC的研究部門,他們充分利用了KEF等公司涌現的新驅動力。LS3/5a迷你顯示器因其均勻且細膩的音色而改變了游戲規則——它證明了你不需要全頻揚聲器也能愉快地重現音樂。這是因為音樂中真正重要的很多事情都發生在中頻段,這個小揚聲器正是在那里茁壯成長的。該設計被多家制造商授權,激發了對緊湊型揚聲器的需求,這種需求一直持續至今。

那十年材料技術迅速發展。雅馬哈1974年的NS-1000是一款具有里程碑意義的產品,是首款采用蒸氣沉積鈹高音和中頻圓頂單元的揚聲器,其質量遠低于當時傳統的塑料或紙質錐體。其閃電般的瞬態起音展示了時間域在音樂再現中的重要性,并啟發了無數后續設計。它影響了八十年代的揚聲器設計,標志性產品如Celestion的金屬頂高音單元SL6立式揚聲器也隨之而來。阿強家庭影院歡迎您!

當時許多英國揚聲器制造商開始在低頻和中頻錐體中使用聚丙烯。該單元的擊碎特性優于BBC設計中見到的Bextrene錐KEF單元。米慎公司1976年的首架770成為該技術的標志,許多競爭對手紛紛效仿。到了八十年代中期,聚丙烯幾乎無處不在的高保真音箱錐體中,至今仍被Spendor Audio等公司使用。不久之后,織物圓頂高音單元開始被更硬的金屬圓頂設計廣泛取代。

到八十年代初,幾乎所有商用揚聲器都是動圈式,配備兩個(或更多)可動線圈驅動單元,體積小且外觀優美。原版沃菲代爾鉆石和聲能AE1等產品因此成為標志性產品。隨著櫥柜尺寸的縮小,反彈裝載變得更加普及。封閉式箱體在70年代的揚聲器設計中占主導地位,但帶端口設計帶來的額外低頻延伸和/或效率吸引了買家。

揚聲器的發展在九十年代持續迅速發展。十年初,放在24英寸框架支架上的小盒子非常流行。但到了世紀之交,情況大不相同——地板立式成為了無處不在的存在。米慎1994年款753體現了這一新設計,采用纖細的“塔式”設計,高超過一米,前方窄擋板可容納多個小直徑驅動輪。這正是接下來幾十年的發展趨勢,從那以后,主流音箱設計幾乎沒有什么變化。

之所以這樣,是因為落地式支架比立式支架在臺式上占用同樣空間的支架,提供了更好、更深沉的低音,以及/或更優越的效率和動力處理。這是因為落地式柜體體積更大,設計師有更多調音空間,而窄的前擋板也有助于解決繞射問題,從而實現更好的立體聲成像。最后但同樣重要的是,纖薄的塔式揚聲器似乎更適合家庭家庭使用。

作為Mission在九十年代重要性的證明,753的弟弟可以說更具創新性,其單一中低頻單元使用了高清氣凝錐。這些錐形鋼琴比753的聚丙烯型更輕更硬,激發了對更為稀有的錐形材料的追捧。Focal和Audax等公司采用了這種材料,而黑白白則在宣傳中轟動地推出了凱夫拉錐體。甚至碳纖維也重新回歸,上一次出現是在七十年代中期,索尼的SS-5050中配備了“Carbocon”驅動單元。

到了新千年,每家音箱制造商似乎都有自己偏好的錐體材料——從木材到金屬再到玻璃纖維,應有盡有。然而在機柜設計中,銷售的大部分產品基本上是小巧、窄擋板的落地式支架,帶有多個驅動單元——類似Mission 753風格。不過,高音單元變得更加多樣化,市場對價格實惠的帶狀揚聲器和新的平衡模式散熱器(BMR)技術欣喜若狂。Focal JM Lab 向雅馬哈致敬,推出了鈹頂高音單元,應用于其高端產品。而普通的廉價房車,現在越來越多地采用絲質圓頂,而不是金屬圓頂的高頻設備。到那時,鋁制或鈦合金的穹頂——在八十年代末極為時尚——已經成為老套。

自世紀之交以來,激進的新技術寥寥無幾。就像生活中許多事情一樣,設計師們回顧過去,只是試圖更好地實現它。這就是為什么我們看到傳輸線設計重新出現,包括PMC和Kerr Acoustics等公司,采用了最初由IMF的TLS80及其兄弟產品在七十年代末推廣的箱體加載系統。分頻器得益于更好的發燒級被動元件,永磁技術迅速發展,從而帶來了更高的效率和動力控。

別忘了幕后技術的進步,比如大幅改進的計算機輔助設計軟件,簡化了模擬和建模。有限元分析早在七十年代就已存在,但現在它強大得多,對Thiele/Small參數的更好理解幫助優化了低音單元與音箱箱之間的關系。例如,鮑爾斯與威爾金斯的安迪·克爾最近向StereoNET解釋了他的公司如何更好地測量和建模揚聲器在真實環境中的行為——這對其揚聲器的開發方式產生了巨大影響。

設計基礎
人們希望聽到盡可能多的音頻頻譜,從低音教堂風琴音符到最高的踩镲諧波——從頻率上講,這相當于低音約20Hz,高頻約20kHz。但由于揚聲器的物理尺寸,這并不總是可行的。例如,小型立式琴弦幾乎無法低于50Hz——所以貝斯吉他的低音弦(低音E是41.2Hz)是個難題。同樣,老年人的聽力頻率不會超過10kHz,所以設計只有蝙蝠才能享受的高音單元通常不是優先事項。事實上,大多數聽眾的大部分樂趣來自中頻“存在感”區域,這是人耳最敏感的地方。因此,揚聲器設計的核心在于平衡聽眾在低音、中頻和高音之間的優先級。以下是主要的做法......

全系列設計

單驅動揚聲器僅使用一個錐體和磁體組件來處理音樂的全頻譜。它們并不總是能成功,因為目前還沒有設計出能均勻工作于低音20Hz到高頻20kHz的驅動單元——這也是人類聽覺的普遍極限。因此,全頻揚聲器的低頻必然會有所收斂——Eclipse的TD510Z就是一個典型例子。這種方法的優點是無需電氣分頻器,揚聲器聽起來更純凈、更具音樂感——至少在音頻頻段中人耳最敏感的部分。這是因為分頻器可能會引入相位問題,或者無法正確連接不同單元,而全頻揚聲器繞過了這個問題,并且由于沒有耗電分頻器,效率更高。阿強家庭影院歡迎您!

二路揚聲器
大多數現代音箱本質上是雙向設計,高音單元負責高頻(大約在2到3kHz以上),中低音單元負責以下所有音域。這是因為單個單元在低頻(如100Hz)和高頻(如10kHz)下無法實現最佳工作。雙向的好處是制造成本相對較低,不像三向法那樣容易出錯。有時你會看到帶有雙貝斯單元的揚聲器,技術上它們仍然是雙向的,因為它們的貝斯單元并聯工作——高音單元與雙貝斯單元交叉。

另外,2.5路設計現在越來越流行,中低頻單元都從最低頻段開始,一個在100到200Hz左右衰減,另一個則一直延伸到與高音單元接合。這是因為只有在最低八度時才需要額外的功率處理,而我們的耳朵在那個區域對我們來說不那么敏感,而通過靠近高音單元的中高頻/低頻單元來實現中頻段的定位,可以更精準。如果設計師懂行,雙向類型能帶來出乎意料的好結果,但實現至關重要。但從絕對角度看,雙向無法與真正的多車手設計競爭......

三路揚聲器
這是一種更復雜的揚聲器設計方式,且制造成本更高,因為需要額外的單元和通常更大的箱體。三路信號大約在500Hz和5kHz處分頻——中間頻段由專用單元負責,低音單元負責500Hz以下,高音單元負責5kHz以上。其主要優勢在于,驅動單元之間的交叉點位于人耳高度敏感的中上頻段“存在感”區域之外。它將低頻到中頻的分頻點降低,中頻到高頻的分頻點更高。有些揚聲器設計甚至是四路設計,額外的超高音單元能在15kHz以上工作,但現在這種情況很少見。

低音炮
低音炮是專門設計的低音揚聲器,通常安裝在中大型箱體中,并配備有源放大器。它們設計用來覆蓋所謂的“亞聲波”(即“低于聲音”)頻率,這些頻率是人類更多是感覺到而非聽到的——即15Hz到20Hz,但大多數頻率更高(通常達到120Hz),使傳統揚聲器的響應開始下降。低音炮通常配有控制,可以選擇分頻點(即開始工作的頻率)以及超過該頻率的衰減陡度。它們通常配備大型驅動單元(10、12或15英寸),并有密封箱體或帶端口箱體。前者能提供更緊湊、更快的低音,后者通常能從不同尺寸的箱體中提供更多低音。在專業的高保真應用中應適度使用低音炮,因為它們往往帶來的問題多于解決問題,且需要精心設置。更先進的設計還包括可變相位控制,允許用戶進一步優化低音炮與揚聲器的集成。

主動與被動
傳統揚聲器是被動式的,也就是說它們在箱體中內置了電氣分頻器,將功率放大器的信號分配到相應的驅動單元。有源揚聲器接收來自前置放大器的線路電平信號,并通過電子方式分配,然后由功率放大器放大。這些功放通常內置在揚聲器中,但并非總是如此。主動式處理得當時能帶來顯著更好的音質,但在國內高保真音響中流行較慢,因為制造商和經銷商都更傾向于銷售傳統音箱和功放。不過,專業音響中主動作是正常的——部分原因是它們更容易在特定環境中調諧——當然,低音炮也是如此。一些揚聲器制造商,如ATC,提供有源和無源兩種版本的產品。和高保真音樂的所有事情一樣,雖然共識是主動作優于被動,但一些設計師,如Vivid Audio的Laurence Dickie,認為被動驅動單元更容易集成——即使是在他那張宏大的Moya M1中也是如此。

動態
揚聲器的工作原理毫無神秘之處——低壓交流電信號被輸入,通過壓縮和稀釋將信號轉化為物理空氣流動。挑戰在于如何最好地實現這一點,而迄今為止最受歡迎的方法是使用動態驅動單元,安裝在類似箱體的箱體中。這些電臺使用所謂的“音圈”,連接在永久磁鐵和錐體上,錐體通過放大器的電流驅動空氣。也稱為移動線圈單元,生產成本相對低,且可以較容易地針對低音或中頻應用進行優化。如果設計得當,它們可以非常出色,并能帶來大量空氣的轉移,這也解釋了它們的普遍性。正如Wharfedale的Gilbert Briggs在1948年所說:“很明顯,移動線圈系統沒有真正的競爭對手。”

靜電
作為移動線圈揚聲器最受歡迎的替代方案,靜電揚聲器是大型、細長的框架,內含電靜電換能面板,并通過螺栓固定。后者是膠片在子幀上拉伸,就像鼓皮被底盤拉緊一樣。這些音樂隨著音樂節奏激動,推動空氣流動。靜電器需要非常高的電壓才能工作,這也是為什么它們需要接入交流市電。如果做得好,它們可以比傳統力度型更細膩、更順滑——擁有更好的定位和非常緊繃、清晰的低音。然而它們制造成本高且安裝要求較為挑剔——通常需要較大的空間才能發揮最佳效果,因為它們是帶有8字形響應模式的偶極子設計,有點像帶狀麥克風。它們動力控有限,低音也難以輸出強勁的低音。這也是為什么一些公司——比如MartinLogan——生產出令人印象深刻的靜電/動態混合音箱,配備大型靜電面板處理高頻和中頻,傳統12英寸單元負責低頻。

絲帶
這種揚聲器在某些方面類似于靜電揚聲器,但使用多個帶狀換能器來推動空氣,而不是帶電的塑料薄膜面板。帶狀驅動器是超輕質金屬薄膜,通過強力永磁體激發以轉移空氣。由于單個帶狀物無法推動大量空氣,因此需要多個驅動單元——和/或額外的動態低音單元,后者更適合輸送大量空氣。這也是為什么大多數帶狀揚聲器設計都是混合型,盡管像Magnepan和Apogee Acoustics這樣的純排狀揚聲器也有生產。純帶狀揚聲器稀有且昂貴,不適合高音量或低頻重現,但在較小的聆聽空間中能提供極佳的聲音。配備帶狀高音單元和傳統動態單元的混合動力車可以有效,而且更實用且價格實惠——正如QUAD的Revela 1所示。

平衡模式散熱器
BMR發明于90年代,起初流行起來較慢,但現在越來越普遍。它們使用特殊的振膜,通過磁性“激勵器”來產生聲音。它們尺寸相對較小,針對高頻/中頻或全頻性能進行了優化。它們最受空間限制的應用中,也被集成到全尺寸高保真音箱中。作為一項小眾技術,BMR無法匹配動圈單元的低音,因此常見于小型消費音響產品或混合設計中的中頻和/或高頻單元,如劍橋音響的Aeromax 6。當實現得當時,它們能發出快速、寬廣且細膩的聲音,幾乎沒有動圈單元那種色彩斑斕。它們聽起來相當像靜電噪音。

壓縮

最早的驅動單元類型,直到1960年代仍然流行,許多發燒友仍然喜歡將壓縮元件與號角波導結合——尤其是在高端市場。一個小型壓縮單元通過一個喇叭號將聲音直接輻射到開放空氣中,號角起到一種“聲學變壓器”的作用。實際上,它將驅動單元致密的振膜材料與密度較低的大氣空氣阻抗匹配,從而放大信號。這種配置通常比其他驅動類型高效得多,這也是它們最初在體育場和電影院等公共廣播應用中廣泛應用的原因。缺點是頻率響應不平穩,可能比標準動圈單元更不平滑和均勻。

箱體材料

所有動圈揚聲器都需要箱式箱體,以實現真實的聲壓水平、低頻延伸和/或效率。測試櫥柜的表現很容易——只需用指關節敲敲它。如果它發出的聲音較亮,和/或需要時間衰減,那么它就是次優;理想情況下,你應該聽到一種沉悶、輕微的“砰”聲,然后迅速減弱。結果因測試的音箱而異,但箱體的“安靜”程度很大程度上取決于所用材料的類型。像塑料或MDF這樣的廉價材料自然共振,而更昂貴的材料,如木材或高級復合材料,則聲音更小,因此對揚聲器最終聲音的貢獻較小。以下是櫥柜材料的主要類型......

塑料

任何帶有塑料箱體的揚聲器,都不應被視為嚴肅的高保真。很可能它設計預算非常低,可能只是一個基礎的消費級音頻產品。這是因為塑料模具很難像木柜那樣的強度和剛性中獲得。聲音可能會很模糊、鼻音重且硬。一般來說,除非預算非常有限,否則最好放棄帶塑料箱體的音箱。

MDF
中密度纖維板是現代經濟型高保真揚聲器的標配,甚至一些中價位揚聲器。MDF是一種廉價材料,用于廉價家具,基本上是由硬木或軟木殘渣組成的復合材料,由樹脂或蠟結合劑粘合在一起。當用于音箱柜時,它會有一種特定的聲音,中頻可能會表現為“尖叫”聲,和/或低頻時聽起來渾濁——這是箱體在某些頻率下“響鈴”的結果。MDF相對缺乏剛性,使其成為一個不完美的櫥柜解決方案,但仔細的內部阻尼確實有助于限制這種情況。它主要出于成本考慮,因為相比真木櫥柜可以節省大量費用。

木材
木材是一種多功能的原材料,種類繁多,重量、密度等多種,廣泛應用于從船舶、建筑物到飛機和家具的各種領域。采用真木箱體的揚聲器——例如硬化的樺木膠合板——通常比中密度纖維板更硬且共振更小。這就是為什么大多數高端音箱在箱體和內部支撐上都使用某種實木。設計師們對櫥柜壁的最佳厚度有自己的看法——一些英國品牌如Harbeth使用薄而硬的木質箱體,而另一些則注重厚度和質量。例如,B&W的高端800系列采用厚重多層木質箱體,而其入門級600系列則使用MDF。任何帶木質箱體的揚聲器通常也會采用真正的木質貼面,這對音質影響不大。

復合材料

除了簡單的中密度纖維板和木材外,還有許多其他方法可以打造安靜的櫥柜。多年來,許多制造商嘗試了各種復合材料,其中一些取得了巨大成功。例如,Vivid Audio使用玻璃增強的輕木芯夾層復合材料,這使得使用比傳統盒子更為奇特的形狀,從而減少內部共振或“駐波”。其他公司使用混凝土或混凝土與樹脂混合材料,另一些則使用變體的玻璃纖維;高端揚聲器市場有多種不同的方法。其中最昂貴的解決方案之一是碳纖維,正如Wilson Benesch所使用的,它能提供極其安靜、精準且中性的聲音。

金屬
隨著揚聲器制造商在七十年代末努力制造更好的箱體,一些廠商開始使用鋁材,尤其是在較小的揚聲器上。這種金屬相對輕巧但堅硬,因此在航空航天領域很受歡迎——但比木材共振更大,因此需要仔細的內部阻尼。盡管如此,它依然非常受歡迎,尤其是在專業音頻應用和近場高保真領域。例如,歷史上最暢銷的小型音箱之一是全鋁制的Realistic Minimus 7,該型號在1980年代大量生產。缺點是鋁需要小心阻尼,而且作成本不低。如今,像YG Acoustics和Magico這樣的高端品牌成為金屬箱體技術的積極倡導者。

箱體裝載
當然,并非所有揚聲器都有音箱。像QUAD的ESL-57這樣的靜電器基本上是裝有前后發聲的換能面板的框架。但傳統揚聲器配備動態單元需要方形箱體,以確保聲音正確向前輻射,同時以相位相反的幅度管理驅動單元的后方能量。成功的音箱箱體減少了抵消,并在盡可能寬的帶寬下提供最相干的波前。箱體負載通常對揚聲器低音表現影響最大,隨著頻率降低,低音變得越來越全向。這直接影響揚聲器在靈敏度和阻抗方面對放大器的“工作負載”。揚聲器設計師有多種選擇,各有優缺點。以下是最常見的......

低頻反射
這種箱體加載方法在箱體上開了一個孔徑,稱為低頻反射端口。這通常與一根短管相連,長度和直徑指定,以實現特定的調諧頻率。它讓揚聲器驅動單元在箱體內流動的空氣以受控的方式排出到房間里。這意味著任何特定尺寸的揚聲器都能比封閉的箱體(或無限擋板)揚聲器更容易在房間內移動空氣。這反過來又能帶來更好的靈敏度和/或更延伸的低音。缺點是這個接口可能會帶來問題,導致空氣從揚聲器中發出“噗噗”聲。如果實現不當,它也會減慢低音。低音反射設計通常在狹窄頻段內非常高效,是目前最常見的高保真音箱類型。

閉合擋板
這種揚聲器也被稱為“密封箱”、“氣彈簧”或“聲學懸掛”,不會通過接口“呼氣”到室內。相反,箱體被仔細密封,理論上產生的所有能量都進入了前向輻射的驅動單元。該系統也稱為“無限擋板”,但技術上,后者是指“箱體”即房間本身,驅動員的后方能量會進入完全不同的房間。在封閉擋板負載下,存在壓縮效果,這意味著同一箱體尺寸和單元的揚聲器靈敏度會低于低音反射端口版本,或者低音延伸較差——因此需要更強的放大器。優點是反射端口的所有問題都被繞過了,使得低音更緊實、更穩重、更受控。這種方法由聲學研究在20世紀60至70年代推廣,至今仍常見于錄音室監聽揚聲器中。

傳輸線
你可以稱之為“思考者的貝斯端口”!它基本上是箱體內一個長而復雜的腔室,允許揚聲器內部的空氣流入外部空氣,但管理非常謹慎。可以調諧腔室,使得低音單元對高頻頻率的影響比低頻反射端口小。這通常能帶來更干凈、更延展的低低音,因為相位問題的解決也更好。TL的缺點是它們可能耗電較大,比低音反射設計更難正確駕駛。

號角
這種曾經流行的櫥柜裝載技術最近有所復興。采用喇叭形結構以提高效率,并通過更有效地將驅動單元與空氣耦合,引導其發出的聲音。號角實際上是一個波導,充當聲學變壓器,將驅動單元的高阻抗與周圍空氣的低阻抗匹配。這提高了聲壓水平,使駕駛員的能量能夠轉化為可聽見的聲音,而不是以熱量形式散失。號角的形狀通常從狹窄的喉部向寬的口部擴展,其輪廓精確控制聲波的擴散。它提升了揚聲器將聲音投射到更遠距離或特定區域的能力,這也是為什么它被用于公共廣播系統。喇叭通常安裝在揚聲器的前擋板上,但后喇叭加載在單驅動設計中已變得流行。

輔助低音輻射器
通常稱為被動散熱器,它基本上是一個帶有錐形但沒有電機或音圈的揚聲器驅動單元。ABR用于增強低頻聲音,它通過響應由低音單元引起的氣壓變化移動,推動密封箱體周圍的額外空氣,通常調諧為在密封箱內特定頻率共振,類似于鼓皮振動以放大節拍。這種方法的優點是比額外的主動低音單元更便宜,但通常比低頻反射端口設計更受控。它在1970年代中期由Celestion的Ditton 15推廣,后來逐漸失寵——但現在又重新流行起來。

對置等壓
這種“等壓”揚聲器加載系統將兩個相同的單元一對一對,一后一對,協同工作,在更小的箱體中產生低音。兩個驅動器同步移動,由相同信號驅動,但內側驅動器的輸出隱藏在盒子內。這種設置保持了兩者之間的氣壓恒定,實際上將深沉低音所需的箱體尺寸減半。外側驅動單元發出聲音,內側驅動單元則增強聲音,提供強勁的低頻且失真較少。它在目標上非常有效,但缺點是它是一個昂貴且復雜的系統,實施起來不容易——因此相對稀有。它還需要一個強勁的放大器,能夠舒適地驅動低阻抗負載。Linn以其七十年代末大型Isobarik落地設計推廣了這一方法,最近NEAT在Ministra等緊湊型立式機上取得了優異成果。

規格
人類已經擁有最好的揚聲器聲音指南,也就是我們的耳朵。但測量性能可以提供有用的額外信息,尤其是在放大器匹配方面。所以理解如何閱讀規格書很重要,同時要帶著一點保留態度——它們并不總是能講述全部故事......

功率動力處理

以瓦特(W)為單位,這一數字被制造商廣泛引用,但并非絕對關鍵。一個額定最大輸入功率為100W的揚聲器,如果你用130W放大器配合,不太可能自毀——除非你一直開滿音量播放低頻音樂。更重要的是最小輸入功率。例如,如果50W被標注為最低功放,那么25W設計在正常聽音量下會非常費力,甚至可能失真。通常是失真(也稱為“削波”)導致揚聲器驅動器損壞,因此必須避免。

阻抗
動態驅動單元的阻抗(以歐姆為單位)會隨其重復頻率變化,因此阻抗永遠不會固定。這也是制造商經常引用“標稱阻抗”數值,顯示揚聲器播放音樂時的一般工作范圍。現代揚聲器的平均阻抗在6到8歐姆之間,這與當今固態功率放大器的匹配,后者經過優化以適應這些負載。然而,有些揚聲器在被要求重現低音時,電壓可以大幅降低,有時甚至低到2.5歐姆。這些通常是使用無限擋板負載的較小設計,但并非總是如此。因此,使用功率足夠且能穩定承受低負載的放大器,尤其是像這樣的揚聲器。

靈敏度
以分貝(dB,通常為1W,1米波段)測量,揚聲器的靈敏度與其功率承受或標稱阻抗同樣重要。這個數字告訴你揚聲器在一定功率下能發出多大聲。平均值約為88dB,但對于較小的立置揚聲器通常低3dB,而對于大型箱體的揚聲器則可能更高。極端情況下,小型無限擋板迷你監聽音箱低至82dB/1W/1m,大型號角揚聲器如Klipsch La Scala AL5可高達105dB。一般來說,封閉箱負載要么降低揚聲器靈敏度,要么降低其標稱阻抗,或者兩者兼有——因此推薦使用功率更高的放大器。相反,你應該盡量把低功放和高靈敏度的揚聲器匹配。

頻率響應
揚聲器的頻率響應以赫茲(Hz)為單位,也稱為每秒循環數(cps),能告訴你它的頻率會降到多低和多高。20Hz到20kHz傳統上被認為是人類聽覺的下極限和上極限,盡管實際上在這些頻率極端處的信息很少。實際上,揚聲器從低音到高音的順滑度更為重要,應避免有峰值和低谷的設計,因為它們會突出或遮蔽某些樂器或音域。中頻(“存在”)區域是人耳最敏感的地方,因為那是我們聲音的音域。所以頻率響應有限的揚聲器——比如60Hz到15kHz——如果在這些點之間測量平滑,仍然可以很好地聽音。

聲壓級
揚聲器能發出的最大音量以分貝為單位。高端揚聲器的聲壓通常在120dB左右,較低級的則接近105dB,這完全取決于單元類型和箱體負載——號角揚聲器在這方面表現不錯。對于大多數國內高保真聽眾來說,SPL可能有些學術化,除非他們是聾人和/或喜歡非常吵鬧的派對,否則很難達到揚聲器的最大聲壓。大多數音樂聆聽的頻率大約在95dB或更低,因此揚聲器的最大聲壓對大多數聽眾來說并不是關鍵考慮因素。

總結
什么才算是一個偉大的揚聲器?這是個容易問的問題,但回答起來卻難得多!第一反應必須是:“對誰來說很棒?”在設計階段,揚聲器設計師需要明確為誰打造,聽音室有多大,喜歡什么音樂,可能使用的放大器,最重要的是預算。當以上所有內容都清楚時,就是要運用設計最佳實踐來實現這些目標。

揚聲器設計師必須在物理規律內完成工作。需要一個剛性箱體來容納驅動單元,且盡可能不產生共振。應選擇高質量、帶有輕振膜的驅動單元,以實現快速瞬態響應和低失真。而且這些面料必須用高質量的分界線編織在一起。從現在開始,細節決定成敗。關鍵是用實用的方案和合理的價格,獲得優質的音色。這就是為什么在購買時,親耳試音箱是無可替代的,因為涉及的變量太多了。祝你找工作順利!

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