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音箱的设计就是低频的设计

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发表于 2021-1-27 15:05:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
音箱的设计就是低频的设计,这实际上是指箱体的内容积与单元工作之后所产生的振动之间的关系,它与低频的能量、质感的表现有直接的联系。至于中高频,虽与音箱前障板的形状有一定的联系,但与分频器的关系会更大一些。

早期的箱体大都是木质结构,并不像如今般使用如石板、金属、大理石等丰富多样的材料制作箱体。

为何现在箱体的材料有这样的多样性呢?目的是为了降低箱体的呼吸效应。由于木质箱体的呼吸效应十分显著,所以现如今箱体的材料越发多样。

从仿生学的角度来看,胸腔随着人们的呼吸总是在不断地放大与收缩;而单元在箱体上的运动则类似于人们的呼吸,随着“呼吸”,箱体刚性减弱,箱体的内部压力也随之降低。换一个角度来看,内部的压力非常像一只弹簧,当弹簧紧的时候,反作用力就比较强,低频的力道也会显得强一些。反之,如果弹簧比较松的话,低频的力量也会随之减弱,听感上会较为松散。

所以不同强度的材料,不同大小的容积,对低频的表现有直接的影响。这也使得市面上制作箱体的材料出现多样化。
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 楼主| 发表于 2021-1-27 15:07:48 | 显示全部楼层
木质材料来自于自然界,它的谐振相对来说也较为自然。老一代的音箱设计师对这类材料有深刻的认识,可以说是运用木质材料的高手。在中国发烧友的心目中,很多名箱都是木质箱体制作的,如3/5a之类的音箱。

用木质材料制作的箱体也因其具有一定的“呼吸效应”,所以低频相对柔和。如果希望低频更具爆发力,则会选择强度更高的材料,以此来提高弹簧效应,这会使低频更具力量感。

在木质材料中,也有多种不同的选择。比如中纤板、高密度多层板和石墨板材等等,这些材料的强度各异,所制作出的箱体弹簧效应自然也是不同的,箱体的谐振频率当然也会有所不同。过去我们常常见到,一些木质箱体中会涂上沥青之类的材料,这样既可以增加箱体的阻尼,也可以改变或者是降低箱体的谐振,以使声音的表现更为清晰。

所以对材料不同的认识、不同的使用方式当然会带来不同的制作结果。

使用刚性材料制作箱体的设计者,通常希望能够准确地还原唱片所带来的信息。而用木质材料制作箱体的设计师,通常认为木质材料更接近乐器和自然界的声音,使用木质材料制作的箱体会使音乐的表现更加和谐。所以在箱体的制作上,基本上形成了两大流派。
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 楼主| 发表于 2021-1-27 15:09:34 | 显示全部楼层
所以不同的材料制作的箱体,各有特点。但如何把材料的优点充分发挥出来,又尽可能地避免不足,这需要经过反复地实践,也需要一定的悟性。所谓悟性,是需要对声音和材料之间的关系有深刻的理解,不能单纯地为使用材料而使用材料。

在我们所接触过的音箱中,有一些是使用了金属材料的,也有一些使用了硬的塑料。这其中有部分产品箱体的不良谐振相对更为严重,对声音的准确还原以及自然而和谐的表达并没有多少实质性的帮助。

从理论上而言,金属材料制作的音响器材,惰性越强越好,谐振频率越低越好,材料相对越厚越好。

多能仕参考one的Lp转盘,是给我印象深刻的一款出色产品,在多种金属材料中又加入了铅粒,使其具有极强的惰性。作为一个软盘,不但中高频具有极好的连贯性,中低频也有相当的权威感。可惜,这已是一代绝响了。


如果金属箱体采用的材料比较薄,谐振点就会比较高,也就是说惰性不够强,很容易引起某一些“共振”,对谐振的控制反而不如制作较好的木质箱体那么自然。
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 楼主| 发表于 2021-1-27 15:12:32 | 显示全部楼层
所以不要简单地认为,金属材料有较高的强度,谐振频率就一定低。举一个简单的例子,我们大家都听过寺庙的铜钟发出的声音,因铜钟的自身材质比较厚重,所以它所发出来的声音是浑厚深沉的,非常具有能量感。而同样材质的铜锣、铜镲等,随着厚度的降低,所发出的频率就会升高,声音会显得清脆明亮很多。

对金属材料的惰性要有正确的认识。谐振频率是越低越好的,相对而言,铸造的金属板材比弯曲的金属板材谐振频率低一些,厚的比薄的低一些,多种混合材料比单一的材料也要低一些。所以我们常常见到在不同的箱体中增加不同的阻尼材料,形成三文治结构,这实际上是要降低和分散谐振点,使音乐信号的还原不受箱体谐振频率的干扰。
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 楼主| 发表于 2021-1-27 15:14:58 | 显示全部楼层
所以金属制作的箱体既要讲究材料,也要讲究厚度。可惜某些设计人员对这方面重视不够,箱体使用的材料偏薄,这类音箱相对于制作良好木质箱体而言,音染是更为严重的。

早期的音响设计师由于没有那么多的材料可选择,所以制作箱体只能以木质材料为主,在反复的实践中对木质材料的使用有更多的心得。所以那一代的大师,对木质材料的使用可以说是登峰造极,都是“玩木”的高手。他们所制作出的箱体,利用箱体的谐振在一定程度上提高声音的能量,让箱体的有益谐振和音乐的信号融为一体,使听感上更为悦耳。

在中国发烧友的心目中,这类的音箱通常被打上了“有音乐味”的标记,而高刚性的音箱则被列入了“高还原科技类”。其实这二者并不矛盾,都是为了准确生动自然地还原音乐,只是有的做得好,有的玩得差罢了。
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 楼主| 发表于 2021-1-27 15:18:27 | 显示全部楼层
在我们销售的音箱中,爱因斯坦与BH的两位老板对箱体材料的认识并不相同,但是彼此之间互相地欣赏。

爱因斯坦的老板在运用金属材料制造箱体的同时,还用了不同的阻尼板,这实际上是一种三文治结构。他还认为,金属箱体材料的厚度必须要达到15mm以上,且必须是铸造的,才能够有效地降低金属材料的谐振点。

德国的冠廷虽然是木质箱体,但是听起来毫无“箱声”,从理论上来说是不可能没有的。只是该箱体的谐振与音乐完全融为了一体,而不形成任何有害的“干扰”。

在听感上,无论是金属音箱还是木质的箱体,如果能够明显地感觉到有某些“箱声”,实际上是箱体某些谐振频率对音乐的信号造成了干扰,让人的听感上觉得不太自然,音色准确性和质感的还原也都会有所下降,尤其是中低频的分析力与层次的表现力受到的影响更为明显。

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 楼主| 发表于 2021-1-27 15:23:50 | 显示全部楼层
在这里想和大家分享一个经历,这个经历加深了我对箱体运用技术上的一些看法。

BH老板曾为我们山东的客户制作了一对12米长的低音箱。这对箱,开口3米多高,像一面墙。它是没有分频器的,内部也没有任何的吸音材料,利用了箱体的长度和开口的尺寸作自然滤波,是低频下潜到16赫兹。而箱体的制作材料用的仅仅是20mm左右厚的钢琴响板,它由12个大小不同的箱体组成,每声道使用了2只18寸的低音单元作推挽工作。

在安装这对低音炮以前,我不禁担忧:如此硕大的箱体,2只18寸的低音单元作推挽运动所产生的气流是何其强大,所产生的振动又是多么可怕?每声道12米长的箱体共存于一面“墙”内,彼此地干扰和振动,难道不会使低频乱作一团吗?

我们的担心显然是多余的,安装完之后,低频的能量与力道、厚度与干净的程度都远远超过了我的想象。当我们的身体随着我们坐的沙发因低频侵袭而抖动的时候,不仅我们的听觉被低频所征服,我们的身体也完全沉浸其中,而我们听不到一点箱体的共鸣对低频所产生的干扰。这让我不得不折服,玩木头玩到了这样的境界,不仅仅是高手中的高手,可以说是一个天才。你可以设想一下,如果换一个人,无论他用什么样的材料,还能够达到这样出色的效果吗?

分享这个故事的目的,是想告诉大家:对材料的认识和理解以及力学结构上的运用,不仅是一门科学,也是一种经验,既需要悟性,也需要反复地锤炼,最终才能够把握。

注:BH的老板又为福建的资深烧友打造了一个对16米长的号角低音箱,面积达到了30平米,以后会有跟踪报道。
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 楼主| 发表于 2021-1-27 15:26:55 | 显示全部楼层
材料工业的发展,为箱体制作提供了一些捷径。 但是从经验和实验的角度来讲,也因为方便,让某些设计师缺少了“玩物”的机会,当然也相应地减少了一些经验的积累,而降低了对材料特性的近一步认识。

当我们明白了这些道理之后,在组建音响系统的过程中,既要听其分析力,也要听其音色还原的准确性,还要听其能量感与反应的速度。如果这些方面都能达到你的要求,就无需过分在意箱体是由何种材料制成的。
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 楼主| 发表于 2021-1-27 16:27:39 | 显示全部楼层
在选择音箱的过程中,我们经常见到一些发烧友会用手去敲一敲箱体,实际上就是敲箱体所发出的声音,也就是判断箱体所发出的谐振频率。

在木质箱体中,这种判断要相对容易一些。哈哈,不怕手疼,一般来说,敲击箱体时能够听到干净的木质感的声音,或者接近于“无声”,也就是感觉上听到的是板材本身的声音,而不是箱体震动和共鸣的声音,这类箱体制作都是相对成功的。如果在敲击当中能听到“砰砰砰”的箱体共振声,通常这样的共鸣声对低频的清晰度和层次都会有一定的影响。

所以我们说,音箱的设计实际上是低频的设计,唯有低频有良好的表现,才能够使音乐的整体的整体表现有着良好的还原。
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