在音響系統(tǒng)中,音箱的結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單,但所起的作用卻最重要。音箱是音響系統(tǒng)中最終的環(huán)節(jié),是把電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲音信號(hào)的關(guān)鍵設(shè)備。由于音箱的結(jié)構(gòu)部件不多,這就導(dǎo)致了任何一點(diǎn)的不足就會(huì)影響整個(gè)重播的效果。然而對(duì)于音箱的評(píng)價(jià),一般又是以主觀聽(tīng)音——最終音樂(lè)重播的好壞作為標(biāo)準(zhǔn)的。因此,也就產(chǎn)生了以下的第一個(gè)問(wèn)題:這就是音箱的技術(shù)測(cè)試和主觀音質(zhì)評(píng)價(jià)的統(tǒng)一問(wèn)題。
一、關(guān)于音箱的測(cè)和聽(tīng)
具有一定HiFi經(jīng)驗(yàn)的朋友,都會(huì)有這樣一個(gè)共識(shí):這就是音箱的技術(shù)指標(biāo)和主觀試聽(tīng)存在著差距。
為什么會(huì)這樣?這就要從頭、從現(xiàn)行的音箱測(cè)試的主要技術(shù)指標(biāo)談起。
在音箱的技術(shù)指標(biāo)中,最重要的有如下幾條:這就是頻率范圍、承受功率、靈敏度和相位特性以及瞬態(tài)特性。
頻率范圍又稱頻響,是指音箱中從低音到高音的重播范圍。在某些時(shí)候,一對(duì)小型民用音箱和一對(duì)大型監(jiān)聽(tīng)音箱標(biāo)出的頻響范圍可能是一致的;但在主觀聽(tīng)音時(shí)的感覺(jué)卻截然不同。這到底是為什么呢?難道是測(cè)試不準(zhǔn)確還是有人故意做假嗎?在正常的情況下,上述的推測(cè)都不對(duì),而是另有原因。
原因1:目前的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際應(yīng)用中的距離
目前的頻響測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),仍沿用多年以前的1瓦米的標(biāo)準(zhǔn)。在多年以前制定音響測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)時(shí),1瓦1米下的音箱頻響曲線,在很多的時(shí)候,代表了滿功率的測(cè)試,是接近實(shí)際使用中的情況的。那個(gè)時(shí)代的音箱,基本上屬于小功率、高靈敏度型的。對(duì)于輸入1W的測(cè)試功率來(lái)說(shuō),基本上代表了小功率音箱的實(shí)際工作狀態(tài)。而近年來(lái),隨著音箱制造技術(shù)的發(fā)展,絕大多數(shù)的音箱已經(jīng)大功率、低靈敏度化了。這就使目前的頻響測(cè)試,離實(shí)際使用的差距越來(lái)越大。
目前多數(shù)的音箱(主要是指家用音箱),它們的承受功率都超過(guò)了50W,有些甚至達(dá)到了200W。而靈敏度,僅僅能達(dá)到82~86dB。
在這種情況下仍采用1瓦米的頻響測(cè)試,就會(huì)產(chǎn)生測(cè)試與使用不符的情況。輸入1W的測(cè)試信號(hào),僅相當(dāng)于多數(shù)音箱功率的1/50~1/200,而這些音箱的實(shí)際使用功率一般為15~50W,峰值時(shí)甚至?xí)_(dá)到滿功率使用,這就引出了一個(gè)測(cè)試本身偏離實(shí)際的問(wèn)題。
一個(gè)準(zhǔn)確、可行的測(cè)度方法,理應(yīng)盡量去模擬被測(cè)試器材的實(shí)際工作狀態(tài),這時(shí)的測(cè)試結(jié)果才最為有效。
因此,在音箱的頻響測(cè)試時(shí),如果能增加一項(xiàng)半功率頻響測(cè)試,那這條半功率頻響曲線,將對(duì)音箱的實(shí)際工作產(chǎn)生最現(xiàn)實(shí)的影響。
例如,一只標(biāo)稱為200W的小型音箱,當(dāng)使用100W半功率測(cè)試信號(hào)去測(cè)試它時(shí),你將會(huì)看到它在低頻方面的嚴(yán)重劣化與失真度的大幅度增加。
為什么會(huì)是這樣?這是因?yàn)榈鸵魮P(yáng)聲器單元受音箱等效內(nèi)容積的制約和受倒相管等因素的影響,還有箱體自身的諧振增大,必然會(huì)產(chǎn)生以上的結(jié)果。
用1W的小功率信號(hào)測(cè)試音箱只相當(dāng)于沒(méi)受過(guò)專業(yè)訓(xùn)練的人小聲唱歌劇,不是實(shí)際工作狀態(tài),而真正的實(shí)際工作狀態(tài)是到舞臺(tái)上大聲唱,所以小嗓子的好聽(tīng)和舞臺(tái)上的演出完全是不同的概念,是兩回事。
因此,對(duì)現(xiàn)代音箱增加半功率的頻響測(cè)試,不但具有非常現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義,而具有打假的功效——可以使那些標(biāo)稱2000W的小音箱徹底暴露出本來(lái)面目。
原因2:現(xiàn)行的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于寬松
主觀聽(tīng)音和頻響測(cè)試的不統(tǒng)一,還有另外一個(gè)原因,這就是目前的測(cè)試指標(biāo)過(guò)于寬松,不夠嚴(yán)格。
現(xiàn)行的音箱頻響測(cè)試,以-3dB為標(biāo)準(zhǔn)。換句話說(shuō),是以高頻端和低頻端發(fā)出的聲音衰減一半時(shí)的頻率作為計(jì)量的最終頻率。
對(duì)于高音單元制作技術(shù)不斷發(fā)展成熟的今天,一只中檔以上的高音頭發(fā)出20kHz的高音已毫無(wú)問(wèn)題。目前世界上最先進(jìn)的絹膜軟球頂高音的高頻已達(dá)到了40 kHz,而金屬膜的高音頭高頻上限已達(dá)到了80 kHz。再加上高音單元受音箱箱體的影響較小,所以目前中檔以上的新型音箱,高頻方面不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。對(duì)高頻重播影響較大的,僅僅限于高音單元的低端分頻點(diǎn)的選擇、與中音單元的銜接是否優(yōu)秀和是否有足夠的功率余量。
對(duì)于低音單元來(lái)說(shuō),情況就復(fù)雜得多。盡管低音單元的制造技術(shù)也有著很大的發(fā)展,尤其是新型的振膜材料不斷問(wèn)世,低音單元的技術(shù)指標(biāo)也已經(jīng)不錯(cuò)了。但低音單元的測(cè)試指標(biāo),和它裝在音箱上之后的實(shí)際指標(biāo)之間的差距是很明顯的。有些時(shí)候,一只優(yōu)秀的低音單元,裝在一只毛病百出的音箱箱體之上,將使它原有的優(yōu)點(diǎn)徹底喪失。
例如設(shè)計(jì)不合格的箱體,會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的中低頻諧振,這種諧振不僅會(huì)使音箱重播時(shí)產(chǎn)生聲音染色,而且還造成測(cè)試曲線的劣化。
大型監(jiān)聽(tīng)音箱的測(cè)試指標(biāo)比較“準(zhǔn)”,其實(shí)這個(gè)“準(zhǔn)”字在此處并不代表正確無(wú)誤,而是指測(cè)試指標(biāo)與主觀聽(tīng)音更加接近。既然前邊提到了目前以1瓦1米的測(cè)試方法存在著不足,那么在現(xiàn)行的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi),有哪些音箱的技術(shù)測(cè)試與主觀聽(tīng)音結(jié)果最為接近呢?答案如下:這就是大型監(jiān)聽(tīng)音箱和質(zhì)量比較好的大型民用音箱。
結(jié)果為什么會(huì)是大型音箱?其原因有三。其一是大型音箱的箱體內(nèi)容積大,所以在實(shí)際工作中的低頻響應(yīng)受箱體內(nèi)容積的制約就小。其二是大型音箱的承受功率較大、功率余量較大,在工作中達(dá)到過(guò)載失真的可能性相對(duì)比較小。尤其是大型監(jiān)聽(tīng)音箱,所留的功率余量非常大,根本沒(méi)有產(chǎn)生過(guò)載失真的可能性。其三是大型音箱的低音單元口徑相對(duì)比較大,在產(chǎn)生同樣的低音時(shí),單元的行程很小,失真也就相對(duì)比較小。
二、關(guān)于音箱的具體誤區(qū)
1. 大音圈長(zhǎng)行程的說(shuō)法不夠準(zhǔn)確
常聽(tīng)見(jiàn)有人提到大音圈長(zhǎng)行程一說(shuō)。所謂大音圈,是指音圈的直徑比較大,這很好理解。但長(zhǎng)行程,就另當(dāng)別論了。因?yàn)殚L(zhǎng)行程只是一個(gè)相對(duì)的概念,在有真正可比性的前題下,音圈越大,行程只能相對(duì)越短而絲毫不可能加長(zhǎng)。
決定低音揚(yáng)聲器行程的另一個(gè)因素是粘貼在揚(yáng)聲器紙盆底部的定芯支片。因?yàn)閾P(yáng)聲器紙盆只有通過(guò)折環(huán)和定芯支片的兩點(diǎn)固定,才能使揚(yáng)聲器紙盆可靠地前后運(yùn)動(dòng)。定芯支片由加了膠的棉麻纖維、合成材料制成。定芯支片的彈性范圍是有限度的。所以目前制約低音單元行程的,并不是橡膠折環(huán),而是定芯支片。由于定芯支片的直徑不可能做得很大,絕不會(huì)達(dá)到或超過(guò)橡膠折環(huán)的直徑,所以音圈的直徑越大,而定芯支片的直徑又有限,留給定芯支片的活動(dòng)范圍就越小,換句話說(shuō)就是揚(yáng)聲器的行程越小。只有在音圈較小時(shí),定芯支片可活動(dòng)的范圍才相對(duì)比較寬裕,所以,大音圈、長(zhǎng)行程的低音單元只是一種相對(duì)而言的說(shuō)法,并不準(zhǔn)確。
2. 長(zhǎng)行程的小口徑低音單元代替不了大口徑低音單元
常常有人說(shuō),小口徑長(zhǎng)行程低音單元,只要行程夠長(zhǎng),就可以發(fā)出足夠的低音。這是一種錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。從理論上講,只要在同一單位時(shí)間里,驅(qū)動(dòng)同體積的空氣就可以產(chǎn)生同等級(jí)的聲壓。但具體到低音單元來(lái)說(shuō),這是不現(xiàn)實(shí)的。因?yàn)檫^(guò)大的行程和過(guò)強(qiáng)的空氣壓縮比,會(huì)導(dǎo)致重播的聲音嚴(yán)重失真。對(duì)于大口徑的低音單元(直徑在200mm以上),在達(dá)到足夠的聲壓時(shí),由于揚(yáng)聲器紙盆的驅(qū)動(dòng)面積大而行程較短,重播時(shí)的失真較小,音色較好。既使是在一種比較理想的狀態(tài)下,目前的音箱聲失真也只能做到1%。在小口徑、長(zhǎng)行程低音單元工作時(shí),由于過(guò)大的行程導(dǎo)致失真度的迅速上升,是一種保量不保質(zhì)的假象。所以對(duì)于多數(shù)的小型、小口徑的音箱來(lái)說(shuō),既便是音箱的小功率測(cè)試低頻還可以,但在實(shí)際使用中與大型大口徑音箱來(lái)比,差距還是相當(dāng)大的,是本質(zhì)性的差別。所以在有條件的時(shí)候,選擇大型的音箱是有道理的。
3. 低靈敏度音箱的音色各不相同
曾經(jīng)有一個(gè)時(shí)期流行著這樣一種說(shuō)法,這就是低靈敏度的音箱音色好。其實(shí)這只是一種比較片面又不科學(xué)的說(shuō)法。
決定音箱音色好壞的主要因素只有頻響、瞬態(tài)特性、阻尼特性和承受功率等幾方面。與靈敏度無(wú)關(guān)。換句話說(shuō),對(duì)于同樣承受功率的音箱來(lái)說(shuō),在相同的重播音量下,靈敏度越低的音箱,所需要的輸入功率越大,就越接近過(guò)載,失真會(huì)相對(duì)增加。
在20年前,由于揚(yáng)聲器單元自身的技術(shù)質(zhì)量還沒(méi)有達(dá)到一個(gè)比較好的程度。在制作音箱時(shí),只能在分頻器上加了很多的衰減校正電路。最終的結(jié)果是頻響曲線直了,但靈敏度大幅度地降低了,只能達(dá)到82dB左右。在這種情況下,通常要用大功率的功放才能較好地驅(qū)動(dòng)低靈敏度的音箱,但在大功率的驅(qū)動(dòng)下,低靈敏度的小型音箱很容易產(chǎn)生過(guò)載失真,甚至不能播放某些大動(dòng)態(tài)的音樂(lè)作品。
由于音響科技的發(fā)展,目前已有多種型號(hào)的靈敏度超過(guò)100dB的監(jiān)聽(tīng)級(jí)、HiFi級(jí)的音箱問(wèn)世,其最高靈敏度已經(jīng)接近110dB。
4. 音箱內(nèi)的吸音棉并不代表質(zhì)量檔次
“沒(méi)有吸音棉的音箱是低檔的音箱”,這種說(shuō)法是不準(zhǔn)確的。
低檔的音箱里沒(méi)有吸音材料,這是一個(gè)現(xiàn)實(shí)。
在套裝機(jī)和廉價(jià)的成品音箱中,基本上都沒(méi)有填充吸音材料。因此,就有人得出了這樣一個(gè)結(jié)論:低檔的音箱里沒(méi)有吸音棉,往低檔音箱里加入填充材料可以改善重播效果。
其實(shí)上述的結(jié)論沒(méi)有什么因果關(guān)系,不存在內(nèi)在的任何關(guān)聯(lián)。
吸音材料在音箱中只起兩個(gè)作用,一是消除音箱箱體的某些諧振與染色;二是適當(dāng)縮小音箱的體積。對(duì)于音箱屬于哪個(gè)檔次毫無(wú)關(guān)系。
有些人以為往音箱中增加填充物是一劑萬(wàn)能的良藥,這就大錯(cuò)而特錯(cuò)了。
其一,只要音箱的箱體設(shè)計(jì)合理,自身沒(méi)有明顯的諧振,箱體又足夠大,完全可以不加填充材料就能制作出高品質(zhì)的音箱。在全世界的音箱制作領(lǐng)域中,這種成功的例子很多。在音箱箱體中不加填充材料,對(duì)音箱的瞬態(tài)特性有好處。
一只經(jīng)過(guò)認(rèn)真設(shè)計(jì)、認(rèn)真加工制造的音箱,其出廠時(shí)已基本上達(dá)到了一個(gè)比較理想的狀態(tài)。在這種情況下隨意改變音箱內(nèi)填充材料的有無(wú)、多少,會(huì)對(duì)音箱的重播造成很多影響,而這些影響多數(shù)是負(fù)面的。
過(guò)多的填充物,會(huì)造成重播時(shí)的聲音發(fā)肉,瞬態(tài)特性差,有氣無(wú)力。雖然在測(cè)試時(shí),曲線會(huì)有所改善,但主觀聽(tīng)音時(shí)聲音表現(xiàn)則會(huì)劣化。有一點(diǎn)必須要明確,這就是音箱是聽(tīng)的,不是看的。
5. 關(guān)于音箱的分頻器
在音箱的分頻器中,主要的只有3類元器件:這就是電感線圈、電容和電阻。
電阻的作用是衰減器,用來(lái)平衡各頻段的聲音比例。選用時(shí)只要功率夠大就行。對(duì)于小型音箱的高音衰減
電阻來(lái)說(shuō),選用金屬膜的電阻效果會(huì)好一些。
電感的作用是濾除高音,選通低音。近年來(lái)流行了很多種用異型漆包線繞制的電感線圈。其中有多股絞合漆包線、六角型漆包線和帶狀漆包線等等。每一種異型線材的電感線圈,都被稱之為具有某種神力。但事實(shí)真的如此嗎?其實(shí)不然。
對(duì)于音箱用電感線圈的要求,只有三條。一條是電感數(shù)值準(zhǔn)確;一條是自身的直流電阻低;一條是不易產(chǎn)生飽合失真。
關(guān)于數(shù)值準(zhǔn)確,只要在生產(chǎn)過(guò)程中,逐只用高精度的儀表去測(cè)量、校準(zhǔn)就行了。
要想降低電感線圈的自身電阻,就必須提高漆包線自身的導(dǎo)電能力。漆包線自身的導(dǎo)電能力和它們的截面積與截面形狀有著密不可分的直接關(guān)系。當(dāng)導(dǎo)線的橫截面為圓形、正方形、六角形時(shí),效率最高。
具體到繞制電感線圈,六角形橫截面的漆包線,可以有效地減少匝間的空隙,提高電感的效率。尤其是圈數(shù)較大的多層線圈,改善的效果將十分明顯。但采用六角形漆包線時(shí),制作成本也會(huì)大幅度地提高。所以,如果不是在很高檔的場(chǎng)合使用,選用純度在4N以上的圓形無(wú)氧銅漆包線,效果就已經(jīng)相當(dāng)好了。在選擇漆包線的線徑時(shí),也絕沒(méi)有線徑越粗越好之說(shuō)。只要電感量合乎要求后,其直流電阻是低音揚(yáng)聲器音圈直流電阻的十分之一左右就行。電感的直流電阻太大了,直接影響音箱的低頻阻尼特性;電感的直流電阻太小了,又會(huì)無(wú)謂地加大制作成本。
至于分頻器電容的選擇,也絕不會(huì)出現(xiàn)一只電容就令音箱的重播產(chǎn)生根本性的改變。對(duì)于自己動(dòng)手制作音箱或想改進(jìn)成品音箱的朋友,首先要有比較明確的目的。在制作音箱時(shí),要根據(jù)揚(yáng)聲器單元的投資去選擇分頻電容的檔次。
例如你買的是幾十元1只的高音單元,再花20元錢為它選配電容就不值。你還不如買百元1只的高音頭,選擇幾元1只的分頻電容來(lái)得實(shí)惠。如果你已買了300元1只的高音單元,花幾十塊錢買分頻電容,這才叫門當(dāng)戶對(duì)。
對(duì)于音頻電容,品牌不同、材質(zhì)不同,對(duì)重播的影響也不同。但這些內(nèi)在的、細(xì)致的差別是在中檔以上的高音單元里,才能得到較好地體現(xiàn)的。
對(duì)于低頻段的分頻電容,主要以容值準(zhǔn)確、耐壓、可靠為主。相對(duì)于高音分頻電容來(lái)說(shuō),要求相對(duì)可以低一些,因?yàn)榇笕葜档母邫n電容實(shí)在是太貴了。經(jīng)常處于一種使用后得不償失的狀態(tài)。
6. 釹鐵硼的優(yōu)與劣
對(duì)于揚(yáng)聲器單元來(lái)說(shuō),磁性材料是它們的骨骼,是它們動(dòng)力的基礎(chǔ)。選用高磁能積的材料制造揚(yáng)聲器單元,是提高揚(yáng)聲器靈敏度的好方法。但不是惟一的方法。
對(duì)于揚(yáng)聲器的磁性材料,尤其是大功率低音揚(yáng)聲器的磁性材料,有一條很重要的標(biāo)準(zhǔn)就是熱穩(wěn)定性一定要好。釹鐵硼磁性材料的磁能積很大。但它也有致命傷。一是它本身容易氧化;二是它的熱穩(wěn)定性差。釹鐵硼磁性材料的居里溫度很低,在80℃時(shí),其性能將下降到參考溫度的80%(參考溫度為24℃)。這就說(shuō)明了這樣一個(gè)問(wèn)題:如果是一只沒(méi)有經(jīng)過(guò)特殊散熱處理的釹鐵硼低音單元,在大功率工作時(shí),由于溫度升高的影響,會(huì)導(dǎo)致低音的不足。這種音色的變異,對(duì)于多數(shù)音樂(lè)愛(ài)好者來(lái)說(shuō),是可以明顯地覺(jué)察出來(lái)的。
所以,目前國(guó)外的多數(shù)揚(yáng)聲器生產(chǎn)廠家,基本上把釹鐵硼材料作為高音單元的磁性材料,并采取較為有效的散熱措施。很少將釹鐵硼磁性材料應(yīng)用到低音單元的制造工藝之中。
經(jīng)過(guò)多年的HiFi實(shí)踐,大多數(shù)的人基本上可以明確區(qū)分出不同的音頻信號(hào)線對(duì)重播音色造成的微小差別。而由于釹鐵硼磁性材料熱穩(wěn)定性差而造成低音單元高于10%的頻響變異,將是一個(gè)不小的遺憾。
7. 采用減磁法改善音質(zhì)不可取
前一陣子,曾經(jīng)流行過(guò)減磁法改善音質(zhì)的說(shuō)法。所謂的減磁法,是指在成品音箱的揚(yáng)聲器單元磁體上,吸附一些大號(hào)的鐵釘子。使單元本身的磁性得到一定的分散,降低了揚(yáng)聲器單元的靈敏度,改變了原有的Q值。采用減磁法調(diào)整音箱的重播效果,會(huì)起到一定的作用。但減磁法只適合于那些原來(lái)聽(tīng)著聲音發(fā)干、發(fā)緊的音箱。不可能適用多數(shù)的場(chǎng)合。對(duì)于采用減磁法能改善播出的音箱,采用調(diào)整音箱內(nèi)吸音材料和調(diào)整音箱倒相管的方法同樣可以達(dá)到目的,而且音箱的靈敏度不會(huì)受到損失。
8. 理想小音箱的頻響曲線
由于小型音箱的低音重播能力受音箱箱體的制約最多,頻響測(cè)試曲線和主觀聽(tīng)音間的差距也最大,這也就對(duì)小音箱的頻響測(cè)試曲線提出了一個(gè)折衷的、新的要求。這種要求是:頻響的低端不過(guò)于追求較低的數(shù)字化的效果,不可刻意追求低頻端的延伸低于35Hz或更多,因?yàn)閷?duì)于使用小口徑低音單元(6.5英寸以下)的小型書(shū)架式音箱,它那低于40Hz的測(cè)試頻響,在實(shí)際應(yīng)用中的意義不大。但假如把頻響測(cè)試的低端頻率改為50Hz,把曲線變成低端有一個(gè)小峰而高頻端略有些下降的曲線,將在不超出測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的前題下,大為改善重播時(shí)的音響效果。
關(guān)于音箱的誤區(qū),其實(shí)還有很多很多,想在一篇文字中把這個(gè)問(wèn)題說(shuō)清楚是不可能的。同時(shí),隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步,走出了舊的誤區(qū),還會(huì)遇到新的誤區(qū)。因此,要想在音箱這條路上少走彎路,就得真正與國(guó)際接軌,不斷地學(xué)習(xí)國(guó)際先進(jìn)前沿技術(shù)才行。
?
評(píng)論