威虹音响家园

标题: [转帖]扬声器面面观 [打印本页]

作者: whadmin 时间: 2005-12-2 22:17
标题: [转帖]扬声器面面观
声箱

声箱的重要性很容易被忽视，看上去它只是一个简单的箱子在里面安装着驱动单元，但实际上并非如此简单。
驱动单元原本是安装在一块很大的板上，使后面的反相位音波与前面的正相位音波隔离，如果前后两面同时产生的音波相遇它们就彼此抵消，在家庭中使用，中音和高音单元很容易用一块不大的板隔离，但低频波长已不是几寸而是若干尺，因此若想隔离前后的最低频率那就必须用巨大的障板才行。
大约四十年前，封闭式声箱，气垫式或无限障隔式扬声器是克服这个问题的最早设计，它的原理是如果将后面的音波在声箱内充分减弱，那就永远不会与前面的音波相遇使驱动单元可以在无音波抵消情形下播放音乐讯号进入听音乐的房间，声箱将驱动单元后面的音波封闭和吸收等于采用一张无限大的障隔板一样，即使最长的音波也不会绕到前面，因此能产生最低的频率。
低音单元后面的音波也可以用几种设计来利用，例如反射气孔负载的声箱即用一个或两个准确计算好直径与长度的管让箱内的音波通过释放出来，这种反射式开孔将后面的音波相位掉转变成正相位，与前面音波相遇不但不抵消并可加强，扩展低音单元可用的低频至它在自由空气中的谐振点以下。
另一种变通的设计是采用一个被动式辐射器或者称为辅助低音辐射器，它本身没有磁铁和音圈，振膜受到低音单元的声波压力而产生谐振，结果也可以利用后面音波增强低音输出。此外还有一种传输线式设计，这种声箱需要较大的体积，内部构造也比较复杂，传输线负载容许后面的声波通过一个长隧道才到达外边，而隧道的长度要根据整个处理的频率波长计算，需要的频率愈低，传输线隧道愈长，这种设计概念是后面的音波应在隧道中被吸收而消失，使传输线的开口没有真的输出。
全封闭式声箱或无限障隔式设计为最简单和最常用的声箱形式，这种声箱实际上已变成驱动单元/房间系统的一部分，驱动单元后面的能量如果不消失在吸音物质里变成热量或声箱的音响处理上就能激励声箱，有两种设计方法，一是将声箱尽量制成惰性和吸音性，但这样需用大量的阻尼物质和加闩才能达成预期效果，成本也极高，另一个变通方法是BBC提供的设计，容许声箱辐射能量但在频率上受到控制。
声箱的储存能量和泄放这个能量的时间与扬声器系统的瞬变性能有密切关系，直到最近设计者也只能选择其一，但Celestion最新推出的SL－600扬声器已采用了一种真正高度坚固和质量轻的声箱，不用传统式物质，但能显著减少声箱的音染。今日驱动单元的发展已到达了一个很高的技术水平，再想改善高度原音，扬声器的设计就应该朝向声箱的物质和结构方面发展取代传统式的木板或夹板声箱。

分音器

从扩散度和降低失真的观点来看可能两个单元的设计是理想的设计，但有一个问题就是这两个单元不想都接受整个讯号的频宽，高音单元不能设计成可以跟随强大的低频讯号（事实上这种讯号常用来测验高音单元的承载力，最后将它烧毁），同时中/低音单元试图重播高频讯号也无可避免产生大量失真，解决的办法是只输入设计驱动单元所能承受的那部分讯号频率。
将两个驱动单元结合为一的线路称为分音器，最简单的形式只需用一个电容器接在两个单元之间防止强大的低频讯号通过进入高音单元，中/低音单元的高频端滚降曲线需要准确设计，有些扬声器则没有降裁到达这个单元的讯号，分音网路的复杂性也由此而生。
比采用一个电容器精密一级的设计是第一级分音器，滚降曲线的斜度浅而受控制（每八度音程衰减6dB），当两个驱动单元在分音频率连接它们的频率在下降3dB交叉点处交连，保证整个系统达成平滑的输出，如果用更复杂的线路可以获得每八度音程陡降12dB,18dB甚至24dB的频应斜度，我们最好是把分音器想像成一系列电气性谐振线路，它们的用途不应只限于输入驱动单元的准确频率范围，如有需要还可以用这些调谐线路矫正单元的不规则输出使频应变得更平直。
现在有些厂用分音器作为一种精密的电子化过荷感应和保护线路，但也有些厂相信这种线路可使音质出现能用耳朵听出的变劣影响，尤其是瞬态响应不清和声音不集中，使声音的细致受到扰乱。Celestion解决的方法是制成有足够坚固，虽然构造简单，但用最大的功率也不会使它们永远损坏，除非连续令驱动单元过荷才会烧音圈。
分音器中的元件愈多，扬声器吸收的功率也愈多，由于通过分音器的电压和电流十分高，所以分音器的元件必须具有足够的承载力避免过荷，否则即产生讯号失真，大功率扩音机可使分音器发生物理性振荡，为了重播高度原音，它的构造需要很坚固并应适当安排元件的位置，避免互相产生磁场干扰。

了解规格

复杂的技术性测量和规格数值虽然是扬声器设计者的工作范围，但消费者也可以从曲线图表中找到一些帮助来选择扬声器。
可能最常见的测量就是频应曲线，它描绘出扬声器在一个频率范围内的输出，不过绘制这种曲线图表有许多方法，厂家、评论者与阅读者最好要小心，因为用这些图表比较一间厂与另一间厂的产品常会作出错误的引导，可能曲线的垂直比例和输出的高低在两个曲线图表上都有分别，看上去最平滑的曲线可能因为压缩了垂直比例将真实的峰和谷隐蔽而缺少解释力，另一点是可能绘图的速度有分别，快活动的笔会描出较平滑的曲线，请注意一下在图旁注明的描绘速度，厂方提供这个资料对他们并没有损失。
描绘这些曲线图表虽有许多方法，但基本上可以从测量的结果看出扬声器的输出分别，测量扬声器可能在无残响室内进行，但在低频中的分析则要视乎所用的无残响室大小而定，在英国很少能准确测量低于60Hz的频应，在测量时可将咪高峰放在离扬声器不同的距离，根据驱动单元的垂直排列而产生不同曲线，其他的曲线一般还在扬声器的主轴之上下左右分别测量，这些曲线可显示扬声器偏轴的输出，也是扬声器重播身历声效果的重要线索。
一款真正为播放高度原音而设计的扬声器应该有平直和规则的频应曲线，由80Hz至15KHz之间的衰减要限于3dB以内，偏轴曲线应与主曲线平滑地分开，水平面曲线也应不大于3dB直至12KHz或稍高频率，最偏轴曲线只应平滑衰减。
测量频应曲线也可以将扬声器放在户外空旷地方和非常高的位置，这样测出的曲线与在无残响室中大致接近，这种方法所得的结果也不能与其他方法测量结果严格比较。
扬声器也可以放在正常室内测量频应，测出的曲线包括室内各障面反射音波与直接音波之间的关系，这些描绘的频应曲线通常是用粉红色噪音所产生，测量每一个第三八度音程内的能量，它们不像用扫描音调测试讯号所产生的连续性可变曲线但呈现以第三八度音程为中心的一系列阶级曲线，一个完美的扬声器在正常室内测出的曲线不会平直，但在低频内会显示一些室内效果以及在5KHz以上高频有缓和的衰减。
极性频应很少受人关心，这是用一个单音调播放围绕扬声器360度测量显示不同频率的扩散度。
效率和灵敏度数值将会在驱动扬声器一节中讨论，一般平均的灵敏度数值约为87dB/W/M，阻抗规格常引起混乱，扬声器的额定阻抗只是一个一般性数值，并非表示8欧姆扬声器它的真正持续阻抗为8欧，只能被认为大约是8欧，扬声器阻抗较低通常显示具有较高的灵敏度，它们需要从扩音机得到较多的电流，假如你想选购低阻抗扬声器必须确定你的扩音机能驱动低阻抗负荷，阻抗与频应曲线可以帮助你发现扬声器的最低阻抗，查看一下与欧姆有关的垂直比例和深谷为多少欧姆。
失真曲线需要小心理解才能发现失真是在那一个电平测量和那些是与驱动频率有关的谐波，一个中等大小的扬声器播放音压在96dB时，高音的失真应低于0.5，最好少于0.25,在100Hz附近正常应为1－2，更低的频率，失真为5已可接受，这些数值均与第三次谐波失真有关，它们比二次谐波失真更能破坏音质，失真与其他的测量曲线缓和地离开理论上的理想不能当作是性能不良的显示，但在一段小频带中出现大的不规则曲线变化就会有显著的影响。

作者: whadmin 时间: 2005-12-2 22:18
示范——音源

当你选择一对扬声器时在决定购买那一款之前必须小心比较各款和仔细观察，不可马虎了事，否则买回家里的扬声器重播钢琴、合唱和独唱都觉得难听那就后悔莫及，比较保险的做法是当你准备进入试音室时先要拿定主意聆听那一类音乐和你认为需要听的录音，或者带去你自己选择的唱片更好。
扬声器用扩音机驱动才会重播出讯号，其实所有扬声器都会在讯号中加上自己的特性，所以用作比较的音源应该尽可能质素高，这点十分重要，前面我们已谈过试音器材和环境，但唱片本身也有些问题需要注意，采用自己喜欢的唱片固然因熟悉内容而在比较上有帮助，但如果你太喜欢这个音乐可能对扬声器的评判太客气。有一个古老的方法不妨采用，你可以从HI FI店的试音唱片中挑一张自己不喜欢的音乐，听听各款扬声器重播这张唱片的效果如何，如果你发现有些扬声器的声音比你心目中那款更纯美，即表示你选择的扬声器可以影响你选择的音乐。
有些形式的音乐和录音更适合表现扬声器特殊区域频应的声音，许多人喜欢用聆听直接输入电低音结他他弹奏的摇滚音乐录音方法来决定扬声器的低音性能，其实聆听一段录音良好的钢琴音乐更能告诉你有关扬声器的低音性能，因为低音电结他很少真正的低频输出，钢琴的低音可以伸展至A调27.5HZ，因而能具有乐器的低音实体感，低音大提琴的E调低频约伸展至42HZ。

判断扬声器首重选录音

如果你想判断一对扬声器的身历声音像，那就要记着采用可以真正能重播出身历声效果的录音，有两种方法制造身历声音像，第一是让演奏者在自然的音响环境中用两个或三个咪高峰排列录音，这样可录到声音与室内音响的关系而保存了空间感和透视感，另一种方法是让演奏者在无残响录音室中，每一件乐器前面用一个咪高峰拾取直接音然后用混音器将各件乐器的声音混合，利用混音器和控音器可将各种声音控制到左边、右边或在中间的某一个位置，这种技术即俗称的Pan Potting，在多声轨录音时常采用，这种方法制成的录音效果没有室内的回音和空间感，但可用回音器加上回音，今日许多古典音乐和摇滚或流行音乐都用这种技巧泡制，通常那些较小的公司唱片会特别强调身历声效果。
如果你想听扬声器的音染可以接收电台广播的谈话声，但要注意有些商业广播电台的唱片介绍员(DJ）经常故意作出怪声，最好是聆听新闻广播，假如试音室中不能提供调谐器的滑，采用钢琴、横笛、结他和人声等独奏或独唱的录音也有帮助。
动态范围和大音量重播的潜能较难正确判断，大多数人都期望摇滚唱片有最响的声音，其实摇滚音乐只有平均的大音量但响度变化却不大，相反交响乐的音乐可能平均音量较低，但如为正确的录音就会将最柔和与最强劲的声音均录入，动态范围超过摇滚音乐，如果你想试验一下听一段时间后会否导致疲倦，那么用高能量和大音量的摇滚音乐是理想的测验素材，如果你想判断扬声器的清晰动人音质和最大的爆棚气势，用贝多芬或柴可夫斯基的交响乐是最好不过，在决定动态范围时你应该聆听最强音发展的动力与自然的表现。
搜集几张这样的唱片用来试验扬声器各方面性能对你的选择非常有帮助，记着在试音室聆听比较扬声器时要包括低音的伸展，身历声音像的深度、透视和分隔度、动态范围和大音量重播的测验。

“音染”是什么?

音染是一个难解释的HI FI字，永远没有两个人对音染的看法完全相同，英国广播公司（BBC）给关于扬声器的音染下了一个最广阔的定义，认为一个扬声器如果增加了不需要的声音或减少了需要的声音都属于音染，其他人可能给它一个更明确的定义，就是在平直的频应中有任何改变即为音染。
从以上的解释我们可以见到BBC式定义已将音染划成两种，一种在扬声器的中性声音中增加“染色”，另一种则从中抽出了一些声音，换言之有“增加”和“减少”音染之分，对于扬声器设计者来说这个区别可能很重要，但对一般聆听者来说可能只会对听声音的概念上有些帮助，究竟什么是增加音染和从声音中减少？在后面音染名词一节将会有更清楚的解释。
音染是在扬声器中出现不需要和不能移植谐振，例如高音单元的金属保会网即可能在一个窄频带中产生谐振，这种谐振可以很容易听出是一种多余的声音，或者说是在基本中性声音中增加的成分。
与HI FI外行人谈音染是愈谈愈糊涂，例如有铜声，开扬和温暖等形容字都会令人难以会意，但是与评论家、厂家、分销商和HI FI迷谈这些则可以建立一个共同的概念来讨论扬声器的性能表现，在下段我们列出了与音染有关最常用的形容词，许多字应该自己去寻求答案，但如果你急切想知道什么是开扬的中音，那就需要继续下去。

作者: whadmin 时间: 2005-12-2 22:19
驱动扬声器

HI FI评论家和厂家最常被问到关于扩音机的问题就是“它能否正确地驱动我的扬声器？”，这也是一个最难回答的问题，关键在“正确地”这个字上，几乎每一部扩音机当连接上任何扬声器都会产生一些噪音，但只有在扩音机完全控制扬声器的整个频率范围包括最强和最弱的讯号时才能说这部机可以驱动扬声器。
一般人匹配扩音机和扬声器是以它们的功率数值作准则，现在扬声器厂家多数都注明适合他们扬声器的扩音机功率范围，通常会刊出最高和最低功率，例如可用的扩音机功率在15－75瓦之间，这表示该扬声器的效率可以用一部低至15瓦的小功率扩音机驱动至满意的音量，但扬声器的单元却容许用75瓦无削峰功率驱动，在这种情形下，扬声器的声音会比用15瓦扩音机驱动时更大，但这里却有一些混郩的问题。
第二个最常被问到的问题是“最大的音量可至何等程度？”，许多HI FI迷从一部25瓦扩音机升级至40瓦，以为有了这额外的15瓦功率可使他们的系统显著增加输出音量，其实响度的分别很少，只有在大量增加扩音机功率时才能使音量产生明显改变，远比增加扩音机功率更重要的是扬声器由电器性能量转换成音响能量的能力和做此工作的效率。

名词解释

主动扬声器（Active Loudspeaker）：
这种扬声器的每个单元均用一部功率放大器直接驱动只播放一段指定的频带，采用电子分音器处理前级放大器输出讯号分开几段需要的频带输入各部功率放大器，与传统式扬声器或称被动式扬声器有别。

无残响室（Anechoic Chamber）：
全无回音的环境，传统式的频应曲线就是在无残响室中测试。

前障版（Baffle）：
在扬声器前面安装驱动单元的板。

平衡（Balance）：
表示扬声器的声音为中性，如果扬声器的低音或高音过多即非平衡，音色平衡的简称。

BEXTRENE：
一种塑胶物质可用来代替扬声器的纸音盘，在1960年首先被英国广播公司采用，现在已进一步发展成聚丙烯等。

分裂（Break up）：
当扬声器音盘或半球形振膜到达不能再呈纯活塞式活动和开始变形的时候而产生失真即称为音盘分裂。

削峰（Clipping）：
因输入过荷而导致讯号电波的顶峰被削去，平顶的讯号具有高谐波失真。

音染（Coloration）：
形容扬声器音色平衡不良的一个不太准确名词，请阅读音染的一段。

分音（Crossover）：
一种电路可将讯号的整个频宽分成需要的几段频带输入不同的驱动单元，这种电路也可以包括时间延迟或均衡功能。

分贝（dB）：
与响度有关的单位（采用对数比例）

失真（Distortion）：
通常是指总谐波失真，在驱动讯号中出现的不需要的讯号谐波百分率，一般可用来表示扬声器引起不需要的声音改变。

动态范围（Dynamic range）：
扬声器所能播放的声音由最轻至最响之间的范围，通常用分贝表示，这与静态测量的讯号比不同。

效率（Efficiency）：
输入扬声器的一个电气性讯号能转变成多少音响功率输出的比率。

均衡（Equalization）：
将频应作需要的改变，在扬声器中均衡的意思是矫正不规则的频应。

音像（Imagery）：
适当录成的身历声音乐（音响）所获得的空间和透视感，包括深度与宽度。

阻抗（Impedance）：
在扬声器中表示给予扩音机的电气性负荷，扬声器的阻抗会跟随频率而改变，例如规格中的8Ω阻抗只是一般性数值，阻抗用欧姆作单位测量是为了方便，其实它包括电阻和电抗性两种元件的合并特性。

中音（Midrange）：
人耳听觉最灵敏的一段中间频率，在三路扬声器中通常采用一个中音单元播放这段频率，在二路扬声器中可能用低音单元或高音单元处理，视乎分音点位置而定。

相位（Phase）：
一个正弦波“领前”或“落后”第二个相同频率正弦波的分量，二者的差别用相位角来描述，两个正弦波的相位相同可彼此增强，如相反则互相抵消。

粉红色噪音（Pink noise）：
用作测量的一种混合频率噪音，在每个八度音程内均具有相同分量的能量，白色噪音（White noise）是在所有频率内均有相同的能量。

主中音（Presence）：
由2K至5KHZ的一段频带，它可以决定主唱者的人声或主奏者的乐器声向前突出效果。

反射（Reflex）：
扬声器的一种低音负载设计，在声箱中采用反射孔调节低音单元特性，可以改善效率但却牺牲一些控制。

灵敏度（Sensitivity）：
扬声器从一个已知的电气性输入所能转变成的音量。

传输线（Transmission Line）：
一种与低音反射式扬声器相似的低音负载设计，但需要有一条具有整个波长体积的传输线。

高音单元（Tweeter）：
一种小型的驱动单元专为播放高音和扩撒高音而设计。

低音单元（Woofer）：
一种驱动单元只为在低频中工作而设计，在二路分音系统中所谓的低音单元多数应称为中/低音单元才更合当。

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