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揚(yáng)聲器單元品質(zhì)特性詳細(xì)介紹

發(fā)布時(shí)間:2010-05-26

中心議題:
  • 揚(yáng)聲器單元發(fā)聲原理
  • 不同材質(zhì)揚(yáng)聲器單元優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)介
  • 評(píng)估揚(yáng)聲器單元的方法
解決方案:
  • 空腔共振和磁場(chǎng)的非線性
  • 振膜的自阻尼運(yùn)動(dòng)
揚(yáng)聲器單元決定了整個(gè)揚(yáng)聲器的終極潛力,而且在整個(gè)HIFI系統(tǒng)的聲音表現(xiàn)中扮演主角。在現(xiàn)時(shí)技術(shù)條件下仍然制作不出完美的單元,那個(gè)目標(biāo)尚在幾十年之后,因?yàn)樗髥卧哂信c空氣相同的密度,在所有頻率完全均勻地運(yùn)動(dòng),沒(méi)有任何種類(lèi)的失真。

我們面前是漫漫長(zhǎng)路,但也應(yīng)充滿(mǎn)信心。此時(shí)此刻在材料科學(xué)領(lǐng)域正在發(fā)生重大進(jìn)展,過(guò)去十年內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了很多成果。我確信將在兩三年后又會(huì)取得新的突破。

我們受益于計(jì)算機(jī)模擬力學(xué)行為研究的重大進(jìn)步,以及航空、汽車(chē)和運(yùn)動(dòng)-休閑工業(yè)為采用輕質(zhì)量的高性能材料替代昂貴而沉重的傳統(tǒng)材料所進(jìn)行的大量研究。我們現(xiàn)在已經(jīng)有了KEVLAR、碳纖維復(fù)合材料和鋁振膜,不遠(yuǎn)的未來(lái)還會(huì)擁有人造金剛石、超低密度硅玻璃、新型金屬單晶體和碳單晶體以及新的復(fù)合材料。

為什么揚(yáng)聲器單元有它們各自不同的聲音?

設(shè)計(jì)者面臨的最大挑戰(zhàn)就是如何既保證運(yùn)動(dòng)的均勻性,又消除在中高頻的共振。這是在各種揚(yáng)聲器系統(tǒng)中都不得不作出的妥協(xié)(無(wú)質(zhì)量揚(yáng)聲器除外)。其他問(wèn)題還有空腔共振和磁場(chǎng)的非線性。

均勻運(yùn)動(dòng)

剛性意味著來(lái)自音圈的加速度被精確地轉(zhuǎn)化為在錐盆或球頂整個(gè)表面的加速度;這樣就可以獲得平直的頻率響應(yīng),迅速的脈沖上升,低的互調(diào)失真以及聲音的透明感。

發(fā)燒友通常把這種類(lèi)型的聲音描述為“速度快”,這一點(diǎn)令那些以客觀測(cè)量為本的工程師們感到驚諤,“中低音單元怎么可能快?因?yàn)榉诸l器限制了脈沖上升時(shí)間,相當(dāng)于高音單元的1/5甚至1/10,這正如外交官常說(shuō)的一句辭令“全面而坦誠(chéng)地交換觀點(diǎn)”,或者說(shuō)相互交換誤會(huì)。

可以說(shuō)雙方都是對(duì)的,也都是錯(cuò)的。他們實(shí)際上談?wù)摰膬?nèi)容不同。發(fā)燒友所聽(tīng)到的是均勻的錐盆運(yùn)動(dòng);這個(gè)現(xiàn)象在測(cè)試中表現(xiàn)在:沒(méi)有互調(diào)失真,頻率響應(yīng)平坦,干凈利落的脈沖響應(yīng)。

太好了,那么何不把錐盆或球頂?shù)膭偠缺M可能地做大一些?象青銅這種金屬怎么樣。它的強(qiáng)度不錯(cuò),又幾乎能加工成任何形狀。鐘就是用青銅制造的。但問(wèn)題在于諧振,它們的回聲長(zhǎng)達(dá)幾萬(wàn)周。

答案有兩點(diǎn),第一,金屬剛度大;第二,鐘釋放機(jī)械能的唯一途徑是經(jīng)過(guò)空氣,由于空氣與青銅的密度相差懸殊,導(dǎo)致耦合不佳,空氣負(fù)載阻尼微小,因此必然需要很長(zhǎng)的時(shí)間。所以我們期望著揚(yáng)聲器單元的另一個(gè)性能:

自阻尼

我們也希望音圈能及時(shí)地制止振膜,不讓它們發(fā)出自身的音調(diào)。不幸的是,大多數(shù)剛性材料(例如金屬)幾乎沒(méi)有自阻尼,導(dǎo)致其長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)??刂拼藛?wèn)題的一個(gè)辦法是把沉重的橡膠折環(huán)伸展到錐盆下面,并十分注意定心支片與折環(huán)材料的阻尼行為。

然而現(xiàn)在的情況是,即使最好的KEVLAR,碳纖維或鋁振膜也至少在工作區(qū)的上段出現(xiàn)一個(gè)高Q值峰,必須用分頻器或?yàn)V波器加以校正。糟糕的是,這個(gè)峰一般落在3~5kHz之間,這恰恰是人耳對(duì)音染最敏感的頻率。

自阻尼可以消除染色,并且獲得放松的,自然的,不易疲勞的聲音特點(diǎn)。許多發(fā)燒友甚至一些評(píng)論員對(duì)于單元材料諧振的特別聲音全然不知,卻歸咎于放大器或房間的敏感性。

有些雜志推薦的2路揚(yáng)聲器采用7"KEVLAR和金屬球頂高音。從技術(shù)角度看,該揚(yáng)聲器在單元各自的工作區(qū)內(nèi)均勻運(yùn)動(dòng),但實(shí)際上要消除KEVLAR3~5kHz分割振動(dòng)區(qū)域的能量,對(duì)分頻器而言是勉為其難。

有關(guān)此類(lèi)型2路揚(yáng)聲器的評(píng)論文章以大量篇幅介紹,通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)去選擇一種能夠完全發(fā)揮該揚(yáng)聲器質(zhì)素的放大器。事實(shí)上,音響評(píng)論員被迫去選擇一種恰好在KEVLAR單元發(fā)生分割振動(dòng)的頻率段上失真極低的放大器。因?yàn)榇蠖鄶?shù)發(fā)燒友和評(píng)論員對(duì)于揚(yáng)聲器單元的直接聲音非常不熟悉,他們不能評(píng)價(jià)究竟有多少“KEVLAR聲”或“鋁膜聲”被保留在最后設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中。

還有一個(gè)問(wèn)題困擾著所有的2路KEVLAR,金屬和碳纖維揚(yáng)聲器。在目前的技術(shù)工藝水平下,6.5"或7"單元不得不播放到其工作范圍的邊緣,以便在失真不太大的頻率上與高音單元接合。

如果你降低分頻點(diǎn),高音單元互調(diào)失真將激增,導(dǎo)致在中等以及大音量下聽(tīng)音時(shí)高頻劣化。如果你提升分頻點(diǎn),又出現(xiàn)KEVLAR的分割振動(dòng),導(dǎo)致在較低音量時(shí)聲音前沖,大聲壓時(shí)則完全發(fā)破了。
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這樣使得設(shè)計(jì)者面臨困難的選擇:或者在整個(gè)高音區(qū)粗聲;或者典型的KEVLAR前沖性,并有可能給揚(yáng)聲器系統(tǒng)帶來(lái)狂野的聲音。現(xiàn)在最好的辦法是利用4階(24dB/Oct)分頻器來(lái)糾正KEVLAR的諧振。

順便指出,我是很喜歡KEVLAR和碳纖維單元的。但是它們都很難對(duì)付,必須采用聲學(xué)和電學(xué)的手段控制住它們強(qiáng)烈的諧振。

如前所述,剛性錐盆有一些優(yōu)點(diǎn),但阻尼非常困難。另一個(gè)途徑是采用高損耗材料,傳統(tǒng)上是塑膠涂層紙盆,但在現(xiàn)代揚(yáng)聲器中它們逐漸由聚丙烯所取代。這類(lèi)錐盆可以靠自身阻尼,來(lái)自音圈的脈沖在振膜表面擴(kuò)散時(shí)逐漸地?fù)p失能量。因而對(duì)定心支片和折環(huán)的要求也不是很?chē)?yán)格。

此類(lèi)材料在測(cè)試時(shí)頻率響應(yīng)相當(dāng)平坦,允許使用簡(jiǎn)單的6dB/Oct分頻器。我本人對(duì)多數(shù)聚丙烯單元興趣不大,它們?cè)谥械鸵袅肯侣曇粲行┠:?。雖然沒(méi)有使用B&K互調(diào)失真分析儀,但我推測(cè)它們由于很軟而具有相當(dāng)大的互調(diào)失真。此外,要制造一種具有完美的線性機(jī)械衰減能力的材料是極其困難的。實(shí)際上在衰減過(guò)程中總是不可避免地伴隨著失真。

我認(rèn)為所有類(lèi)似現(xiàn)象也出現(xiàn)在軟球頂高音單元上;錐盆實(shí)際上在整個(gè)頻帶分割振動(dòng),儀器測(cè)不出來(lái)是因?yàn)橛袕?qiáng)烈的阻尼掩蓋著,但人耳卻能夠分辨出來(lái)。為了克服這種主觀效應(yīng),最好的單元(Dynaudio,Scan-Speak,Vifa,Seas,Audax,Morel)都是做成復(fù)合材料,在塑料中加入二氧化硅,云母或金屬粉末,既能顯著提高剛度又能保持聚丙烯柔順的聲音特性。

空腔共振

中低音單元的防塵帽或高音單元的球頂盡管從表面上看毫無(wú)害處,但是防塵帽與磁鐵極塊之間的空間卻形成一個(gè)小共振腔。這方面典型的例子之一就是70年代初開(kāi)發(fā)的KEFB110Bextrene中低音單元(被用于BBCLS3/5a)。

這款單元可能是最早的一種商品化高質(zhì)素中音單元,但它也存在好多問(wèn)題,例如效率低,功率承受力不足,以1.5kHz為中心寬達(dá)一個(gè)倍頻程的響應(yīng)峰(由分頻器糾正),以4.5kHz為中心的3個(gè)高Q值峰(BBC設(shè)計(jì)的3階分頻器只能將其略加衰減)。音響評(píng)論員把這些峰值錯(cuò)誤地歸因于高音單元,它們具有很強(qiáng)的指向性,理應(yīng)是由防塵帽共振造成的。

70年代流行的一些高音單元,包括Audax和Peerless1"軟球頂,也在9~16kHz之間具有類(lèi)似的共振峰,通過(guò)在球頂和極塊之間充填氈墊可以部分地阻尼掉。因?yàn)檐浨蝽數(shù)膬?nèi)耗要比B110的防塵帽強(qiáng)得多,因此共振也寬得多,而且幅度也只有1~3dB,但還是存在的,敏感的聽(tīng)音者會(huì)察覺(jué)那種令人疲勞的特性。

不難想象,當(dāng)年大路貨揚(yáng)聲器中所使用的苯酚塑料,玻璃纖維和硬紙球頂?shù)膯?wèn)題是非常糟糕的。(哎,有誰(shuí)還記得BICVenturis Cerwin-VegaRectilinear JBLL100 我年輕時(shí)曾銷(xiāo)售過(guò)這些可怕的產(chǎn)品,等著顧客用它們?cè)嚶?tīng)平克弗洛伊德的“月之暗面”。)

返回現(xiàn)在,優(yōu)質(zhì)的中低音和高音單元以?xún)煞N方法來(lái)躲避這個(gè)難題:北歐廠商Dynaudio,Scan-Speak,Vifa和seas采用開(kāi)口式極塊組件;法國(guó)廠商Audax和Focal采用子彈頭式的極塊擴(kuò)展,完全取代了防塵帽。

采用開(kāi)口式極塊在傳輸線中阻尼球頂?shù)谋趁娌ǖ淖钪漠a(chǎn)品包括:DynaudioEsotecD-260,EsotecT-330D,Scan-SpeakD2905/9000高音單元。它們?cè)赟onusFaber(世霸)的Extrema以及ProAc(貴族)Response3揚(yáng)聲器上的運(yùn)用證明這一技術(shù)是很成功的。

相反,F(xiàn)ocalT120和T120K則在未加阻尼的空腔上使用剛性的玻璃纖維或KEVLAR內(nèi)凹球頂,其工作范圍的高頻端呈現(xiàn)一系列高Q值峰,這是由共振腔與剛性球頂?shù)牡谝淮畏指钫駝?dòng)相互耦合生成的。我對(duì)于這些單元開(kāi)始供應(yīng)時(shí)受到的普遍稱(chēng)贊感到困惑,我不喜歡它們的音色,測(cè)試數(shù)據(jù)也沒(méi)有特別之處。

然而從各個(gè)方面看,新型Focal鈦球頂T120Ti和氧化鈦球頂T120Ti-O2都十分出色,最近我在試聽(tīng)采用該單元的揚(yáng)聲器時(shí)感覺(jué)很好。

磁場(chǎng)的非線性

多數(shù)發(fā)燒友都知道揚(yáng)聲器單元是電感性負(fù)載,而音圈恰恰是纏繞在鐵磁性極塊上的。但卻沒(méi)有多少人了解因此而產(chǎn)生的眾多問(wèn)題。

假如電感值保持恒定,象空氣芯電感一樣,就不會(huì)有問(wèn)題。只要用R-C網(wǎng)絡(luò)調(diào)整分頻器就行了。不幸的是,它是一個(gè)鐵芯電感,而且電感值還隨著音圈位置的改變而變化。

變化的電感值引起嚴(yán)重的后果,因?yàn)殡姼兄凳菦Q定單元上端頻率落降以及聲延遲的一個(gè)重要因素。改變電感值,頻率落降和聲延遲也隨之變動(dòng)。每當(dāng)單元移動(dòng)達(dá)到音圈線性沖程的相當(dāng)比例時(shí)就會(huì)發(fā)生。以?xún)?yōu)秀的8"單元VifaP21W0-12-08為例,線性沖程只有8mm(+-4mm)。大多數(shù)8"單元的線性沖程一般為6mm,中音單元一般為1~3mm.

播放一些超低頻就會(huì)讓電感調(diào)制的作用顯現(xiàn)出來(lái),即在整個(gè)頻譜上產(chǎn)生互調(diào)和FM失真。這對(duì)于2路及中音分頻較低的3路系統(tǒng)而言是一個(gè)大問(wèn)題。也就是說(shuō)每當(dāng)你看見(jiàn)單元的運(yùn)動(dòng)時(shí),就已經(jīng)出現(xiàn)了大量互調(diào)和FM失真。這種聲音的聽(tīng)感是怎樣的?你會(huì)發(fā)現(xiàn)低頻解析度有損失,但這卻可能被放大器所存在的問(wèn)題遮蓋(例如輸出變壓器飽和,電源供應(yīng)不足)。

解決的措施呢?Scan-Speak的SD系統(tǒng)和Dynaudio的DTL系統(tǒng)用銅包敷極塊將音圈感生的渦流短路掉。仔細(xì)分析音圈電感參數(shù)可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)秘密。

作為全世界最好的8"單元之一的Scan-Speak21W/8555,其電感值為0.1mH,遠(yuǎn)低于VifaP21W0-20-08的0.9mH。這兩款單元都很優(yōu)秀,但如果要同時(shí)發(fā)出中頻和低頻,Scan-Speak當(dāng)然能夠給出更加透明的聲音。

電感值還有一層含義,單元的高端頻率落降是由音圈的自感和機(jī)械落降共同決定的。如果你用音圈電感值和直流電阻來(lái)計(jì)算落降頻率,其值在某些單元上往往比測(cè)得的聲學(xué)落降高很多。而其他多種單元?jiǎng)t是計(jì)算值低于測(cè)量值。原因在于音圈的自感遮蓋了機(jī)械系統(tǒng)的峰值。這不是一個(gè)好現(xiàn)象,機(jī)械系統(tǒng)或電系統(tǒng)的任何改變都將強(qiáng)烈地影響到頻率響應(yīng)以及瞬態(tài)響應(yīng)。

順便提一下,同樣的問(wèn)題也出現(xiàn)在老式動(dòng)磁唱頭上。毫不奇怪,此類(lèi)唱頭在透明度上要比高級(jí)動(dòng)圈唱頭差得多。

以下將說(shuō)明發(fā)燒友如何去尋找所喜愛(ài)的揚(yáng)聲器,得出自己的結(jié)論,甚至猜測(cè)出廠商、評(píng)論員和你朋友們的音響喜好。

單元的類(lèi)型


熟悉并掌握單元的基本特性對(duì)于聽(tīng)音和對(duì)比是頗有幫助的,你可以斷定它是否屬于同類(lèi)單元中的好東西。通過(guò)仔細(xì)聆聽(tīng)和研究所有相關(guān)的參數(shù),你能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)師們?cè)诮鉀Q問(wèn)題時(shí)做得究竟好不好。

1紙盆單元

最早出現(xiàn)在20年代末賴(lài)斯和科洛格的專(zhuān)利申請(qǐng)文件中。紙的質(zhì)素可謂有天壤之別,最差的可以在廉價(jià)收音機(jī)里找到,優(yōu)秀的如Scan-Speak5"中音用于Thiel的音箱,SEAS6.5"中低音用于WilsonWATT。這種古老的材料實(shí)際上是一種復(fù)合結(jié)構(gòu),當(dāng)使用合適的塑料涂層時(shí)性能會(huì)發(fā)生顯著的改變(涂層的選擇是單元生產(chǎn)廠商的商業(yè)秘密)。因?yàn)榧埖奶匦噪S著濕度和時(shí)間而發(fā)生顯著變化,涂層是不可或缺的,既穩(wěn)定了材料,又可改善自阻尼。
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優(yōu)點(diǎn):
良好甚至于優(yōu)秀的自阻尼,優(yōu)秀的解析力和細(xì)節(jié),平坦的響應(yīng),逐漸開(kāi)始分割振動(dòng)。比較容易配合低階線性相位分頻器。紙振膜的聲音要比它的測(cè)量數(shù)據(jù)所預(yù)示的好一些。

缺點(diǎn):
剛度不如KEVLAR,碳纖維和金屬膜,因此缺乏靜電式的細(xì)節(jié)。聲壓級(jí)也不如其他材料。

紙的一致性沒(méi)有合成物質(zhì)好,所以配對(duì)不是很精確,這就可能影響結(jié)象力,當(dāng)然還取決于生產(chǎn)的精度和質(zhì)素。即便經(jīng)過(guò)了涂層處理,隨著時(shí)間的推移,性能仍可能改變。

優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品:
Scan-Speak86405"錐盆/球頂中音,線性響應(yīng)上到13kHz,失真很小,脈沖響應(yīng)優(yōu)秀,細(xì)節(jié)豐富。
SEAS6.5"中低音(用于Wilson的WATT,但可能已經(jīng)過(guò)改良)。
AudaxPR170M06.5"高效率(100dB/m)中音。
據(jù)說(shuō)庫(kù)特繆勒生產(chǎn)的紙盆和折環(huán)質(zhì)量最好,被Scan-Speak,SEAS,Vifa等廠商采用。

2BEXTENE錐盆

這是一種由木材紙漿合成的塑料,總是要用涂層阻尼材料來(lái)控制其在15kHz的第一次諧振。它最早是由BBC于1967年開(kāi)發(fā)的,作為具有更好的一致性和可預(yù)測(cè)性的材料來(lái)代替紙,以適應(yīng)監(jiān)聽(tīng)用途。在70年代初期得到廣泛使用,當(dāng)時(shí)的典型發(fā)燒音箱往往是一只8"KEF或Audax的BEXTENE中低音配合Audax1"軟球頂高音。

來(lái)源于BBC的設(shè)計(jì)總是利用均衡使BEXTENE單元在中頻段保持平坦,最有名的單元大概就是用于LS3/5a監(jiān)聽(tīng)箱KEFB110。
現(xiàn)在BEXTENE已經(jīng)被BBC首先開(kāi)發(fā)的聚丙烯取代了,聚丙烯單元頻率響應(yīng)更平坦,不再需要涂層,而且由于質(zhì)量減輕,效率提高了3~4dB。BEXTENE已經(jīng)退出歷史舞臺(tái)。

優(yōu)點(diǎn):
良好的結(jié)象,解析力比多數(shù)紙盆好。

缺點(diǎn):
效率很低(85dB/m),強(qiáng)烈的染色,在不太大的聲壓突發(fā)分割振動(dòng)。

優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品:
闕如。

3軟球頂高音

70年代初Peerless1"軟球頂出現(xiàn)后,逐漸開(kāi)始普及。隨后,Audax1"高音在70年代和80年代初被英美兩國(guó)的許多設(shè)計(jì)師采用。

當(dāng)80年代中期鈦、鋁球頂和Focal玻璃纖維內(nèi)凹球頂出現(xiàn)后,這些設(shè)計(jì)就失寵了,Audax軟球頂單元被擠出發(fā)燒級(jí)市場(chǎng)。

過(guò)去幾年里,以Dynaudio和Scan-Speak為代表的軟球頂高音再度回潮,它們采用了新的球頂成型,新的涂敷材料以及新的設(shè)計(jì),其表現(xiàn)堪與任何金屬球頂媲美。聲音的解析力和細(xì)節(jié)與最好的金屬球頂不相上下,卻沒(méi)有金屬球頂那種典型的22kHz~27kHz諧振。

優(yōu)點(diǎn):
固有的自阻尼和極其平坦的響應(yīng),一流的脈沖響應(yīng)。自然,開(kāi)放,毫無(wú)疲勞感的聲音,聆聽(tīng)數(shù)字錄音時(shí)這無(wú)疑是最有價(jià)值的品質(zhì)。

缺點(diǎn):
老式的軟球頂聲音晦暗。功率承受力相當(dāng)有限,需要18dB/Oct分頻器來(lái)減低互調(diào)失真。與金屬球頂相比,高頻發(fā)散性更差。
除了發(fā)散性這一方面,最新的設(shè)計(jì)已沒(méi)有其他上述缺陷。

優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品:
DynaudioEsotecD-260,EsotecT-330D,Scan-SpeakD2905/9500。

4軟球頂中音單元

試聽(tīng)過(guò)AR-3,ARLST,ADS,Audax2″,DynaudioD-52軟球頂中音之后,發(fā)現(xiàn)它們把揚(yáng)聲器系統(tǒng)搞得一塌糊涂。測(cè)量時(shí)很平坦,但聽(tīng)起來(lái)聲音不透明,嚴(yán)重染色,令人疲勞。

問(wèn)題之一是軟球頂中音單元的線性位移很有限(一般為1~2mm),導(dǎo)致帶寬也有限,而且連500Hz分頻都不能很好地配合,只是在800~3200Hz之間的范圍工作最佳。

第二個(gè)問(wèn)題是它們?nèi)菀桩a(chǎn)生側(cè)向偏移,因?yàn)闆](méi)有定心支片來(lái)協(xié)助折環(huán)使之保持線性的前后運(yùn)動(dòng)。

第三個(gè)問(wèn)題是絲膜球頂?shù)膭偠炔蛔阋酝瓿芍蓄l帶的很強(qiáng)的功率轉(zhuǎn)換任務(wù)。

新一代的錐盆-球頂,例如5"的Scan-Speak13M/8636,13M/8640,Dynaudio15W-75則是完全不同。這三種單元實(shí)際上是高精密的錐盆,而非中音球頂。它們與軟球頂唯一類(lèi)似的地方是都有一個(gè)大的防塵帽,在高頻時(shí)也可起到球頂?shù)淖饔谩?br />
它們明顯地具有更大的沖程,更低的失真,寬得多的頻率響應(yīng)。此類(lèi)單元能夠獲得真實(shí)而透明的聲音。因?yàn)樗鼈兎謩e采用KEVLAR、紙以及聚丙烯,以下將詳細(xì)介紹。

另一個(gè)特例是專(zhuān)業(yè)級(jí)的ATC3"球頂(帶有短號(hào)筒)。它使用了雙重定心支片,顯著降低了互調(diào)失真。其表現(xiàn)可謂最佳,但十分昂貴(約300美圓一只),而且需要手工挑選以便使左右聲道諧振頻率匹配。

優(yōu)點(diǎn);
無(wú)。也許金屬球頂中音尚有潛力,但它們對(duì)分頻器的要求很苛刻。注意:ATC單元以及錐盆-球頂不在此列。

缺點(diǎn):
失真大,聲音令人疲勞,分頻點(diǎn)高,頻帶和功率承受力都有限。只有激光全息測(cè)量才能發(fā)現(xiàn)它們的缺陷。

優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品:
ATC3"專(zhuān)業(yè)系列,與一般軟球頂截然不同,但價(jià)格卻大約貴4倍。有人認(rèn)為Dynaudio的D54是最好的中音。

5聚丙烯單元

1976年BBC開(kāi)發(fā)了這種材料用來(lái)替代BEXTRENE。因?yàn)樗哂泻軓?qiáng)的自阻尼,設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)木郾﹩卧獰o(wú)須作任何均衡,就可以在工作區(qū)獲得平坦的響應(yīng)。此外,其效率一般達(dá)到88~91dB,也是一大進(jìn)步。

聚丙烯已經(jīng)成為世界通用的材料,因?yàn)樵诮M裝揚(yáng)聲器時(shí)它對(duì)手工處理的要求最低----唯一的困難是要找到合適的黏合劑,這個(gè)問(wèn)題在80年代初就解決了。

現(xiàn)在,從廉價(jià)的組合音響到一流的ProAcResponse3和HalesSystem2簽名版的各種揚(yáng)聲器都使用聚丙烯單元。此類(lèi)單元的最終品質(zhì)主要取決于錐盆的形狀以及聚丙烯配方中的添加材料。

優(yōu)點(diǎn):
如果設(shè)計(jì)正確,可以獲得平坦的響應(yīng),很低的聲染色,良好的脈沖響應(yīng),分頻器可以很簡(jiǎn)單,效率高,分割振動(dòng)出現(xiàn)緩慢。優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品可以做到與最好的紙盆相當(dāng)?shù)耐该鞫取?br />
缺點(diǎn):
還達(dá)不到由剛性錐盆單元和靜電單元所設(shè)定的透明度標(biāo)準(zhǔn)。由于解析力的差異,許多聚丙烯中低音不能與流行的金屬球頂高音很好地匹配。不適合做10英寸或更大的低音單元,這方面碳纖維應(yīng)當(dāng)會(huì)更勝任。

優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品:
Scan-Speak18W/85437″中低音(用于ProAcResponse3),可能是全世界最好的聚丙烯單元。

Dynaudio17W-75EXT7″中低音(用于HalesSystem2簽名版)。

VifaP13WH-00-085.5"單元是另一個(gè)優(yōu)勝者,特別適合做中音或mini監(jiān)聽(tīng)箱用。它極其平坦的中頻與平滑的2階落降是獨(dú)一無(wú)二的。
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6金屬球頂高音

80年代中期德國(guó)在冶金技術(shù)上的進(jìn)展(ELAC和MB公司)使得薄型鈦,鋁球頂誕生,現(xiàn)在德國(guó),挪威和法國(guó)有多家廠商可以供應(yīng)此類(lèi)單元。它們的聲音可以做到非常透明,假如設(shè)計(jì)得當(dāng)其表現(xiàn)與靜電式揚(yáng)聲器不相上下。

其缺點(diǎn)在于欠缺自阻尼,但鋁膜在超聲波頻段的性能要比鈦膜略勝一籌。在現(xiàn)階段,所有的金屬球頂高音單元都具有顯著的超聲波段峰值,其幅度從3dB(優(yōu)秀的)到12dB(一般的)不等。

然而這些峰值的影響似乎并不大,因?yàn)?ldquo;足智多謀”的SONY/PHILIPS早已在CD紅皮書(shū)標(biāo)準(zhǔn)中就確保了CD唱片絕不會(huì)包含任何20kHz以上的音樂(lè)信息。也許當(dāng)以HI-FI為理念的超級(jí)CD實(shí)現(xiàn)商品化之時(shí),我們才能獲得頻率上限至少到32kHz,解析力真正達(dá)到20~24比特的錄音。

優(yōu)點(diǎn):
均勻的活塞運(yùn)動(dòng),設(shè)計(jì)恰當(dāng)就可以產(chǎn)生極高解析力的透明的聲音。發(fā)散性非常好,因?yàn)榻饘偾蝽數(shù)那拾霃奖溶浨蝽數(shù)拇蟆?br /> 缺點(diǎn):

可能由于超高頻的峰值與可聞?lì)l帶內(nèi)的聲音的交互調(diào)制而產(chǎn)生“金屬”的染色。一些早期產(chǎn)品功率承受力有限。當(dāng)強(qiáng)烈過(guò)載時(shí),在整個(gè)頻帶上出現(xiàn)明顯的分割振動(dòng)失真。

優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品:
VifaD25AG-35-061″鋁球頂,采用開(kāi)口式極塊,功率承受力很強(qiáng),即使拿掉相位器,超高頻的峰值也只有3dB。Focal的新型T122Ti-O2也是非常出色的。

7剛性單元

鋁質(zhì)錐盆。第一批用于HI-FI揚(yáng)聲器的剛性單元是JordanWatts4"鋁質(zhì)錐盆,它們是手工生產(chǎn)的,價(jià)格高,效率低,無(wú)法普及,在美國(guó)市場(chǎng)上幾乎看不到?,F(xiàn)在一些英國(guó)揚(yáng)聲器采用5"和7"鋁盆中低音單元,其靈敏度很低,還要分頻器加以濾波修正。

泡沫盆。另一類(lèi)以KEFB139為代表的泡沫低音單元,但其效率和功率承受力都很低,中頻有嚴(yán)重的高Q諧振。B139在1100Hz的峰值有12dB。它們?cè)?0年代的3路和4路傳輸線揚(yáng)聲器中被普遍采用。

碳纖維。接下來(lái)一代是日本人開(kāi)發(fā)的碳纖維,最早出現(xiàn)的是專(zhuān)業(yè)錄音室監(jiān)聽(tīng)箱12"TAD,效率很高,價(jià)格很貴(1980年時(shí)一只約300美圓)?,F(xiàn)在,碳纖維的價(jià)格已經(jīng)降低,Vifa和Audax都有很不錯(cuò)的此類(lèi)產(chǎn)品。當(dāng)然日本的產(chǎn)量大得多。

碳纖維單元具有真正的活塞運(yùn)動(dòng),低頻和中低頻的響應(yīng)十分出眾,但在頻率上端的分割振動(dòng)很討厭,必須由復(fù)雜的分頻器加以修正。

盡管我不喜歡需要復(fù)雜濾波器的單元,但得承認(rèn),Vifa8"和10"碳纖維單元是唯一能使我確實(shí)感受到低頻的直接輻射器。
KEVLAR。KEVLAR單元于80年代中期出現(xiàn)在法國(guó)Focal和德國(guó)Eton的產(chǎn)品線上,Eton的單元由于在兩層KEVLAR中間加入了高損耗蜂巢結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)良的阻尼特性。Eton和更新的Scan-SpeakKEVLAR單元分享著世界最杰出高技術(shù)揚(yáng)聲器單元的美名。

在新型Scan-SpeakKEVLAR單元上可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)獨(dú)特而且是我們所渴望的特性,即平滑的落降。其他所有KEVLAR單元都會(huì)發(fā)生混亂的分割振動(dòng),Scan-Speak是唯一得到良好控制的,因此在平順性和透明度方面獲得明顯的改善。

復(fù)合盆。Audax憑借一種特別的復(fù)合材料技術(shù)HD-A重新進(jìn)入High-End市場(chǎng)。這是在丙烯酸膠體內(nèi)按一定比例混合粒狀碳纖維和KEVLAR纖維制成。工廠的測(cè)試結(jié)果顯示,它結(jié)合了良好的活塞運(yùn)動(dòng)與最低的高頻峰值,以及平滑的高頻落降。

最近,俄國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了低成本的金剛石氣相涂層,可用于計(jì)算機(jī)磁盤(pán)上。希望Scan-Speak和其他廠商能迅速采用這一技術(shù)。

剛性單元總體的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn):最佳的透明度,結(jié)象力和聲場(chǎng)再現(xiàn)力,精心設(shè)計(jì)的話可以達(dá)到甚或超越靜電式揚(yáng)聲器的水準(zhǔn)。效率高,聲壓級(jí)大,互調(diào)失真低。這一類(lèi)單元被許多設(shè)計(jì)師視為是最先進(jìn)的,而且隨著材料技術(shù)的進(jìn)展,可能會(huì)有快速的進(jìn)步。

缺點(diǎn):老的設(shè)計(jì)在工作頻帶的上端存在嚴(yán)重的峰值,而幾乎所有單元都在高頻峰值以上出現(xiàn)不可控的分割振動(dòng)區(qū)。這將導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間聆聽(tīng)的疲勞以及聲場(chǎng)透視的壓縮感。

因?yàn)镵EVLAR和碳纖維的高頻峰值無(wú)法用普通的低通濾波器改正,采用這些單元的揚(yáng)聲器必須正確地設(shè)計(jì)合適的分頻器。

雖然它們可以有很大的聲壓級(jí),但往往在突然之間發(fā)生分割振動(dòng),與放大器的削波十分類(lèi)似。有些KEVLAR和碳纖維單元需要很長(zhǎng)的“煲機(jī)”時(shí)間(100小時(shí)以上),以便使錐盆中的纖維軟化;這是一個(gè)缺點(diǎn),說(shuō)明材料的力學(xué)性能不穩(wěn)定。

優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品:Scan-Speak13M/86365"中音,18W/85447"中低音,21W/85548"低音。KEVLAR單元中只有它們?cè)诟哳l峰值以上表現(xiàn)為良好的落降區(qū)。這些單元處于剛性單元技術(shù)的頂尖位置。

AudaxHD-A系列的HM130Z05.25"中音,HM170G46.5"中低音,HM210Z08"低音都不錯(cuò)。

德國(guó)Eton也值得密切關(guān)注,該廠家一直致力于在保持錐盆的剛度的同時(shí),改進(jìn)自阻尼特性的工藝研究。

評(píng)估單元的方法

我選擇揚(yáng)聲器的方法似乎有些原始,我把單元放在IEC障板上進(jìn)行試聽(tīng)。不用分頻器,也不用箱體。聽(tīng)粉紅噪聲來(lái)評(píng)估在正弦波和FFT瀑布圖測(cè)量中出現(xiàn)的峰值其嚴(yán)重程度如何,聽(tīng)音樂(lè)來(lái)感受單元的潛在的分析力有多少。這的確需要你的耳朵訓(xùn)練有素,這個(gè)聽(tīng)音過(guò)程可以使你認(rèn)識(shí)到分頻器需要多么復(fù)雜。

然后,我會(huì)仔細(xì)地分析MLSSA電腦測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)果(使用相同的IEC障板),考察以下內(nèi)容:脈沖響應(yīng);相對(duì)于頻率響應(yīng)的群延遲;累積衰減頻譜瀑布圖;工作頻段內(nèi)的頻率響應(yīng)平坦度。

聽(tīng)音與測(cè)試可以說(shuō)是同等重要的,二者都只能揭示出單元真實(shí)特性的部分面貌。即使是今天最好的發(fā)燒音響系統(tǒng),在5年之后也可能被發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重的瑕疵。通過(guò)測(cè)試可以找出聲染色的問(wèn)題所在,而且又恰恰是現(xiàn)今的音響器材無(wú)法暴露出來(lái)的。MLSSA系統(tǒng)有助于你解決這些問(wèn)題。

一位深思熟慮的設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)象有名的藝匠那樣善待其作品,即便是對(duì)待從外表根本看不到的隱藏部分,也毫不吝惜地傾注全部心思。
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