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B&W80系列和双功放的杂七杂八 [复制链接]

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走出音箱的误区



  在音响系统中,音箱的结构最简单,但所起的作用却最重要。音箱是音响系统中最终的环节,是把电信号转化为声音信号的关键部位。由于音箱的结构部件不多,就导致了任何一点的不足而影响整个的重播效果。对音箱的评价,又是以主观听音——最终音乐重播的好坏作为标准的。因此,也就产生了以下的第一个问题:这就是音箱的技术测试和主观音质评价的统一问题。

一、 关于音箱的测和听

  具有一定HiFi经验的朋友,都会有这样一个共识:这就是音箱的技术指标和主观试听存在着差距。

  为什么会这样?这就要从头、从现行的音箱测试的主要技术指标谈起。

  在音箱的技术指标中,最重要的有如下几条:这就是频率范围、承受功率、灵敏度和相位特性以及瞬态特性。

  频率范围又称频响,是指音箱中从低音到高音的重播范围。在某些时候,一对小型民用音箱和一对大型监听音箱标出的频响范围可能是一致的;但在主观听音时的感觉却截然不同。这到底是为什么呢?难道是测试不准确还是有人故意做假吗?在正常的情况下,上述的推测都不对,而是另有原因。

  原因1:目前的测试标准与实际应用中的距离

  目前的频响测试标准,仍沿用多年以前的1瓦•米的标准。在多年以前制定音响测试标准时,1瓦1米下的音箱频响曲线,在很多的时候,代表了满功率的测试,是接近实际使用中的情况的。那个时代的音箱,基本上属于小功率、高灵敏度型的。对于输入1W的测试功率来说,基本上代表了小功率音箱的实际工作状态。而近年来,随着音箱制造技术的发展,绝大多数的音箱已经大功率、低灵敏度化了。这就使目前的频响测试,离实际使用的差距越来越大。

  目前多数的音箱、主要是指家用音箱,它们的承受功率都超过了50W,有些甚至达到了200W。而灵敏度,仅仅能达到82~86dB。

  在这种情况下仍采用1瓦•米的频响测试,就会产生测试与使用不符的情况。输入1W的测试信号,仅相当于多数音箱功率的1/50~1/200,而这些音箱的实际使用功率一般为15~50W,峰值时甚至会达到满功率使用,这就引出了一个测试本身偏离实际的问题。

  一个准确、可行的测度方法,理应尽量去模拟被测试器材的实际工作状态,这时的测试结果才最为有效。

  因此,在音箱的频响测试时,如果能增加一项半功率频响测试,那这条半功率频响曲线,将对音箱的实际工作产生最现实的影响。

  例如,一只标称为200W的小型音箱,当使用100W半功率测试信号去测试它时,你将会看到它在低频方面的严重劣化与失真度的大幅度增加(图1)。

  为什么会是这样?这是因为低音扬声器单元受音箱等效内容积的制约和受倒相管等因素的影响,还有箱体自身的谐振增大,必然会产生以上的结果。

  用1W的小功率信号测试音箱只相当于没受过专业训练的人小声唱歌剧,不是实际工作状态,而真正的实际工作状态是到舞台上大声唱,所以小嗓子的好听和舞台上的演出完全是不同的概念,是两回事。

  因此,对现代音箱增加半功率的频响测试,不但具有非常现实的指导意义,而具有打假的功效——可以使那些标称2000W的小音箱彻底暴露出本来面目。

  原因2:现行的测试标准过于宽松

  主观听音和频响测试的不统一,还有另外一个原因,这就是目前的测试指标过于宽松,不够严格。

  现行的音箱频响测试,以-3 dB为标准。换句话说,是以高频端和低频端发出的声音衰减一半时的频率作为计量的最终频率。

  对于高音单元制作技术不断发展成熟的今天,一只中档以上的高音头发出20 kHz的高音已毫无问题。目前世界上最先进的绢膜软球顶高音的高频已达到了40 kHz而金属膜的高音头高频上限已达到了80 kHz。再加上高音单元受音箱箱体的影响较小,所以目前中档以上的新型音箱,高频方面不会产生问题。对高频重播影响较大的,仅仅限于高音单元的低端分频点的选择、与中音单元的衔接是否优秀和是否有足够的功率余量。

  对于低音单元来说情况就复杂得多。尽管低音单元的制造技术也有着很大的发展,尤其是新型的振膜材料不断问世,低音单元的技术指标也已经不错了。但低音单元的测试指标,和它装在音箱上之后的实际指标之间的差距是很明显的。有些时候,一只优秀的低音单元,装在一只毛病百出的音箱箱体之上,将使它原有的优点彻底丧失。

  例如设计不合格的箱体,会产生比较严重的中低频谐振,这种谐振不仅仅会使音箱重播时产生声音染色,而且还造成测试曲线的劣化。

  说到低频测试曲线的优劣,就谈到了目前的测试标准过于宽松,不够严格。

  如图2a与图2b所示的二条曲线的低频响应,都可以最终计量为30Hz,但重播低音的表现却大不相同。为什么曲线上有明显的差异而测量判读后的结果却相同,这就是因为以-3dB作为判读的标准太宽松了。如果计量时以-2dB或-1dB作为计量标准,那么这两条曲线的测量结果就大不相同了。

  一般认为,衰减量在-3dB以内的音频频响是有效频响。衰减得太多,其在重播时所起的作用基本上就被淹没了,失效了。但大量的实践证明,经过严格训练的人耳,可以达到相当高的分辨率与准确度。人耳可以清楚地分辨出零点几个dB的不同造成的重播音色方面的差异。所以,如果在进行音箱频响测试时,除提供-3dB的标准结果之外,还能辅助提供一条-1dB的测试结果,将为该音箱提供更加具有实际意义的参考。

  大型监听音箱的测试指标比较“准”,其实这个“准”字在此处并不代表正确无误,而是指测试指标与主观听音更加接近。既然前边提到了目前以1瓦•1米的测试方法存在着不足,那么在现行的测试标准范围之内,有哪些音箱的技术测试与主观听音结果最为接近呢?答案如下:这就是大型监听音箱和质量比较好的大型民用音箱。

  结果为什么会是大型音箱?其原因有三。其一是大型音箱的箱体内容积大,所以在实际工作中的低频响应受箱体内容积的制约就小。其二是大型音箱的承受功率较大、功率余量较大,在工作中达到过载失真的可能性相对比较小。尤其是大型监听音箱,所留的功率余量非常大,根本没有产生过载失真的可能性。其三是大型音箱的低音单元口径相对比较大,在产生同样的低音时,单元的行程很小,失真也就相对比较小。

二、 关于音箱的具体误区

  1.大音圈长行程的说法不够准确

  常听见有人提到大音圈长行程一说。所谓大音圈,是指音圈的直径比较大,这很好理解。但长行程,就另当别论了。因为长行程只是一个相对的概念,在有真正可比性的前题下,音圈越大,行程只能相对越短而丝毫不可能加长。

  从图3a和图3b可以看出大音圈短行程的道理。决定低音单元行程的长短,有两个关键因素。一个是粘在扬声器纸盆外圈的折环(多数为橡胶、泡沫塑料和经过处理的布料制成)是否够宽、有足够的弹性范围。从理论上讲,折环越宽,弹性越强,所获得的行程越长。但折环不可能过于的大、弹性也不可能过于的强。折环过大,将降低单元的有效驱动面积。假如一只6.5英寸的低音单元折环过大,也就只能起到一只5英寸低音单元的作用了。再有就是行程再长的小口径单元,也根本不可能发出频率足够低、具有实用性的低频。

  决定低音扬声器行程的另一个因素是粘贴在扬声器纸盆底部的定芯支片。因为扬声器纸盆只有通过折环和定芯支片的两点固定,才能使扬声器纸盆可靠地前后运动。定芯支片由加了胶的棉麻纤维、合成材料制成。定芯支片的弹性范围是有限度的。所以目前制约低音单元行程的,并不是橡胶折环,而是定芯支片。由于定芯支片的直径不可能做得很大,绝不会达到或超过橡胶折环的直径,所以音圈的直径越大,而定芯支片的直径又有限,留给定芯支片的活动范围就越小,换句话说就是扬声器的行程越小。只有在音圈较小时,定芯支片可活动的范围才相对比较宽裕,所以,大音圈、长行程的低音单元只是一种相对而言的说法,并不准确。

  2.长行程的小口径低音单元代替不了大口径低音单元

  常常有人说,小口径长行程低音单元,只要行程够长,就可以发出足够的低音。这是一种错误的观点。从理论上讲,只要在同一单位时间里,驱动同体积的空气就可以产生同等级的声压。但具体到低音单元来说,这是不现实的。因为过大的行程和过强的空气压缩比,会导致重播的声音严重失真。对于大口径的低音单元(直径在200mm以上),在达到足够的声压时,由于扬声器纸盆的驱动面积大而行程较短,重播时的失真较小,音色较好。既使是在一种比较理想的状态下,目前的音箱声失真也只能做到1%。在小口径、长行程低音单元工作时,由于过大的行程导致失真度的迅速上升,是一种保量不保质的假象。所以对于多数的小型、小口径的音箱来说,既便是音箱的小功率测试低频还可以,但在实际使用中与大型大口径音箱来比,差距还是相当大的,是本质性的差别。所以在有条件的时候,选择大型的音箱是有道理的。

  3.低灵敏度音箱的音色各不相同

  曾经有一个时期流行着这样一种说法,这就是低灵敏度的音箱音色好。其实这只是一种比较片面又不科学的说法。

  决定音箱音色好坏的主要因素只有频响、瞬态特性、阻尼特性和承受功率等几方面。与灵敏度无关。换句话说,对于同样承受功率的音箱来说,在相同的重播音量下,灵敏度越低的音箱,所需要的输入功率越大,就越接近过载,失真会相对增加。

  在20年前,由于扬声器单元自身的技术质量还没有达到一个比较好的程度。在制作音箱时,只能在分频器上加了很多的衰减校正电路。最终的结果是频响曲线直了,但灵敏度大幅度地降低了,只能达到82dB左右。在这种情况下,通常要用大功率的功放才能较好地驱动低灵敏度的音箱,但在大功率的驱动下,低灵敏度的小型音箱很容易产生过载失真,甚至不能播放某些大动态的音乐作品。

  由于音响科技的发展,目前已有多种型号的灵敏度超过100dB的监听级、Hi-Fi级的音箱问世,其最高灵敏度已经接近110dB。

  4.音箱内的吸音棉并不代表质量档次

  “没有吸音棉的音箱是低档的音箱”,这种说法是不准确的。

  低档的音箱里没有吸音材料,这是一个现实。

  在套装机和廉价的成品音箱中,基本上都没有填充吸音材料。因此,就有人得出了这样一个结论:低档的音箱里没有吸音棉,往低档音箱里加入填充材料可以改善重播效果。

  其实上述的结论没有什么因果关系,不存在内在的任何关联。

  吸音材料在音箱中只起两个作用,一是消除音箱箱体的某些谐振与染色;二是适当缩小音箱的体积。对于音箱属于哪个档次毫无关系。

  有些人以为往音箱中增加填充物是一剂万能的良药,这就大错而特错了。

  其一,只要音箱的箱体设计合理,自身没有明显的谐振,箱体又足够大,完全可以不加填充材料就能制作出高品质的音箱。在全世界的音箱制作领域中,这种成功的例子很多。在音箱箱体中不加填充材料,对音箱的瞬态特性有好处。

  一只经过认真设计、认真加工制造的音箱,其出厂时已基本上达到了一个比较理想的状态。在这种情况下随意改变音箱内填充材料的有无、多少,会对音箱的重播造成很多影响,而这些影响多数是负面的。

  过多的填充物,会造成重播时的声音发肉,瞬态特性差,有气无力。虽然在测试时,曲线会有所改善,但主观听音时声音表现则会劣化。有一点必须要明确,这就是音箱是听的,不是看的。

  5.关于音箱的分频器

  在音箱的分频器中,主要的只有3类元器件:这就是电感线圈、电容和电阻。

  电阻的作用是衰减器,用来平衡各频段的声音比例。选用时只要功率够大就行。对于小型音箱的高音衰减电阻来说,选用金属膜的电阻效果会好一些。

  电感的作用是滤除高音,选通低音。近年来流行了很多种用异型漆包线绕制的电感线圈。其中有多股绞合漆包线、六角型漆包线和带状漆包线等等。每一种异型线材的电感线圈,都被称之为具有某种神力。但事实真的如此吗?其实不然。

  对于音箱用电感线圈的要求,只有三条。一条是电感数值准确;一条是自身的直流电阻低;一条是不易产生饱合失真。

  关于数值准确,只要在生产过程中,逐只用高精度的仪表去测量、校准就行了。

  要想降低电感线圈的自身电阻,就必须提高漆包线自身的导电能力。漆包线自身的导电能力和它们的截面积与截面形状有着密不可分的直接关系。当导线的横截面为圆形、正方形、六角形时,效率最高。

  具体到绕制电感线圈,六角形横截面的漆包线,可以有效地减少匝间的空隙,提高电感的效率。尤其是圈数较大的多层线圈,改善的效果将十分明显。但采用六角形漆包线时,制作成本也会大幅度地提高。所以,如果不是在很高档的场合使用,选用纯度在4N以上的圆形无氧铜漆包线,效果就已经相当好了。在选择漆包线的线径时,也绝没有线径越粗越好之说。只要电感量合乎要求后,其直流电阻是低音扬声器音圈直流电阻的十分之一左右就行。电感的直流电阻太大了,直接影响音箱的低频阻尼特性;电感的直流电阻太小了,又会无谓地加大制作成本。

  至于分频器电容的选择,也绝不会出现一只电容就令音箱的重播产生根本性的改变。对于自己动手制作音箱或想改进成品音箱的朋友,首先要有比较明确的目的。在制作音箱时,要根据扬声器单元的投资去选择分频电容的档次。

  例如你买的是几十元1只的高音单元,再花20元钱为它选配电容就不值。你还不如买百元1只的高音头,选择几元1只的分频电容来得实惠。如果你已买了300元1只的高音单元,花几十块钱买分频电容,这才叫门当户对。

  对于音频电容,品牌不同、材质不同,对重播的影响也不同。但这些内在的、细致的差别是在中档以上的高音单元里,才能得到较好地体现的。

  对于低频段的分频电容,主要以容值准确、耐压、可靠为主。相对于高音分频电容来说,要求相对可以低一些,因为大容值的高档电容实在是太贵了。经常处于一种使用后得不偿失的状态。

  6.钕铁硼的优与劣

  对于扬声器单元来说,磁性材料是它们的骨骼,是它们动力的基础。选用高磁能积的材料制造扬声器单元,是提高扬声器灵敏度的好方法。但不是惟一的方法。

  对于扬声器的磁性材料,尤其是大功率低音扬声器的磁性材料,有一条很重要的标准就是热稳定性一定要好。钕铁硼磁性材料的磁能积很大。但它也有致命伤。一是它本身容易氧化;二是它的热稳定性差。钕铁硼磁性材料的居里温度很低,在80℃时,其性能将下降到参考温度的80%(参考温度为24℃)。这就说明了这样一个问题:如果是一只没有经过特殊散热处理的钕铁硼低音单元,在大功率工作时,由于温度升高的影响,会导致低音的不足。这种音色的变异,对于多数音乐爱好者来说,是可以明显地觉察出来的。

  所以,目前国外的多数扬声器生产厂家,基本上把钕铁硼材料作为高音单元的磁性材料,并采取较为有效的散热措施。很少将钕铁硼磁性材料应用到低音单元的制造工艺之中。

  经过多年的Hi-Fi实践,大多数的人基本上可以明确区分出不同的音频信号线对重播音色造成的微小差别。而由于钕铁硼磁性材料热稳定性差而造成低音单元高于10%的频响变异,将是一个不小的遗憾。

  7.采用减磁法改善音质不可取

  前一阵子,曾经流行过减磁法改善音质的说法。所谓的减磁法,是指在成品音箱的扬声器单元磁体上,吸附一些大号的铁钉子。使单元本身的磁性得到一定的分散,降低了扬声器单元的灵敏度,改变了原有的Q值。采用减磁法调整音箱的重播效果,会起到一定的作用。但减磁法只适合于那些原来听着声音发干、发紧的音箱。不可能适用多数的场合。对于采用减磁法能改善播出的音箱,采用调整音箱内吸音材料和调整音箱倒相管的方法同样可以达到目的,而且音箱的灵敏度不会受到损失。

  8.理想小音箱的频响曲线

  由于小型音箱的低音重播能力受音箱箱体的制约最多,频响测试曲线和主观听音间的差距也最大,这也就对小音箱的频响测试曲线提出了一个折衷的、新的要求。这种要求是:频响的低端不过于追求较低的数字化的效果,不可刻意追求低频端的延伸低于35Hz或更多,因为对于使用小口径低音单元(6 .5英寸以下)的小型书架式音箱,它那低于40Hz的测试频响,在实际应用中的意义不大。但假如把频响测试的低端频率改为50Hz,把曲线变成低端有一个小峰而高频端略有些下降的曲线,将在不超出测试标准的前题下,大为改善重播时的音响效,在重播音乐时,你会感觉到低音比较丰满有力,重播音色厚道、甜美。

  关于音箱的误区,其实还有很多,想在一篇文字中把它说清楚是不可能的。随着科学技术的发展,走出了旧的误区,还会遇到新的误区。因此要想少走弯路,就得真正与国际接轨,不断地学


话说许久前,咱家第一次来做喇叭,也是蒙蒙懂懂,天真地以为喇叭也不过就是单元、分音器与音箱三者的组合,所以应该也不是太难懂的东西。这三样东东有啥学问?老实说,要讲得出一翻大道理,好象也不是容易的事。但是,比较有经验的音响迷往往会发现,喇叭种类的不同导致音色的差距似乎非常大。偏偏喇叭的组成又是这么的容易与直观,反而引出了许许多多的”自创解释”。

先就单元来说好了,在一般音响杂志中常见的单元,要不就是打上自己的品名,要不就是某某名厂的单元,很不幸,前者通常缺乏足够的信息,无论规格也好,特色也好,甚至于材质也好,经常都是在不甚了解的情形之下,对一个喇叭评论员来说,这要怎么办?喔,不能怎么办,只好天下文章一大抄,一旦有人分析过纸质振膜与塑料振膜的优劣之后,只好这里也用用,那里也用用,有一票作者拿来用用,这不打紧,毕竟这种处境在下也不是没经历过,妙得是,久而久之,这种说法到最后竟然会变成真理,当做是一些玩家选喇叭的依据,延申延申着,最后这种观念竟然会影响到自己动动手的音响迷,怪怪这真不是盖的,于是乎,在下就看到有些人在挑单元时,”喔,高音和中音要用不同材质的,这样才配….”

再来,我就甘冒被人家砍的风险好了,反正已经有点习惯了说。谈谈名厂单元,有名,说实在,在资本主义的世界中,没有若干的广告或市场行销,也很难有此威望,这绝非坏事,人家是做生意的,又不是慈善机关,何况愿者上勾,那能怪人家。这些单元零买虽不便宜,但是与某些超级高价喇叭来说,自己做一套的价格很可能只有十分之一,甚至百分之一,想必一定有些人看过这些杂志报导或介绍之后,心中不免盘算盘算着,就算连做几对就算只有一对成功,还是划算呢。这实在是很有趣的现象,我个人相信喇叭这种”只要是知道规格与数据,自己装有可能会比买现成便宜”的特性,是非常非常罕见的,完全违背了大量生产可以创造有利于所有人的理论。

再看看音箱部份。这几年杂志对喇叭自己装或是改机,实在谈得不少。不过有时候看到玄之又玄的说法,我真是蛮震惊地…..有此想象力…..佩服,佩服,真是佩服。无论如何,喇叭箱最常被讨论的,大概就是材质与形状。唉呀呀,很不幸地,在T/S Model中,这两者的重要性远远低于音箱的容积与反射孔。材质重不重要? 当然重要,但以规格来说,其重要性不是我用钢琴响板,还是用重得要命的水泥,反而是有无共振。我们以瀑步图(waterfall)来看,在200Hz以下,如果看到”波涛汹涌”而且持续时间超过50ms的部份,那很可能就是音箱共振的贡献。一般说来,共振时间过常,等于是无缘无故多了些声音出来,一定会对音色有影响,”影响”这字眼用得真是巧妙?好还是不好?无缘无故多出来理论上当然不好,但是有些喇叭的设计却非常巧妙地使用这项特性,例如LS3/5、JBL、Altec、Westlake等,以增加低频的能量,无论怎样说,由于这项工作不易控制,因为调整等于是要大兴土木,换音箱,改喇叭箱,光单元与分音器就够瞧了,何苦再多个变量? 所以我不建议各位将音箱的共振当作自己装的设计项目之一。如何判断音箱是否有共振?很简单,用手指敲敲便知,这就是立民兄以前在"音乐与音响"时很疑惑地问题,每为我介绍一对喇叭,我就去东敲敲西敲敲,这是在做什么? 要知材质好不好,有无共振,最简单的方法就是使用我们的手指…….现在……..立民兄您可知在下在做什么了吧?

之前有人提过中华商场的喇叭箱,老实说,早年我也是爱用者之一,因为价钱确实非常低廉,但不是在下要说,这些人毕竟也是生意人,其木头虽口口声声说是MDF,但是我个人敲起来就不太像,仔细看看内部,经常是某些部份用比较好的木头,有些却用得特别薄,想要没有音箱共振实在难如登天啊,但论其价格,似乎也不必多计较了。中华商场的喇叭箱在我看来,已经算是好的,毕竟价格与品质成正比,但是我个人在使用LMS时却发觉,许多赫赫有名的单元量起来实在不怎么样,规格与公布的不相同就算了,还有严重的造假,例如说以其提供的T/S Parameters计算,怎样努力都算不到这个频率,但是人家的测量图硬是到这个频率,欺负人家不懂model是不? 还有标榜配对的包装,偏偏在下量起来是一点都不配,好象当我们是冤大头一般。

看到这边您可能会对喇叭自己装有点信心动摇了? 其实这不是我的用意,我只想让大家省点钱,不必一味追求价格高昂的单元,钱要花在应该花的地方,就以配对来说好了,既然配不配对结果都差不多,为什么要买配对的? 我只想说,单元的好与不好与价格不见得有正比,而且有些人喜欢用看的挑单元,各位啊,单元的好坏真得是用测量最准,至于原厂提供的数据,唉,大家姑妄听之,姑妄看之,别完全相信就是了。

再来是有关喇叭箱形状的部份。嗯,我个人并不特别喜欢在这方面大作文章,我只想用之前在下一直强调的,喇叭不应该以独立的个体来做思考。以这种观点来看,形状的意义应该在于空间与之的交互反应,而不是单一的考量,例如以绕射来说好了,当我们在无响室时,绕射并不是非常重要的,但是在家居空间中,其重要性就高了,因为反设会对音色有影响。好,在这里我个人也很愿意提供一点个人经验,空间的不对称性其实高到令人难以置信,某些规格的追求,例如说频率的超级平直,或是超精密地配对,投资报酬率并不太理想,这一点请各位参酌参酌。

最后是有关分音器的部份。如果大家问我使不使用发烧组件﹖我的答案 : 是的,我会,我是会使用发烧组件的。很奇怪吗? 一点也不。我个人在设计分音器时,使用这类组件或不使用这类组件,只有一个理由,那就是测量的结果。不用发烧组件,量起来就很好了,那用它干什么?遇到非常不线性的状况时,我会尝试用这些组件看看也没有改善,如果没改善,问题依究,那我会毫不猷豫地拿掉这个组件,有改善当然就留着。绝大多数的情形,我都是使用加并的方法,当然这是指电容的部份,至于电阻与电感,老实说,方法同上,一般实在没太挑惕,因为量起来不见得比较好,听起来也不见得很优秀………

再来是线材。想必不少网友都看过我在家中使用的线材吧? 由此您当可了解在下也不是那种对线材随随便便使用的音响迷。线材的使用,对喇叭设计是否有影响?我的答案 : 用不同的线材不但听起来不一样,连测起来也不一样。同样的问题又产生了,自己装喇叭是否该使用发烧线材?我个人没特别的意见,但我个人是若能不用线材调到理想的结果,那我是不会去使用的。

以上啦哩啦咂讲了这么多,都是一些个人经验的整理,希望提供大家一点自己装喇叭的参考,立民兄一直敦促在下写有关T/S Model的文章,这当然没问题,但是我总觉得一点一点来,先弄清楚喇叭的基本,我们再回到Model来看。个人的经验不代表百分之百正确,希望大家多指教。
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给要买HIFI的TX们大补丸二!(偶在网上得之,不敢独享!)
    啤酒熊仔 2005-01-04 16:37:47 发表于搜狐焦点家居房地产网-谈房论市-珠海装修集采论坛

也谈发烧与录音

SH_KK 发表于 2004-1-11 15:10:03 <所有评论> <我要评论>

特约记者:小溪
编者按:发烧与录音两者紧密相连,前者追求的是声音的重播效果,后者则是对声音的记录。如何才能更好地重播?应该达到什么效果?这是发烧友十分关心的问题,因此了解一定的专业录音知识,对于发烧友而言,是很有必要的。

为此,本刊特约记者采访了李小沛与于建兵两位对于录音与发烧都有颇深见解的资深音响专业人士,就"发烧与录音"这一主题进行了探讨,话题涉及录音设备、数字与模拟、录音载体、监听系统、录音与现场、主观听音、技术与艺术在录制、重播中的作用与地位等方面。访谈内容深入浅出,精彩而充满趣味,值得发烧友仔细品评。以下是采访内容(文中李小沛简称李,于建兵简称于)。


记:当今电子技术的革命使录音技术与硬件设备有了很大的改观,这些改观对录音质量起到了什么作用?有一些什么样的变化?

李:变化还是很大的。比如说声音的信息量、密度、空间、动态等等都有了很大的改善。就说调音台吧,过去用的SSL4000,当时就觉着很好了,可和现在的SSL9000比就差了一大截,这个提高是整体的全面的。另外,从大的概念上讲,今天的录音设备已经跟以前的录音设备完全不一样了,现在能做的东西用以前的设备就做不成。特别是流行音乐,纯电声的音乐。

于:海菲兹时代有很多优秀的录音,但是白噪声也大的惊人,这是录音设备的问题。现在的录音设备失真小,声音细致干净,动态也大。另外,还必须支持像DTS这种多声道录音。

记:是不是流行音乐电子音乐对录音设备有特殊的要求?

李:应该是。流行音乐和电子音乐是离不开电声的,它必须有电声的参与。古典音乐可以不用任何电声设备独立的完成演出,流行音乐不成。那么,电声既然参与了,也就有了一个参与的方式方法的问题,用什么样的感觉去处理这样那样的音乐,这其中全靠录音师去"做",这个"做"也就是创作。而且,这个创作是离不开硬件设备的,你比如说,在某段音乐里我要制造某种特殊的音效,而这种音效又需要有某种技术指标的压缩器……。说到这儿,你也就应该明白了为什么流行音乐在一定程度上对硬件的特殊需求。所以说,当今的录音系统和以前是无法比拟的,它要适应更多的音乐体裁。

另外,我发现无论是什么器材,用几年以后声音就变的乌涂、不清晰了,光彩没有了,没有那么灿烂了,这东西还是有寿命的。

于:有这样的问题。新机器要煲一段时间才好听,可是用过多年以后就又不好听了,变得低频控制力差,解析力下降。这是因为,在新机器时,那些负责传输电流与信号的导体材料会在整机制造或者其它过程中有一些损伤,这时,导体材料中的分子结构因外力的关系而变的凌乱不堪,但用过一段时间后,这些损伤因为电流的流过而得到恢复,也就是说分子结构又会得以沿着一个方向重新排序。大家都有这样的经验,一对在系统上听了几个月喇叭线,或者因为打扫卫生什么的拿下来一会儿,可再装回系统以后就不好听了,声音变的杂乱无章,原因也就是前面所说的问题。机器中的许多元器件都需要老化,经过老化以后电性能才会趋向稳定。

另外,电解电容是基本电子元器件(电阻、晶体管等)中寿命最短的。好一点的电解电容,厂家给出的寿命也就是八千至一万小时,这个一万小时保证的是各项指标都不低于出厂标准。当然,一万小时以后也可以用。只是,用的年头或者贮存时间太长的电解电容充放电的时间常数会变长,所以,声音变的拖泥带水也就不足为怪了。

记:在录音中究竟是硬件设备重要还是录音师的艺术修养重要?

李:硬件设备是个前提,但未必是最重要的。录音师的修养占了主要成分。先说收声吧,怎么摆话筒,怎么认识空间,怎么认定演唱者或者乐器的声音,用什么样的话筒,你需要一个什么样的声音,《响韵》里的大鼓怎么录,哪支话筒干什么,起到一个什么样的作用,这些都是录音师主观方面的东西在起作用。另外,在整体上如何把握声音,用什么样的风格,能否在客观上做到,哪种乐器在不同的音乐里应该怎么去表现,这些都需要录音师的修养。

记:模拟与数字这两套体系在几年前一直是争论不休的话题,李小沛录制的那张《夜来香》就是采用模拟方式,今天听来依然很棒,后来用数字系统录制的《响韵》,成为烧友必备考机名片,但是,细心的朋友们也会发现,里面还同时保留了一段模拟录音,是不是在当时你们对数字录音还设有绝对的信心?对此你们有什么看法?

李:就音质而言,目前数字录音系统还是比不了最顶级的模拟系统。就说调音台吧,现在的数字调音台还是在往模拟的那个味儿上靠。最近我们装的那个Neve882模拟调音台,声音饱满丰润,你几乎可以触摸到声音。而数字的东西你总会感到丢失掉一些信息和细节。但是,数字系统确实很方便,有许多优势,所以录不同的音乐就要采用不同的录音方式,这关键要看从哪个角度来看,是要声音还是要功能,在录流行音乐以及多声道节目的时候,数字系统还是少不了的。

于:新的事物相对于旧的事物总要有一个成熟的过程。对于数字系统,目前看这不够完全成熟,这个不成熟主要是技术层面上的,最主要的问题还是声频信号在数模或者模数转换过程中的精度问题,这其中的误差对于音频而言实在是太不公平了。你总感觉声音被扭曲了,与原有的声音相比,丢掉了一些层次细节,而多出来一些原本?有的东西,比如说,声音的空间中总有一些听上去令人烦躁的空气感。有的时候我也在瞎想,对于声频而言,数字这条路是不是走错了,会不会有更好的途径?因为,技术一旦接近极限就会成为阻碍发展的瓶颈。就像计算机里的CPU,你不可能指望着芯片里的硅片这么无休止的薄下去来提高运算速度吧。实际上,已经有人在另辟蹊径,研究量子计算机了。

在策划《响韵》时,考虑到发烧友很难有机会听到同一个录音的两种录音方式,所以,就从调音台那里分出两路信号,分送模拟与数字录音机,同时记录下那段一模一样的音乐。但是,模拟录音机并不是用了最好的方式,因为当时找不到那台STUDER录音机30inch/s高速档的速度校正磁带,恰好那部录音机的高速档又长期未用过,于是,只好用15inch/s慢速录制。这应该说是模拟的弊病,不象数字系统,有时钟就OK了。

最近的数字系统因为SACD的出现显得有了一些改善,至少它改变了CD从初始便一直沿用至今的16Bit 44.1KHz格式。SACD听上去在声音的密度、层次、声场、定位等方面都较传统的CD好许多,但依然可以听得出它对声音的扭曲,不及好的模拟音源来的那么自然亲切。

李:关于A/D、D/A解码器的采样频率和Bit数,现在看来,并不是标的越高越好,有一些标的很高的解码器,声音还不如那些标的低的解码器。像Apogee的A/D D/A,只有22Bit,STUDER D827 MCH也只有16Bit,声音却很棒。Dcs和db的解码器都是标的24Bit96KHz,但是在声音的方方面面并不都是绝对胜出。所以,技术指标最终必须过耳朵这一关,这也是音频的难点。

于:现在解码器的Bit数和采样频率都是依据芯片技术指标所标出的,这是芯片的最佳值。事实上,由不同的设计师来设计整机,因为周边电路的分布电容、电磁干扰等原因,其最终结果是不同的,即使最好的设计也会损失至少二个以上的Bit数。我曾在合并式功率放大器中插入一个损失为3Bit的、采用D/A、A/D方式转换的音量控制器,结果,声音变差,变的混浊而嘈杂。

记:发烧圈中仍然有相当多的高烧友对LP情有独钟,认为这是目前最具音乐味的录音载体,这种评价是否有其合理性?

李:应该不是。最好的模拟录音载体应该是磁带,那种专业用的二分之一英寸、一英寸的磁带。但是那种磁带不可能普及,太过昂贵。另外,磁带也有很多弊病,不太好保存,它会随着环境温度湿度的影响,随时都在变,比如叠印、消磁什么的,要长久保持一种好的状态很难。

于:应该说,LP的时代已经过去了。就说那个唱头和唱臂吧,我曾经花了几个半天的时间才把它们调到基本满意,可听了十几二十几张片子后,那个状态又不对了,于是,重新又调,调来调去,才发现自己根本就?有好好听片子里的音乐。另外,代价太大,听一次少一次,那片子的声音是一次不如一次,麻烦!至于声音,LP的中高音不错,有味道,低音全然不行,无力,动态也小。

记:对于音响器材的主观听音评价,尽管有相关的主观听音评价的规范和术语,但是,还是做不到相对"客观",致使发烧友们对同一件器材的评价公说公理,婆说婆理,在此,很想听听二位专家的意见。

于:因为是主观听音评价,所以也就不可能客观。但是,这件事情如果完全?有一个客观参照标准也很麻烦,岂不是谁说的都对。这不同于穿衣戴帽,只要在法律与道德的允许下可以随心所欲,甚至可以不穿衣服,因为这是人的权利。音响器材不同,音响器材只是个工具,它是用来重播声音的,准确的再现声音是其唯一的选择。在这方面还是应该确立一个参考点,这个参考点就是真声。

人用来感受外界信息的生理系统很复杂,这是先天的。作为后天的,涉及到人所接受过的生理心理方面的训练,也跟一个人在阅历、学识、审美,甚至风俗宗教等方面息息相关。尽管存在着个体差异,但是,在大的方面还是具有共性的,能达成共识的。所以,我们要求参与主观听音评价的人应该具有一定的听音经验。

李:人的耳朵是需要长期训练的,经过训练的耳朵应该能从声音中辨别出哪些是直达声和哪些是反射声。经过话筒听人声是一回事,进到录音室听真实的人声又是一回事,你必须能分辩出经过话筒调音台它改变了哪些东西,然后才是决定用什么样手段去录,补哪些东西去掉哪些东西。

发烧友对器材的主观听音评价的角度跟专业不太一样。既然说到规范,也就是大家公认的一个标准,录音界对主观听音评价有一个规范,虽然不是很完善,但是大家基本上还是认可的。发烧友?有这个概念,他们也不太接受这个规范,但是规范这东西是基础。发烧友所要求的,有时是在规范之外的一些东西,比如说那高频到了哪儿哪儿了,中频又如何如何了,我个人认为这也?法规范吧?

记:监听系统在录音棚中究竟有多重要?它和家用音响系统有什么区别?发烧友们对此很感兴趣,我们杂志经常收到一些发烧友的来信,询问是选择一套有监听风格的还是选择一套很有音乐味的器材呢?

李:监听非常重要,重要到直接影响到对整个录音的判断。监听所要求的就是声音准确,声音要正,各频段均衡,声染色小。它听上去声音就是"白",怎么进去怎么出来。家用音响因为使用目地的不同,所以跟专业音响有很大的区别。发烧友要的那种声音是经过美花的,有染色的。发烧友总是希望自己的音响系统具有一定的可欣赏性。

还有就是,录不同的音乐对监听系统的要求也不一样,录流行音乐就要求监听系统有比较大的功率余量,这样那个鼓才不至被压缩,"咚咚"的很有劲,否则的话,做出来的东西一定会产生假象。真正好的录音棚应该有多对监听喇叭,毕竟一对喇叭很难把所有类型的音乐都表现好,都反映的很全面。像YAMAHA NS-10这对喇叭,全世界的录音棚都在用它,但是它绝对不好听,可是它又?有什么毛病,用它做出来的东西到了别的喇叭上一般不会难听,至少不会在哪个方面有明显的问题。这样的喇叭作为家用就不太合适。

于:监听系统要的是准确,声音的各个方面都不能太出格,它涉及到一个工业标准问题。而家用音响基本上可以按自己的审美爱好去选择,你?办法强制的去要求他们按什么样的标准去选择。HI-END这个词应该改一下词性,改成形容词,如果是名词,那这器材必须是天下无敌才行。再说,最高最好是不存在的,否则,我们人类还努力什么,已经到头了。

最近几年世界上似乎有这么一种趋势,也就是许多专业监听风格的音响进入家庭,而且获得了发烧友的认可。这说明了两个问题,一是目前的数字音源在动态范围、频响等方面对系统提出了更高的要求,而专业监听音响在此方面具备了这方面的素质;二是发烧友对音响的客观认识以及需求有所改变,希望音响系统的表现力更为全面,不只是听听弦乐人声。

李:我觉着发烧友把监听喇叭搬回家,是对的,一定程度上说,发烧友理智了,走向了听真声听正声的路子,并不是听染色很重的那种声音。我家里也用dynauaio的音箱,但是我还是觉着它的声音太漂亮的一点,如果拿它去做监听,我还是不太乐意。

记:你们如何看待真实的声音和带有一点声染色的声音?

于:声染色对于音响来讲是一个贬义词,包括那些"美丽的染色"。如果声音或者诸如视觉之类的什么东西被染色,那么,你还能看清楚它的本来面目吗?

音响还声系统的理想状态应该是忠实的还原,?有个性,?有器材的自我。而不是去创造一种声音,这一点,与录音不太一样。录音,特别是流行音乐录音,声音创作占有很大的比例。

但是,非常遗憾,到目前为止,世界上任何音响器材都还做不到?有声染色。零失真零染色只是我们未来追逐的目标。

不知为什么,有时我心里总念叨哈姆雷特的那句"上帝给了你们一张脸,你们又替自己另外造了一张。"真的,为什么要替自己再造一张?

李:对于真实声音还是染色的声音这个问题,从录音的角度讲,我是很坚持真实声音的,不要染色的声音。最真实,最自然,最纯美的,就是我要的声音。实际上,为了真实的记录声音这样一句简单的话,经历的过程是很漫长的,从理论到实践,再从实践到理论,技术的、艺术的,不断的去认识,去完善,最终才能很好的去把握它们。

于:小沛对于录音的有些观念,在这些年里还是有比较大的改变。你是不是认为已经被接受的大众审美有它的合理性?还是别的什么因素?

李:转变确实是很大。有些东西连我自己也意识不到。应该说,以前我不太接受专业以外的那些东西,通过录发烧唱片,逐渐接触了一些发烧圈里的事情,发烧友对声音的要求也让我想过,他们所要的那些东西,有些实际上是对声音更高的至善至美的要求,尽管有些东西很难在同一个录音里达到,但是还是很有启发。应该说,这些年我们在观念上审美上有了很大的进步,比以前更完善,更成体系。应该说这些变化的外因,是近些年比较多的接触了一些新观念和新技术,当然也包括发烧这事,内因则是自己对几十年录音工作的沉淀总结。

于:从专业的角度看,我们可以把发烧称为"界外文化",非专业化、非规范化的文化。如果本着"存在必然有其合理性"的原则,这种文化现象应该引起专业界的重视。这其中反映出的一些问题有待进一步从技术的角度去剖析,这样才能跟市场联系的更紧密。

记:唱片录音能不能与现场声做比较?

李:不能。因为现场的那种声音是全息的,它来自四面八方,直达声、早期反射声,林林总总构成了一个很丰富的声场。录音只能把这里面最主要的,最精髓的东西尽可能的记录下来。

于:我认为,这种比较必须是"计权"的。首先,你必须知道这张唱片是在什么样的环境里、用什么器材录制的,然后减去这些因素,这应该是相对的绝对比较。但是这种比较几乎是?有可能的。另外,采用不同的录音方式录出来的东西也不一样,像多话筒录音,声场、乐器音量的比例都变了,也?办法比。比较接近现场声的是用两个话筒录的东西。但是,话筒不同于耳朵,一个是振膜一个是耳神经,一个可以做到线性而另一个非线性。事实上,录音就是在拿线性的器材往非线性的耳朵上靠,尽量接近我们听到的原声。

记得录《响韵》的时候,我跟《音响世界》吕主编,还有中央广播少年合唱团的那帮孩子们在中央电视台门口等人来接。这时,吕主编就跟那帮孩子们说:你们唱一个。于是,孩子们就唱了。我记得,吕主编让那丰富优美的声音给感动的两眼发亮,兴奋之极。后来,唱片出来了,吕主编给我打电话,对那童声合唱的声音表示失望。其实,这早就在我意料之中。因为,人声的合唱很难录,特别是人声那种丰富的谐音,录音很难把它捕捉到,除非有那种混响时间很长的教堂之类的场所。如果你加上人工混响,马上就会感到不自然,假!真实声音在演唱一个合声时,比如说纯五度吧,你听到的一定不是1和5两个音,而是它们的谐音,如果还有别的合声,这些谐音还会与别的合声再次产生谐音,互相作用,非常丰富。如果再加上建筑声学的特性,真的,复杂大了。就跟小沛说的:记录不下来。

记:怎样去搭配一套音响才好?

于:第一个原则就是不要花冤枉钱。整套器材的档次要基本上相配,如果你整套器材花了五万块钱,结果,CD就用了两万,那么,这两万元CD的优势肯定发挥不出来。事实上,好的搭配就是使器材的各种指标能够匹配。功放和音箱的搭配最为重要,因为,在这个接口上会有很多问题,如功放的频响、输出内阻、功率、转换速率、电流驱动能力等等。而音箱呐,又有效率、阻抗曲线、音色走向等等问题。最好的办法就是把他们放在一起听一下,放放各类型的音乐,看看动态、分析力、音色、高中低音的均衡度有无问题。

记:家用音响系统有一个搭配问题,专业录音设备存不存在这样的问题?

李:专业录音设备的搭配较之家用音响要严谨的多,可以说,一个方案的确定是要经过反复调研论证,最后才确定方案。专业系统的搭配应该说是个系统工程,它不能按着你的个人喜好去配。录音棚是一个公共厂所,它要求的是一个大家的标准,国家的标准。

记:请你们用最简洁的话对发烧友讲几句你们最想说的。

于:一套器材搭配好以后,好好听音乐吧,音乐可以给你很多很多。

李:热情投入,理性发烧。


(刊载于2002.10《音响世界》杂志)


在有的问题上不敢苟同
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这个“杂七杂八”,是L版希望168的大侠们专业一点的意思?但是,论坛论坛,无论就不成坛了,太专业时就论不起来!
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好贴,谢L版!
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怎样开始音箱的设计之“设计流派”

         你喜欢什么样的声音?答案应该因人而异,每个人都有不同的爱好、侧重点。某些人认为音色最重要,某些人喜欢整体的感觉,另外一些人则喜欢强大的三维空间感或强烈的透明感、声像等等......

    “完美无暇的声音”往往是广告用语,你应该知道什么对你是最重要的,目前的扬声器都不能满足所有人的要求。

    设计者只能根据自己的主观因素来进行设计,不能简单的说某一方法是正确或另一方法是错误的。如果有人说某种方法才是正确的,其他都有问题,那可能他正沉醉于自己发明的某一方法或信奉于某一设计流派之下。

    我自己的立场?我当然不是某流派的教徒,我注意平坦的响应,小的能量残存,小的互调失真、并令人能产生非常逼真的感觉。下面介绍几种不同的方法,看看是怎样采用这几种方法达到他们认为完美的结果的。

注重脉冲响应(三维声像)的流派

     Duntech、Thiel、Spica和Vandersteen 的产品属于这一类,设计者不惜高昂的代价来控制有害的反射,并达至单元相位的连贯性,通常使用一阶(6dB/Oct)的分频器,个别如Spica可能采用三阶(18dB/Oct)或四阶(24dB/Oct)的的高斯或贝塞尔分频器。

    这是唯一能提供准确的脉冲响应的流派,有时比静电式、铝带式的响应还要好。可是相位变化、脉冲响应的可知性在音响工程中备受争议。而另外的一些工程师则认为,过分注意正确的脉冲响应根本是浪费时间和金钱。

    典型的相位连贯设计中,单元要求很高,其频宽要超过实际需要的两倍以上,因此单元非常昂贵,并在分频器中进行精确的修正。实际上要控制声音的辐射图和控制单元的谐振在一阶的分频器中是非常困难的事情。

    衡量该设计是否成功就要看他是否有十分精确的声像和空间感,如果达不到的话,该设计不成功--因为这正是该流派的最重要的目标。

平坦响应(客观设计)流派

    多数的英国、加拿大的音箱属于该流派,它们拥有非常平坦的频率响应,英国的产品侧重1米或2米的轴向频率响应而加拿大侧重于半球辐射角度内的离轴响应要好。

    他们采用由BBC、NRC根据多次盲听的结果分析而提出了测试的方法。这一派的设计者往往具有著名大学的学位,信奉客观的测试结果,补品线材、电阻电容、直热真空管等如果经不起盲听测试的“神秘效果”,他们都不相信。

    BBC在60年代初最先精确测量和识别了喇叭单元、箱体的谐振、响应问题。许多英国音箱仍然在该领域占优势。实际上,可听的谐振往往比用正弦波测试的结果要低20DB以上,BBC首先认识到该问题, 于是采用特殊的方法来测试声染色、谐振的现象,该方法成为现在测量系统如FFT、TDS、MLSSA的标准部分。

    客观设计往往采用三阶(18dB/Oct)巴氏或四阶(24dB/Oct)林氏滤波器。提供最平坦精确的带内响应和最小的带外互调失真, 但代价是脉冲响应出现严重的过冲。KEF的Laurie Fincham在70年代就用计算机进行优化,设计出具有精确声学衰减特性并带谐振修正的分频器。现在在任何的486、586计算机上都可以采用XOPT、LEAP等软件来实现分频器的优化,现今对设计者的要求是不管其设计流派、哲学如何,应能设计出具有精确声学衰减特性的分频器。

    近来英国的设计者非常注意高质量的音箱支架。客观设计者往往不注意脉冲响应,也不注意单靠主观听音而区别出的电容、电感和线材,反而,他们重点是研究如何提高单元的质量、控制箱体谐振和精确的配对。

设计简单而主观的流派

    某些意大利、斯堪的纳维亚人、英国、美国的音箱属于该流派。其分频器非常简单,有时只有一个保护高音单元的电容(甚至意大利的Sonus Faber连这个电容也取消了,我搞不清怎样保护高音单元),它们使用的单元是最优质的,使用的线材和箱体材料也很高级。

    这一流派往往不注重测量指标,这种哲学概念指导下,单元的谐振没有任何的修正,简单的分频器带来的频率、相位、脉冲的偏差也认为可以接受。 其表现依赖系统中的其他器材。他们尽管具有一定的声染色,但实际上能营造出令人激动的效果和投入感。

号角和高效率流派

    许多日本的HI-END音箱和少数法国、意大利、英国、美国的音箱属于该流派。该类哲学起源于西电的影院扬声器,Paul Voigt的抛物线号角和其他混血产品,具有很高的效率。最好使用小功率的直热三极管单端甲类功放来推动,以达到最佳效果。如果使用晶体管放大器,就算是甲类,常常会非常乏味。

    号角通常具有非常低的谐波失真、调制失真和非常平坦的频率响应,但频率范围狭窄,在频率范围的两端有非常快速的衰减。而且脉冲响应、衍射、辐射范围非常难搞好,因此西方的HI-END系统很小采用,而将其留到专业、音响工程的范畴内使用。

    然而,在过去的十年,美国的Bruce Edgar和日本的一些人却使号角的设计有重大的进展。得到了一些杂志的肯定,并开始向HI-END、ULTRA-HI的领域迈进。

    我自己的意见?我也完全地可能喜欢新类型的号角,但现在我还不能说什么,因为我正准备将 Edgar的中音号角加入整个系统。

(按:以下介绍非电动式的喇叭单元)

静电平面式

     少数的英国、美国、日本的公司制造这种产品,设计良好的静电扬声器具有最好的线性和保持活塞运动,同时具有低失真、脉冲响应非常好的优点,QUAD首先生产的静电扬声器非常著名而且超越同时代其他产品十年。

    当然也有缺点:例如低效率、阻抗低以至令放大器非常难推动、有限的动态的范围、易损坏、缺乏低音等,而且偶极辐射图形使其高音特性对房间非常敏感,这些都很难解决,特别是其大面积振膜发声,对声像定位非常不利。

    老式的QUAD采用最普遍的方法,“面对面”的3路系统,使用逐渐减少的振膜平面来产生高频,新型的就采用复杂的相位阵列系统达到接近球形的辐射图。而Martin-Logan的设计采用圆柱形的面板,但仍然存在同样的问题。所有的静电扬声器在200HZ下和8KHZ上某点有谐振。

    简而言之,静电扬声器有很好的中音、深度,频率两端延伸、声像还可以,动态有限。

铝带和电磁平板式

    小数美国厂家生产,如Apogee、Magnepan、Eminent Technology等,又分两类,铝带式使用非常薄的、波纹状的铝带(音圈)放在磁场中左右运动;电磁平板式使用Kapton或聚脂薄膜,音圈印刷或粘贴在振膜上。

    电磁平板式通常使用磁铁阵列在振膜的后方或振膜的前后方都有磁铁(按推挽方式工作),但磁场分布不太均匀所以比静电扬声器失真大、但输出声压也大得多。

    电磁平板式的磁隙比动圈式的要大、磁场中导线长度要短,因此电磁耦合要差。在动圈式中高BL积意味着有强烈的磁场和有较多的音圈放置在磁场中,产生的反电动势较大,要求功放要有高的阻尼和低的连线电阻;但在电磁平板式中阻尼主要由振膜的弹性和空气阻力产生,功放的影响相对较小。而且阻抗和效率很低,如果企图通过加长“导线”来提高性能,又会导致相位的响应变差。

    它们有统一的驱动,接近线性声源,但阻抗、效率太低了,因此不能用在低音单元中,许多实际的铝带单元通常使用阻抗变换器来匹配其低达0.5欧姆的阻抗。

    电磁平板式的声音介于动圈、静电式之间。中、高频染色少,辐射图类似静电式,因此其低音、声像的问题也相似,也很难用功放阻尼去改变声音。这一类型的音箱对房间最敏感,在某些房间里需要对平滑的低音和声像定位中取舍,因此我不喜欢,但我知道许多人喜欢其自然、开放的声音,而且铝带高音比动圈、静电的都要好,仅仅次于“无质量”的高音单元。

神奇的“无质量”喇叭

    其原理是使用音乐脉冲电离气体来发出声音(电离的是氦气,不能为空气,否则会产生臭氧危害健康),因此直到100KHZ或以上都无谐振、相位精确、频响平坦、几乎没有失真。

    我记得听 Plasmatronics是在1979年的冬季CES上,可以说从来没有听到如此的高音单元---在黑暗的房间看起来像电子管般发出蓝紫色的光,它们发出最美妙的声音,测量结果也最好,其“振膜”有质量,但跟空气的质量一样,因此声耦合是1:1的。其效率就很难去描述,用电子管的屏极电压可以直接去控制。 这大概是扬声器发展的终点。(美)LYNN OLSEN 原著
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怎样开始音箱的设计之“驱动单元”

    



    驱动单元

    在音箱里驱动单元确定了音箱能达到的最终效果(当然是其余部分都设计正确的话),并在整个HIFI系统中扮演最重要的角色。正如前述,世界上根本没有完美的驱动单元(可能在十年后或更长时间内会出现)。因为完美的驱动单元其振膜要求密度跟空气一样,全频范围内有极佳的统一的线性运动,全无各种类型的失真 ---要达到这点我们还有许多的路要走,不过不要灰心,随着材料科学的迅猛发展,我相信每隔2、3年都有重大的突破促进驱动器的发展。这要多谢大量的计算机模拟应用于材料力学、航空科技等领域,研究出高性能的材料代替原来昂贵、沉重的材料。现在已经广泛使用Kevlar、合成碳纤维和铸铝等材料,我们正期待合成钻石、超低密度硅玻璃胶体、新的金属和单晶碳等材料在振膜的应用。

    所有类型的单元设计者要权衡的问题,主要是振膜既要保持良好的活塞运动(需要刚性),而又不会在中高频产生谐振(需要良好的自阻尼),而且还带来两个附加问题:空腔共鸣和磁力的非线性。

活塞运动:

刚硬的振膜意味着音圈的加速度能快速精确地传送到锥盆、球顶的整个表面上,具有快速的脉冲响应,低调制失真和和非常清晰透明的声音,即通常说的“快”,但通常“客观流派”的设计者会疑问:“经过分频器后,电感阻挡了脉冲上升的速度,低音、中音单元为什么会快呢?”,这实际是误会,他们没有说到一块了,其实这里的“快”是指单元在较大范围有活塞运动,而且其频响平直、对脉冲能快速响应、余振的衰减快。那么是不是够硬的物体都能做振膜,当然不是,例如青铜,够硬而且容易成型,古代用其来做铃、钟等,它有很长时间的谐振,衰减十分缓慢,一方面因为钟本身需要足够长的时间的振动衰减,所以结构做得比较特别以达到目的;另一方面钟的振动通过空气进行衰减,其与空气的耦合程度较低,因此空气带来的阻尼就很小。

自阻尼:

    同样地,我们要求音圈能对锥盆和球顶进行制动,不想让它们在无信号经过音圈时自己振动,但不幸的是,目前所有的材料都只有一点点自阻尼,振动的持续时间是非常长的(即振动的Q值较高),一个方法是使用非常重的橡胶环粘贴在振膜上,但这会使频响不平而且灵敏度大大降低,因此不可行。

    目前最好的防弹纤维、碳纤维和铝盆单元最少也有一个高Q的谐振点在其工作频率的高端,在这点,声压很高,余振非常大导致声染色很大,因此有时也称为盆分裂点。而且防弹纤维、碳纤维、纸盆单元的盆分裂不是逐步的,而是突然的。这就需要急速衰减的高阶滤波器和一些陷波器去修正该谐振峰,但通常这些点在3-5KHZ之间,人耳对其非常敏感,一点点的染色都会令人察觉。

    实际上目前使用非常广泛的二分频扬声器都存在该问题,这些设计通常采用6-8英寸的防弹纤维、碳纤维和铝盆单元结合高音单元,因为它们的分频点通常设在3-5KHZ,这就很难兼顾既要抑制其谐振点又要在该点左右跟高音单元协调地发声。例如为减少低音单元谐振点的影响而将分频点取低,高音单元就会有较大的功率输入,容易超出其线性范围,使失真增大,而且分频点如果比较接近高音单元的F0,高音单元的自阻尼也变差,高音声染色大,频响起落也大。将分频点取高,低音单元盆分裂的现象就会出现,使声染色非常严重。因此较好的设计通常使用24DB/OCT的滤波器。

    顺便提一句,我很喜欢防弹纤维、碳纤维的声音,正如上所述,刚硬的锥盆有其速度的优点,但太难控制其盆分裂现象了。因此有人使用高内耗的材料制造锥盆(以前使用塑料、但目前渐渐被聚丙烯等材料取代),它们有良好的自阻尼。这种材料通常有很平滑的频响曲线甚至可以使用6dB/Oct的滤波器,但其中的大多数我不喜欢,因为在中低声压输出时我觉得声音较模糊,其较软的材料通常也带来较大的失真。

    我想通常在软球顶高音单元中也会发生这种情况,整个工作频段内它们都存在盆分裂,虽然它们很高的自阻尼使这种情况用仪器测量不出来,但耳朵可以听出来。但目前最好的软球顶高音使用了一些合成技术和涂料改进硬度,而且没有引起频响的劣化,优秀的例子是Dynaudio、Scan-Speak、Vifa的高档软球顶高音单元。

空腔共鸣:

    虽然中低音单元的防尘帽(或高音的球顶)看起来没什么,但它跟中心导磁柱之间形成了很小的共鸣空腔。一个著名的例子是使用在LS3/5A上的B110单元,在1500HZ有一个很宽范围的频响上爬,在4500HZ附近还有3个非常高Q的峰值点,这其实是典型的防尘帽引起的共鸣。70年代流行的AUDAX的1寸软高音,同样在9到16KHZ发生上述问题,以前采用填充羊毛等材料将这些点的峰值抑制,但效果并不好,依然有1-3DB的峰存在。

    现在,通常采用两种办法解决该问题,一是采用有中心通气孔的导磁柱(例如Dynaudio、Scan-Speak、Vifa),另一方法是采用相位塞代替防尘帽(例如Audax、Focal), Dynaudio 的Esotec D-260、Esotar T-330D和Scan-Speak D2905/9000高音成功地采用中心通气孔的导磁柱,因此后方的负载类似传输线,能产生良好的阻尼。它们被用在广受赞扬的Sonus Faber Extrema 和ProAc Response 3中。与其形成对比的是,Focal的 T120 、T120K使用反转的玻璃纤维、防弹纤维球顶,在工作频率间产生许多峰值,虽然许多人为其喝彩,但我不大喜欢。

磁场的非线性:

    如果磁场是恒定的,类似空气芯电感,那音圈产生的电感值也是恒定的,因此其阻抗随频率的变化可以通过使用简单的RC补偿电路抵消。但音圈线圈放在磁场里,并在磁隙中运动,磁场分布是非线性的,因此音圈的电感值也是非线性的,因此其阻抗随频率变化也是非线性的。

    这种非线性带来很多问题,首先它影响了单元的高端频响, 其次它引起了声音的延时(相对高音单元而言)。大功率信号的输入更加剧了这种情况,当音圈位移超出其线性位移时,磁场的变化更大。例如较佳的8" Vifa 单元P21W0-12-08, 其线性位移只有8mm(正负各4mm),其它典型的8寸单元只有6mm,大多数的中音单元只有1-3mm,当它们发出较低的频率时,往往超出其线性范围,音圈的感应调制就出现,在整个频率范围内产生IM、FM调制失真,这种情况大量地产生在2路或中频分音点较低的3路系统中。

    有没有解决的办法?当然有,Scan-Speak的SD磁路系统和Dynaudio 的DTL磁路系统使用铜短路环来降低音圈的自感应系数,例如 8"的 Scan-Speak 21W/8554,或许是世界上最好的8寸单元,它的音圈电感只有0.1mH, 作为对比的8" Vifa P21W0-20-08则高达0.9mH。

    另外,音圈的自感应系数变化的问题同样带来比较隐蔽的问题,我们知道,驱动单元的高端频率滚降特性由单元的机械滚降特性和音圈的自感应系数(这里引起了电滚降特性)确定,好的单元的机械滚降特性频率比电滚降特性频率要低,使合成的总特性较好。但很多单元的电滚降特性却比机械滚降特性要低,这样会产生强烈的调制和瞬态特性变坏。(美)LYNN OLSEN 原著
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