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文檔簡介

音箱設(shè)計資料分析隨著電腦的日益普及和電腦多媒體技術(shù)的發(fā)展,多媒體音箱成為多媒體電腦重要構(gòu)成部分而不可分割。縱觀國內(nèi)廠商生產(chǎn)的眾多品牌多媒體音箱,有特色者少,平凡者多。一款出色的優(yōu)質(zhì)多媒體音箱應(yīng)該是如何樣的呢?作為一個多媒體音箱的使用者,我從以下幾個方面闡述自己的觀點,不足之處,請各位專家斧正。 一、多媒體音箱的特點 1.多媒體音箱是近聲場聆聽音箱 所謂近聲場聆聽,簡單地說就是近距離聆聽。多媒體音箱一般擺設(shè)于顯示器兩側(cè),與聆聽者相距0.5米到1米左右,完全屬于近聲場聆聽音箱。由于是近聲場聆聽,音箱和放大器的功率可以較低,但要求定位準(zhǔn)確,失真小,信噪比高。 2.多媒體音箱是有源系統(tǒng) 多媒體音箱一般由揚(yáng)聲器系統(tǒng)和功放,控制電路及電源電路集成為0一個總體系統(tǒng),有別于家用音響中的無源音箱。 3,多媒體音箱多聲道特性 隨著多媒體軟硬件技術(shù)的發(fā)展,從游戲的3d音效化到dvd數(shù)碼環(huán)繞音場的實現(xiàn),必須依賴多聲道多媒體音箱的聲音重現(xiàn)。忠實地還原音場,是多媒體音箱的一個重要課題。 4.多媒體音箱具備可操作性 由于多媒體音箱為有源系統(tǒng),其控制部分已融入一體,使用者可直接對其音量等控制部分進(jìn)行操作。 二、多媒體音箱的聲學(xué)設(shè)計 1.多媒體音箱要不要進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計? 所謂音箱聲學(xué)設(shè)計,就是在選定揚(yáng)聲器單元的前提下,根據(jù)揚(yáng)聲器的各項參數(shù),秉從音箱聲學(xué)原則,揚(yáng)長避短,設(shè)計出發(fā)揮該揚(yáng)聲器單元最大潛能的音箱箱體。我對國內(nèi)廠商生產(chǎn)的多媒體音箱是否進(jìn)行過聲學(xué)設(shè)計懷有很大的疑問。千篇一律的箱體配上五花八門的揚(yáng)聲器是市售大多數(shù)多媒體音箱的面目。多媒體音箱要不要進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計?或許眾多的廠商認(rèn)為電腦使用的多媒體音箱不屬高保真范疇,只要有聲就行,無所謂象設(shè)計高保真音箱那樣進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計。我認(rèn)為這是一種錯誤的觀點。對多媒體音箱進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計完全有必要,原因如下: 聲卡技術(shù)的發(fā)展使多媒體電腦輸出的音頻信號質(zhì)量接近于高保真水平。在此前提下,一個未經(jīng)聲學(xué)設(shè)計的多媒體音箱將極大污染聲卡送出的高質(zhì)量音頻信號,使聲卡對改善音質(zhì)作出的努力化為烏有。 從使用者的角度來說,希望購買的多媒體音箱對音樂具有良好還原能力。而一個未經(jīng)聲學(xué)設(shè)計的音箱其還原能力必然有先天的缺陷,常表現(xiàn)為頻率響應(yīng)不平直,定位紊亂等。 2.多媒體音箱聲學(xué)設(shè)計之我見 多媒體音箱由于其使用的特殊性,在聲學(xué)設(shè)計上不能簡單地等同于高保真音箱,只能借鑒高保真音箱的聲學(xué)設(shè)計經(jīng)驗和原則,根據(jù)多媒體音箱的特點創(chuàng)造性地靈活運(yùn)用,方可取得良好效果。在此提出一些建議如下: a.揚(yáng)聲器的選型: 揚(yáng)聲器是聲學(xué)設(shè)計的基礎(chǔ),離開揚(yáng)聲器來談音箱的聲學(xué)設(shè)計只是不切實際的空談,無任何意義。揚(yáng)聲器單元的質(zhì)量是決定整個多媒體音箱音質(zhì)好壞的關(guān)鍵,其良好的性能參數(shù)是聲學(xué)設(shè)計的前提和基礎(chǔ),一個質(zhì)量和性能參數(shù)差的揚(yáng)聲器是不可能有一個好的聲學(xué)設(shè)計。由于多媒體音箱的內(nèi)容積不大,對揚(yáng)聲器的選擇更應(yīng)慎重。 作為多媒體音箱生產(chǎn)廠商,因聯(lián)合國內(nèi)揚(yáng)聲器開發(fā)廠商,根據(jù)多媒體音箱的特性,開發(fā)適用于多媒體音箱的專用揚(yáng)聲器,比如小體積高性能高音單元,同軸全頻帶揚(yáng)聲器單元,小口徑低音單元等。 對于雙聲道多媒體音箱中的揚(yáng)聲器單元,由于要考慮低音單元與高音單元在分頻點的頻率銜接,其分頻處的頻率特性應(yīng)相互配合,選取一個最佳分頻點。低音單元由于多媒體音箱體積的限制,只能使用56.5的揚(yáng)聲器,這時要求低音單元有較好的低頻特性,有利于在聲學(xué)設(shè)計中發(fā)揮其重放低音的潛能。高音單元應(yīng)能平直重放至20khz,以利于還原音樂中豐富的泛音。 對于多聲道多媒體音箱的揚(yáng)聲器單元, 由于單獨(dú)設(shè)置一個低音音箱專用于低音的重放,故其低音單元的選擇可考慮6.5-8的揚(yáng)聲器,適當(dāng)口徑的增大以利于低音重放頻率的下潛,同時也為低音音箱的聲學(xué)設(shè)計減輕負(fù)擔(dān)。主聲道和環(huán)繞聲道的揚(yáng)聲器單元選擇全頻帶揚(yáng)聲器,要求其頻帶越寬越平直越好,同時也要考慮和低音單元的頻率銜接。 b.雙聲道音箱和低音音箱的聲學(xué)設(shè)計: 鑒于多媒體音箱受限于體積不可過大的特性,建議在箱體的聲學(xué)結(jié)構(gòu)上發(fā)揮創(chuàng)造性思維,摒棄傳統(tǒng)的音箱聲學(xué)結(jié)構(gòu),另辟蹊徑,以求在有限的箱體內(nèi)容積下求得盡可能低和平直的低頻重放。例如bose的低音炮有良好的低音重放能力,但其長度過長,但可以將其螺旋轉(zhuǎn)繞,使其長度大為降低;也可以考慮迷宮箱體結(jié)構(gòu)等。 c.整體平衡地進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計 在多媒體音箱體積一定和售價大眾化的前提下進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計,應(yīng)把握整體平衡原則,不應(yīng)追求過高的指標(biāo),例如低音下潛至20hz的設(shè)計目標(biāo)是不現(xiàn)實的。而應(yīng)從在已定的成本限制內(nèi)盡可能地發(fā)揮單元潛力,使整個音箱系統(tǒng)達(dá)到一種重放音質(zhì)的平衡。 三、多媒體音箱的電路設(shè)計 俗話說紅花還需綠葉扶,要使一個有著良好聲學(xué)設(shè)計的多媒體音箱實現(xiàn)其音頻重放能力,其配套的功放電路功不可沒。如何設(shè)計一款優(yōu)良的多媒體音箱配套功放電路呢?在滿足整個電路合乎電子電路設(shè)計規(guī)則,簡潔,高效,高可靠性的前提下,設(shè)計時特別需注意以下幾點: 1.功放電路功率大小的確定: 功放電路功率大小的確定相當(dāng)重要,因為它決定了功放的推動能力,整個多媒體音箱系統(tǒng)的失真系數(shù),多聲道音箱之間的音量平衡,系統(tǒng)的性價比等要素。功放電路到底需要多大的推動功率呢?根據(jù)多媒體音箱近場聆聽的特性,無需過大的功率,否則是一種浪費(fèi),同時帶來造價上升,體積龐大的弊端。但其功放功率也不可過小,不然音量稍大,或播放動態(tài)大的音樂將導(dǎo)致功放電路出現(xiàn)明顯失真,甚至燒毀電路。功放電路功率的具體取值我認(rèn)為: 對于雙聲道音箱,功放電路需對全頻帶信號放大,建議各聲道功率在1015w,對于高檔多媒體音箱可適當(dāng)放寬至2025w。 對于多聲道音箱,主聲道和環(huán)繞聲道其主要用于對中高頻的重放,其功率為5w比較適宜;低頻信號屬能量密集型頻帶,且動態(tài)較大,需一定的功率儲備,故低音功放電路建議為2030w。 2.功放電路和ic的選取 根據(jù)確定的功率選取相應(yīng)的功率放大ic似乎不是難事,但眾多的功率ic各有其特性,應(yīng)用于多媒體音箱,有一定的選取原則: 選擇失真率低的ic,失真的降低有益于提高音質(zhì); 選擇輸出內(nèi)阻低的ic。輸出內(nèi)阻底的功率ic驅(qū)動負(fù)載即揚(yáng)聲器的能力強(qiáng),同樣有益于改善聽感,提高音質(zhì); 選擇信噪比高的功率ic,提高整個系統(tǒng)信噪比,有益于改善系統(tǒng)對音樂細(xì)節(jié)的重放; 選擇外圍元件少電路簡潔的ic,有益于提高電路的穩(wěn)定性,降低電路成本; 根據(jù)揚(yáng)聲器單元的音色特點選取音色接近的功率ic,有益于形成多媒體音箱整體的音色特色; 選擇ocl電路形式,與otl電路相比,ocl省去了輸出電容,有益于提高音質(zhì)和電路的穩(wěn)定性; 靈活運(yùn)用以上幾條原則,功放電路才會具備好聲的可能。 3.控制電路的音質(zhì)和操作的方便性 控制電路包含音量控制和音調(diào)及平衡控制。首先,控制電路應(yīng)具備良好的音質(zhì),不應(yīng)成為整個系統(tǒng)中音質(zhì)的“瓶頸”,其次,控制系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可操作性,盡量方便使用者進(jìn)行操作。這里重點說說控制電路的可操作性。 許多的多聲道多媒體音箱由于其整個電路都安裝于低音音箱內(nèi),故所有的控制部件就近安裝在低音音箱上,廠商為使低音音箱面板美觀,將大部分的控制部件安裝在低音音箱后面板,這樣的設(shè)計在使用者實際操作中的方便性如何呢?由于使用者電腦桌面面積的限制,往往將低音音箱放置于電腦桌下面或旁邊,使用者每次開關(guān)電源,調(diào)整音量都要起身到低音音箱旁邊,甚至還要將低音音箱轉(zhuǎn)過身來進(jìn)行操作,這樣的設(shè)計就使使用者對多媒體音箱的操作極為不便,是不體貼使用者的設(shè)計。改進(jìn)的辦法簡單的是將其控制部件移到低音音箱面板上,更好的措施是將其控制電路作為單獨(dú)一個部件生產(chǎn),安裝在一個小巧的機(jī)殼內(nèi),使用者可將其放置在顯示器旁的近手處,這樣的設(shè)計才具備良好的操作性。 4.電路的噪聲抑制 如果功放電路存在噪聲,輕微者影響系統(tǒng)對音樂細(xì)節(jié)的重放,降低系統(tǒng)的清晰度,嚴(yán)重者讓使用者情緒受到干擾,無法靜心工作,同時廠商的品牌形象也受到影響。故抑制功放電路的噪聲的工作不可忽視,應(yīng)考慮下述幾個方面: 選擇噪聲系數(shù)低的元器件; pcb線路板的設(shè)計合符音頻電路線路板布線規(guī)則; 在功放電路輸入端設(shè)置低通濾波電路和緩沖級,切除和隔離20khz以上頻帶,使計算機(jī)大量的數(shù)字干擾信號和電磁干擾不得進(jìn)入到功放電路。 對于多聲道和環(huán)繞聲道的功放電路,由于無需對低音放大,也可考慮設(shè)置高通濾波器,切除低音頻帶,有利于減輕其功率負(fù)擔(dān),減少低頻噪聲; 有合理的機(jī)內(nèi)走線和屏蔽措施; 使用可靠的接插件,開關(guān)和高質(zhì)量耐磨的音量音調(diào)電位器,避免其觸點接觸不良產(chǎn)生噪聲; 使用經(jīng)屏蔽處理和漏磁小的高質(zhì)量電源變壓器。由于受多媒體音箱體積小的限制,在電路的安裝中變壓器一般與功放電路靠得太近,如果變壓器存在漏磁,功放電路將產(chǎn)生明顯的50hz感應(yīng)噪聲。變壓器的制作工藝必須良好,如硅鋼片之間存在縫隙,或浸漆工藝不過關(guān)等現(xiàn)象,變壓器自身將產(chǎn)生無法消除對震動噪聲。 5.電源電路的設(shè)計 功放電路功率大小的確定也即決定了電源電路的功率。電源變壓器功率不可小于功放電路所有聲道功率的總和,應(yīng)留一定余量。如電源功率不足,功放電路無法輸出相應(yīng)功率而如同虛設(shè),嚴(yán)重時變壓器過載發(fā)熱導(dǎo)致燒毀。 為提高音質(zhì)和信噪比,可考慮將功放電路和控制電路分開供電。 6.功放電路的安裝 建議將功放電路從音箱內(nèi)移出到音箱外,安裝在音箱的背板上。這樣做的好處有: 使音箱獲得更多的內(nèi)空間,符合多媒體音箱的聲學(xué)設(shè)計。是其達(dá)到應(yīng)有的重放能力; 更利于功放的散熱,提高可靠性。 四、多媒體音箱箱體的制造和材料選擇 1.音箱箱體材料的改進(jìn):音箱箱體常用材料為纖維板和工程塑料。其中使用工程塑料有便于大規(guī)模生產(chǎn),安裝簡便高效,造型美觀等優(yōu)點,但普遍存在箱體結(jié)構(gòu)不牢、易共振而產(chǎn)生音染的毛病,設(shè)計合理的箱體厚度和加強(qiáng)筋可減小共振但很難根除,能否在工程塑料中摻入特定的物質(zhì)改變其物理特性來消除共振呢?例如摻入某種纖維,或礦物質(zhì)如云母,石墨等。 2.制造工藝品音箱:多聲道多媒體音箱中的主聲道和環(huán)繞聲道音箱體積都不大,完全可使用椰子殼,竹筒,掏空的樹干來制作工藝品音箱箱體,其樸質(zhì)的造型將一掃多媒體音箱外觀造型的生硬氣息。 五、制造高技術(shù)多媒體音箱 要提高產(chǎn)品附加值,高技術(shù)的應(yīng)用是關(guān)鍵,在解決了多媒體音箱的音質(zhì)問題之后,有必要以此為基礎(chǔ)生產(chǎn)高技術(shù)多媒體音箱。 1.生產(chǎn)帶ac-3解碼器的多媒體音箱:電腦中dvd光驅(qū)日益普及,用電腦欣賞dvd影片早已成為可能。國外廠商已經(jīng)推出帶ac-3解碼器的多媒體音箱,但國內(nèi)廠商目前還未類似產(chǎn)品。 2.遙控型多媒體音箱:遙控的實現(xiàn)更方便使用者的操作。 3.利用紅外傳輸技術(shù)實現(xiàn)4.1聲道音箱的無線連接。紅外線傳輸音頻信號技術(shù)已經(jīng)成熟,如能應(yīng)用到4.1聲道多媒體音箱,就可以省去繁瑣的4聲道音箱連線,令音箱擺放自如。幾種喇叭的發(fā)聲方式 目前絕大多數(shù)的喇叭都還是用傳統(tǒng)的錐盆式單體前后運(yùn)動發(fā)聲,比較學(xué)術(shù)性的說法,這些喇叭叫電動式(electrokinetic dynamic)或動圈式(moving coil)。早在一八七七年德國西門子的erenst vemer就獲得了動圈式喇叭的專利,不過真空管遲至一九0七年才正式運(yùn)用,而愛迪生最早的唱機(jī)是唱針直接帶動振膜而后經(jīng)號角放大發(fā)聲,所以西門子的專利一直沒有用上。一九二0年美國奇異公司的chester rice與edward kerrog還有愛迪生貝爾公司的p. g.hokuto才首度發(fā)展出實用的動圈式喇叭,七十多年來,除了材料不斷改良外,你記為喇叭科技真的有進(jìn)步嗎?下面是幾種常見的喇叭發(fā)聲方式: 一、 動圈式。基本原理來自佛萊明左手定律,把一條有電流的道線與磁力線垂直的放進(jìn)磁鐵南北極間,道線就會受磁力線與電流兩者的互相作用而移動,在把一片振膜依附在這根道線上,隨著電流變化振膜就產(chǎn)生前后的運(yùn)動。目前百分之九十以上的錐盆單體都是動圈式的設(shè)計。 二、 電磁式。在一個u型的磁鐵的中間架設(shè)可移動斬鐵片(電樞),當(dāng)電流流經(jīng)線圈時電樞會受磁化與磁鐵產(chǎn)生吸斥現(xiàn)象,并同時帶動振膜運(yùn)動。這種設(shè)計成本低廉但效果不佳,所以多用在電話筒與小型耳機(jī)上。 三、 電感式。與電磁式原理相近,不過電樞加倍,而磁鐵上的兩個音圈并不對稱,當(dāng)訊號電流通過時兩個電樞為了不同的磁通量會互相推擠而運(yùn)動。與電磁是不同處是電感是可以再生較低的頻率,不過效率卻非常的低。 四、 靜電式?;驹硎菐靷悾╟oulomb)定律,通常是以塑膠質(zhì)的膜片加上鋁等電感性材料真空汽化處理,兩個膜片面對面擺放,當(dāng)其中一片加上正電流高壓時另一片就會感應(yīng)出小電流,藉由彼此互相的吸引排斥作用推動空氣就能發(fā)出聲音。靜電單體由於質(zhì)量輕且振動分散小,所以很容易得到清澈透明的中高音,對低音動力有未逮,而且它的效率不高,使用直流電原又容易聚集灰塵。目前如martin-logan等廠商已成功的發(fā)展出靜電與動圈混合式喇叭,解決了靜電體低音不足的問題,在耳機(jī)上靜電式的運(yùn)用也很廣泛。 五、 平面式。最早由日本sony開發(fā)出來的設(shè)計,音圈設(shè)計仍是動圈式為主題,不過將錐盆振膜改成蜂巢結(jié)構(gòu)的平面振膜,因為少人空洞效應(yīng),特性較佳,但效率也偏低。 六、 絲帶式。沒有傳統(tǒng)的音圈設(shè)計,振膜是以非常薄的金屬制成,電流直接流進(jìn)道體使其振動發(fā)音。由於它的振膜就是音圈,所以質(zhì)量非常輕,暫能返應(yīng)極佳,高頻響應(yīng)也很好。不過絲帶式喇叭的效率和低阻抗對擴(kuò)大機(jī)一直是很大的挑戰(zhàn),apogee可為代表。另一種方式是有音圈的,但把音圈直接印刷在塑膠薄片上,這樣可以解決部分低阻抗的問題,magnepang此類設(shè)計的佼佼者。 七、 號角式。振膜推動位於號筒底部的空氣而工作,因為聲音傳送時未被擴(kuò)散所以效率非常高,但由於號角的形狀與長度都會影響音色,要重播低頻也不太容易,現(xiàn)在大多用在巨型pa系統(tǒng)或高音單體上,美國klipsch就是老字號的號角喇叭生產(chǎn)商。 八、 其他還有海耳博士在一九七三年發(fā)展出來的絲帶式改良設(shè)計,稱為海耳喇叭,理論上非常優(yōu)秀,臺灣使用者卻很稀少。壓電式是利用鈦酸等壓電材料,加上電壓使其伸展或收縮而發(fā)音的設(shè)計,pioneer曾以高聚合體改良壓電式設(shè)計,用在他們的高音單體上。離子喇叭(ion)是利用高壓放電使空氣成為帶電的質(zhì)止,施以交流電壓后這些游離的帶電分子就會因振動而發(fā)聲,目前只能用在高頻以上的單體。飛利浦也曾發(fā)展主動回授式喇叭(mfb),在喇叭內(nèi)裝有主動式回授線路,可以大幅降低失真。補(bǔ)充:還有鋁帶式和nxt平板式 平板音箱在結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)音箱有著許多不同之處,其核心是“驅(qū)動體”(exciter),“驅(qū)動體”的沖程長度非常小,一般不超過2mm;音圈部分相對較輕,以避免高頻部分的失真;采用高磁的設(shè)計(一般磁密度在10000高斯以上)。多個驅(qū)動體可以共用,以提高輸出聲壓和得到更好的頻響曲線。平板音箱的另一個重要組成是,“振動板”(cone),所起的作用類似人的聲帶,對音箱的音色、聲強(qiáng)和聲音的平整度起著決定性的作用。 振動板的材料可以分為:紙槳類、層板類、pcb板和蜂巢類等幾類,其中以蜂巢類的效果最佳,但它的成本也相對是最高的;其次為紙槳類,再次為層板類,最差的為pcb板。另外現(xiàn)在還有一種復(fù)合式紙盆振動板,剛性大、重量輕,而且有著抗高溫、抗潮濕、不變形的特性,性價比較高。此外振動板的設(shè)計還須考慮結(jié)構(gòu)尺寸的問題,目前在平板式揚(yáng)聲器方面,世界上主要有兩大系統(tǒng),一種是英國的nxt系統(tǒng),另一種是澳大利亞的平面喇叭系統(tǒng),目前nxt在性能與成本方面都處在了領(lǐng)先的地位?,F(xiàn)在平板音箱大多按nxt的專利黃金比0.88比1或1比1.414設(shè)計,以獲得最佳的頻響曲線。 另一個nxt的姊妹公司,德國的glas platz公司同樣也推出了全玻璃制作的techno sound 揚(yáng)聲器。使用玻璃材料是個大膽的想法,這也許會引起玻璃制造工業(yè)的一次大變革。現(xiàn)在德技術(shù)水平可以將techno sound揚(yáng)聲器做到只有0.0156英寸厚,并且還可以做成平板或是弧形,相當(dāng)?shù)奈?。但是現(xiàn)在還沒有有關(guān)techno sound 揚(yáng)聲器的詳細(xì)資料。平板音箱在結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)音箱有著許多不同之處,其核心是“驅(qū)動體”(exciter),“驅(qū)動體”的沖程長度非常小,一般不超過2mm;音圈部分相對較輕,以避免高頻部分的失真;采用高磁的設(shè)計(一般磁密度在10000高斯以上)。多個驅(qū)動體可以共用,以提高輸出聲壓和得到更好的頻響曲線。平板音箱的另一個重要組成是,“振動板”(cone),所起的作用類似人的聲帶,對音箱的音色、聲強(qiáng)和聲音的平整度起著決定性的作用。 振動板的材料可以分為:紙槳類、層板類、pcb板和蜂巢類等幾類,其中以蜂巢類的效果最佳,但它的成本也相對是最高的;其次為紙槳類,再次為層板類,最差的為pcb板。另外現(xiàn)在還有一種復(fù)合式紙盆振動板,剛性大、重量輕,而且有著抗高溫、抗潮濕、不變形的特性,性價比較高。此外振動板的設(shè)計還須考慮結(jié)構(gòu)尺寸的問題,目前在平板式揚(yáng)聲器方面,世界上主要有兩大系統(tǒng),一種是英國的nxt系統(tǒng),另一種是澳大利亞的平面喇叭系統(tǒng),目前nxt在性能與成本方面都處在了領(lǐng)先的地位?,F(xiàn)在平板音箱大多按nxt的專利黃金比0.88比1或1比1.414設(shè)計,以獲得最佳的頻響曲線。 另一個nxt的姊妹公司,德國的glas platz公司同樣也推出了全玻璃制作的techno sound 揚(yáng)聲器。使用玻璃材料是個大膽的想法,這也許會引起玻璃制造工業(yè)的一次大變革?,F(xiàn)在德技術(shù)水平可以將techno sound揚(yáng)聲器做到只有0.0156英寸厚,并且還可以做成平板或是弧形,相當(dāng)?shù)奈?。但是現(xiàn)在還沒有有關(guān)techno sound 揚(yáng)聲器的詳細(xì)資料。為了進(jìn)一步了解音響,我想講講關(guān)于對于市面上的音響的真正認(rèn)識和辨別什么是好音響(先從理性角度考慮,不談外形),這樣,有助于大家對音響的認(rèn)識進(jìn)一步加深,先說一些很基礎(chǔ)的東西,也比較好理解,充實了我們的設(shè)計理性化,至少在給別人在講你的設(shè)計時專業(yè)術(shù)語恰當(dāng)! 1.箱體設(shè)計: 音箱是將電信號還原成聲音信號的一種設(shè)備,還原出聲音的真實性將作為評價音箱性能的重標(biāo)準(zhǔn)。音箱是由箱體、揚(yáng)聲器單元、電源部分和信號放大等幾個主要部分組成的。除了一些特殊的平板式、號角式、迷宮式等音箱外,我們可以將普通音箱分為倒相式和密閉式兩種: 密閉式音箱,這是在封閉的箱體上裝上揚(yáng)聲器,也就是將箱體內(nèi)部與外部的聲波完全隔絕起來,相當(dāng)于在一個無限大的障板的一面聽音。對于密閉箱而言,箱體內(nèi)的聲波是不被利用的,但是為了減少箱體內(nèi)無用的聲波(駐波)對揚(yáng)聲器振動的干擾,一般要在箱內(nèi)放一些具有較高效率的聲阻尼材料,如多孔棉等。這些阻尼材料不但可以吸收聲波,還可以降低空氣分子傳播聲音的速度,等效于加大了箱體的體積、降低了在諧振頻率處的阻抗峰。因此密閉箱的效率較低,比起倒相箱來,其靈敏度要小5db左右。密閉箱好在低頻有力度、瞬態(tài)好、反應(yīng)迅速、低頻清晰,聽古典樂、室內(nèi)樂效果極佳,但下潛深度有限,低頻量感不足。 倒相式音箱,這是按照亥姆霍茲共振器的原理工作的。它與密閉式音箱的不同之處就是在音箱的前面裝上筒形的倒相孔以使箱體內(nèi)外的空氣溝通,它有比密閉式音箱更高的功率承受能力和更低的失真,量感足、靈敏度高,能比較全面地勝任于各種場合。因為揚(yáng)聲器後背的聲波還可以從導(dǎo)相孔放出,所以其效率也高于密閉箱。不但如此,而且同一只揚(yáng)聲器裝在合適的倒相箱中會比裝在同體積的密閉箱中所得到的低頻聲壓要高出3db,就是更有益于低頻部分的表現(xiàn)。說的詳細(xì)些就是倒相箱要借助音箱中的空氣以及倒相孔中空氣柱的振動,并且依靠音箱后板的反射作用,將揚(yáng)聲器后面的聲波反相180度,再由倒相孔將這部分聲波傳送出來,以使這部分聲波與揚(yáng)聲器直接發(fā)出的聲波同相,這就增加了低頻的輻射能量,所以這也是現(xiàn)在倒相箱得以廣泛流行的重要原因。對倒相箱阻尼的要求其實比密閉箱更高,要必須保證箱體不能有非常規(guī)的聲泄漏,比如螺絲不緊、在揚(yáng)聲器螺絲孔或板間的縫隙處有噗噗的漏氣聲等。倒箱孔的截面積必須與振動錐體的有效面積相等或略小一些,開口直徑太小,在倒相管中的空氣流速就會加大,增加了摩擦損失。音箱可以由兩個或兩個以上的揚(yáng)聲器組成,因此又可以分為二分頻和多分頻兩種,而多數(shù)的多媒體音箱都是二分頻的,這也是在制造成本與性能方面尋找到的一個平衡點。 2.外殼: 常見的音箱主要為木制或塑料制成(一些專業(yè)音箱還有用水泥、鋼或沙等澆制、填充而成的),木制音箱即為復(fù)合的中高密度板所制,厚度應(yīng)該在10mm以上,它與塑料音箱比有更好的抗諧振性能,揚(yáng)聲器可承受的功率更大,體積也不受到模具限制;塑料音箱的成本相對較低,為模具一次性成型產(chǎn)品,它在造型的設(shè)計上可以很豐富但是體積受到限制,相對較小,且可承受的最大輸出功率也相對較小,僅適于在多媒體音箱的范圍內(nèi)。劣質(zhì)音箱主要是密度板的密度不夠高、板材很薄或是塑料的質(zhì)地松脆、有沙孔、易裂等。 3.電源部分: 音箱內(nèi)的電路為低壓電路,所以首先需要一個將高電壓變?yōu)榈碗妷旱淖儔浩?,然后就是用兩個或四個二極管將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,最后是用大小電容對電壓進(jìn)行濾波以使輸出的電壓趨于平緩(在普通的音箱中穩(wěn)壓管一般是沒必要用的)。實話說這幾個是很不被人注意的部分,其實它們對于音箱的重要性絲毫不小于主機(jī)電源對于你計算機(jī)的重要性。變壓器一般被固定在主音箱的底部(這也是主音箱份量重的原因),對它的要求是要有足夠的功率輸出,劣質(zhì)產(chǎn)品常常偷工減料在這里。考慮到一些損耗與效率的因素,可以算出如果變壓器的額定功率是100w的話,它實際能順利帶動的功放芯片的功率要在45-40w以下,所以通過算音箱變壓器與功放的功率關(guān)系也可以驗證音箱的實際額定功率是否能達(dá)到標(biāo)稱值。整流部分和濾波電容都在電路板上,濾波的大電容(幾千微發(fā))應(yīng)該采用電解電容而且是越大越好,可以采用一個大電容或是兩個中容量電容并聯(lián)的方法實現(xiàn)濾波,而其后的小電容(零點幾微法以下)是為了彌補(bǔ)大濾波電容對高頻濾波的不足。整流部分一般問題不大,但是為了降低成本,劣質(zhì)音箱的濾波電容的容量都明顯不足,有的甚至不到2000微法,而小電容很可能就被它們忽略了。 4.功率放大部分: 這部分由前級運(yùn)放和后級功放組成。前級運(yùn)放只是起到電壓放大的作用,它為了給功率放大做準(zhǔn)備,預(yù)先將輸入信號的電壓幅度放大到功率放大要求的最小值以上,對它的要求除了頻率范圍和失真度外,最重要的就是放大倍數(shù)要夠。對于功放芯片而言,它可以稱為音箱的核心,關(guān)鍵之處在于它的額定功率。按照標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)注音箱的額定功率不應(yīng)該超過功放芯片的典型值,而要是還有高出的部分那就是劣質(zhì)音箱的“節(jié)儉”之處了。 5.特殊音效與功能的電路部分: 這部分不是所有音箱都有的,可能一個音箱有其中的一樣或幾樣,也可能一樣都沒有。這包括了usb音箱的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路部分,數(shù)字音箱的數(shù)字輸入、數(shù)字調(diào)節(jié)部分,三維聲場處理芯片(如:srs、apx、spatializer 3d等),有源機(jī)電伺服技術(shù)電路和bbe高清晰高原音重放系統(tǒng)技術(shù)電路等等。從技術(shù)水平上來講,小作坊是做不出數(shù)字式音箱的,所以能做出數(shù)字音箱的廠家是具有一定的技術(shù)水平的,應(yīng)該值得信賴。從三維聲場處理技術(shù)來講,所用的都是國外的現(xiàn)成的芯片,只是一個電路接口和位置的問題。在此要說的是一些低檔音箱也帶3d聲場功能,它們的3d效果不是由芯片來完成的,而是由一個極為簡單的反饋電路來實現(xiàn)的,其效果可以想象。 6.揚(yáng)聲器單元: 一般木制音箱和較好的塑料音箱采用二分頻的技術(shù),就是由高、中音兩個揚(yáng)聲器來實現(xiàn)整個頻率范圍內(nèi)的聲音回放;而一些在x.1(x=2,4或5)上被用作環(huán)繞音箱的塑料音箱所用的是全頻帶揚(yáng)聲器,即用一個喇叭來實現(xiàn)整個音域內(nèi)的聲音回放。由于用在多媒體領(lǐng)域的音箱必須要具有放磁性,所以在揚(yáng)聲器的設(shè)計上采用的是雙磁路,且采用揚(yáng)聲器后加放磁罩的方法來避免磁力線外漏。為了節(jié)約成本,偽劣音箱的揚(yáng)聲器很可能就是不防磁的! 7.關(guān)于低音炮: 對于低音炮而言,為了確保音箱性能要求箱體嚴(yán)格的密閉就應(yīng)該采用三腔式的設(shè)計,也就是在揚(yáng)聲器的后面還有兩層腔。如圖所示的是一個國外的x.1的低音炮,它采用的是雙揚(yáng)聲器的兩腔式設(shè)計,即揚(yáng)聲器的后面只有一個腔,加上揚(yáng)聲器前的一腔故為兩腔。再以創(chuàng)通的音箱產(chǎn)品為例,它們sound works系列普通產(chǎn)品的低音炮采用的就是兩腔設(shè)計,而它們sound works系列的最好產(chǎn)品dtt2500(5.1)的低音炮就是三腔設(shè)計,可見在低音炮方面也一樣有檔次之分。 8.關(guān)于平板揚(yáng)聲器: 以爵士、安田等為代表的幾個廠家推出了超薄平板揚(yáng)聲器,應(yīng)該講這種產(chǎn)品的優(yōu)勢在于多用途方面,而不在于揚(yáng)聲器的性能方面。因為是平板式的,所以沒有傳統(tǒng)音箱一樣大的體積,所以它的擺放和安裝是極為靈活的,甚至你可以把它貼在墻上。然而就性能而言,可以講這種產(chǎn)品沒有多大的優(yōu)勢可言,其音質(zhì)音色一般只與中低檔的木制音箱相近,而且聽?wèi)T了普通音箱的人還不一定能習(xí)慣它面聲源的發(fā)聲特性。平板揚(yáng)聲器其實沒有什么奇妙之處,既然是揚(yáng)聲器就肯定是依靠某種物質(zhì)震來動帶動空氣分子震動,將聲音傳播出去的,在這里這種物質(zhì)就是平板,而又是什么代替平板震動的呢,一樣是個音圈,說到底它的原理與普通的揚(yáng)聲器一樣,都是靠音圈的震動帶動發(fā)音介質(zhì)的震動來實現(xiàn)的。揚(yáng)聲器的作用 揚(yáng)聲器的作用 揚(yáng)聲器,俗稱“喇叭”他是一種將電能轉(zhuǎn)換為聲能的電聲器件。揚(yáng)聲器的種類很多,雖然它們的工作方式不同,但最終都是通過產(chǎn)生機(jī)械振動推動周圍的空氣,使空氣介質(zhì)產(chǎn)生波動從而實現(xiàn)“電-力-聲”的轉(zhuǎn)換?,F(xiàn)在大量應(yīng)用在高保真音響方面的揚(yáng)聲器大多都是電動式揚(yáng)聲器。其它的較為常見的還有靜電式,平板式等幾種,但由于技術(shù)及價格問題很難大量的應(yīng)用于高保真音響系統(tǒng)。電動揚(yáng)聲器是目前使用最為廣泛的揚(yáng)聲器單元,在這一章里我們將簡單介紹各種常見的電動揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)特點,以及設(shè)計揚(yáng)聲器系統(tǒng)是所要了解的幾個揚(yáng)聲器參數(shù)和如何選用揚(yáng)聲器單元。 一、常見電動揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)特點 1、錐形揚(yáng)聲器 錐形揚(yáng)聲器是目前應(yīng)用最為廣泛的揚(yáng)聲器之一,錐形揚(yáng)聲器根據(jù)錐盆形狀的不同分為圓形揚(yáng)聲器和橢圓形揚(yáng)聲器兩種,橢圓形揚(yáng)聲器主要是應(yīng)用于電視和收音機(jī)等對安裝空間的需要而設(shè)計制造的,由于他的結(jié)構(gòu)限制極少被用在高保真音響種。錐形揚(yáng)聲器的標(biāo)稱尺寸是按照他的最大直徑來表示的,而橢圓形揚(yáng)聲器則用它的長短軸來表示;錐形揚(yáng)聲器按照不同的使用頻率范圍來分可以分為低頻揚(yáng)聲器,中頻揚(yáng)聲器,高頻揚(yáng)聲器,以及全頻帶揚(yáng)聲器四種;而根據(jù)準(zhǔn)盆材料的不同又可將錐盆揚(yáng)聲器分為紙盆揚(yáng)聲器,羊毛盆揚(yáng)聲器,聚丙烯揚(yáng)聲器,金屬盆揚(yáng)聲器,復(fù)合盆揚(yáng)聲器等等,在高保真揚(yáng)聲器中憂以聚丙烯揚(yáng)聲器(我們通常稱它為pp盆)使用最為廣泛,因為采用聚丙烯揚(yáng)聲器的錐盆,加工容易,原材料價格低廉,一致性好,聲音也不錯可以按照喜好加工出各種外形的錐盆形狀,比較討人喜歡。從以上幾點可以看出由于錐盆揚(yáng)聲器具有結(jié)構(gòu)簡單以及價格便宜的特點,因此,被廣泛的應(yīng)用于高保真音響系統(tǒng)中。 錐形揚(yáng)聲器是直接輻射式揚(yáng)聲器,由圖一我們可以看出他由11大部分組成。因為錐形揚(yáng)聲器的有效振動面積可以做的很大再加上較大的振幅,因此在當(dāng)今各種新式揚(yáng)聲器不斷涌現(xiàn)的情況下,仍以其良好的低頻響應(yīng)在眾多揚(yáng)聲器中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。2、球頂揚(yáng)聲器 錐形揚(yáng)聲器具有結(jié)構(gòu)簡單能量轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點,但也有著因為結(jié)構(gòu)上的原因,使得它的指向性不盡人意,因此,人們在錐形揚(yáng)聲器的基礎(chǔ)上開發(fā)出了球頂揚(yáng)聲器。與錐形揚(yáng)聲器不同的是,它的振動體不是圓錐狀而是像它的名字,是一個呈半球狀凸起的振動板,使得球頂揚(yáng)聲器的指向性的到了大大的改觀。它具有比傳統(tǒng)的錐形揚(yáng)聲器更好的瞬態(tài)特性,較小的失真。作為球頂揚(yáng)聲器的振膜材料,通常分為兩大類,一類是軟球頂,這種類型的揚(yáng)聲器所采用的振動材料大都是各種人造或是天然絲織產(chǎn)品,比如絲綢,蠶絲,人造纖維等等,他們在播放音樂時顯得細(xì)膩柔和富有音樂味;第二類是硬球頂,采用這種振膜的揚(yáng)聲器,振膜材料是各種金屬薄膜,比如鋁箔,鈦箔以及鈹箔等,他們在進(jìn)行音樂回放的時候富有沖擊力,音場輪廓清晰,更適合打擊樂器以及流行樂的重放。還有一種介乎兩者之間的振膜材料,通常被劃分為軟球頂,這是一種poly propylene類的材料,通過注塑成型,因為成本的原因他們往往被用在低檔單元中,但其實如果質(zhì)量控制得當(dāng),他們也能夠發(fā)出很不錯的聲音來,因為他們兼有軟球頂和硬球頂兩種振膜的優(yōu)點。 球頂揚(yáng)聲器也是直接輻射式揚(yáng)聲器。圖二是它的結(jié)構(gòu)圖,通常為了獲得更小的失真人們都會在極芯中間打孔并填充以高吸收特性的軟質(zhì)材料,因為良好的高頻特性和寬廣的輻射特性,因此被大量的應(yīng)用于高保真系統(tǒng)中的中高頻回放中。二、揚(yáng)聲器主要的技術(shù)參數(shù) 要設(shè)計出一款好的音箱來,必須要了解揚(yáng)聲器幾個主要的技術(shù)參數(shù)。揚(yáng)聲器的特性參數(shù)有時也叫做thiele/small參數(shù),通過這些參數(shù)可以較全面的了解揚(yáng)聲器的特性以及它的好壞。這里簡單的將這些參數(shù)做一介紹。 1.額定阻抗z 揚(yáng)聲器是一個感性負(fù)載元件。對于交流信號而言,它的阻抗是隨著頻率變化而變化的,其典型的阻抗曲線如圖-3所示。在寫真瘋后面的第一個阻抗最小值即為額定阻抗值。它是計算分頻器和放大器輸出功率的主要依據(jù)。2.音圈直流電阻re 音圈的直流電阻均比額定阻抗小,一般為額定阻抗的0.85倍左右。 3.諧振頻率fo 諧振頻率指得是揚(yáng)聲器在自由聲場中低頻段阻抗值達(dá)到最大值的時候所對應(yīng)的頻率(見圖-3)fo的值與揚(yáng)聲器的口徑有關(guān),口徑大時fo一般都比較低,低音揚(yáng)聲器的fo一般都在18-80hz的范圍內(nèi)。 4.總q值qts 它反映了揚(yáng)聲器fo附近的振動系統(tǒng)的阻尼狀態(tài),是決定揚(yáng)聲器低頻特性的重要參數(shù)。 5.諧振阻抗zmax 諧振阻抗指的是揚(yáng)聲器fo出的阻抗值。 6.有效振動直徑din 它的值為揚(yáng)聲器振動板的直徑與1/2的折環(huán)寬度的和(單位:mm)該值不僅與箱體容積有關(guān),而且決定了揚(yáng)聲器在低頻段(20-100hz)可輸出的最大聲功率。 7.等效振動質(zhì)量mo 揚(yáng)聲器的等效振動質(zhì)量指的是揚(yáng)聲器的振動系統(tǒng)和因為揚(yáng)聲器振動時空氣的反作用力而附加在錐盆兩側(cè)的附加質(zhì)量之和。 8.機(jī)械q值qms 它反映了揚(yáng)聲器fo處懸掛系統(tǒng)的機(jī)械阻尼狀態(tài)的量。實際測試表明它對揚(yáng)聲器的中高頻的表現(xiàn)也有影響。 9.電q值qes 它反映了揚(yáng)聲器fo處的電阻尼的量。同樣它對揚(yáng)聲器的中高頻的表現(xiàn)也有影響。 10.等效容積vas 等效容積是一個揚(yáng)聲器設(shè)計中極為重要的參數(shù)。它指的是在這個容積中空氣的聲順與揚(yáng)聲器的聲順相等(單位:l)它是一個與箱體容積成比例的量,不同的揚(yáng)聲器vas相差很大,小的只有2升,大的可達(dá)三百升以上。 11.線性位移xmax 它是指揚(yáng)聲器錐盆的單向最大線性振幅(單位:mm)現(xiàn)代新型大功率低頻揚(yáng)聲器的線性位移可以達(dá)到3-12毫米(視揚(yáng)聲器尺寸4-8寸不等)它有效的提高了現(xiàn)代小口徑揚(yáng)聲器的低頻重放能力。使小口徑單元也能夠發(fā)出具有類似大口徑單元的低頻能量。 12.特性靈敏度 它的定義為在揚(yáng)聲器裝在標(biāo)準(zhǔn)障板上在有效頻帶內(nèi)輸入一瓦的粉紅色噪聲信號,在揚(yáng)聲器正面軸線上離基準(zhǔn)點1米的距離處的聲壓級(單位:db)它反映了揚(yáng)聲器單元的易推程度。 13.額定最大正弦功率 該參數(shù)是指在揚(yáng)聲器的額定頻帶內(nèi),饋給連續(xù)的正弦信號而不發(fā)生熱損壞和機(jī)械損壞的最大正弦功率。這個功率也可以視作揚(yáng)聲器單元可連續(xù)正常工作的最大功率。 14.有效頻率范圍 它是揚(yáng)聲器放聲時可以利用的頻率范圍。它由揚(yáng)聲器的上下限頻率確定,在我國,國家規(guī)定在頻響曲線上靈敏度最大的區(qū)域內(nèi)去一個倍頻程或是廠家規(guī)定的更寬范圍內(nèi)的平均聲壓級再下降10db,畫一條平行于橫坐標(biāo)的直線,它與頻箱曲線兩端的焦點對應(yīng)的兩個頻率即為上下限頻率。有效頻帶越寬表明不均勻度越小,揚(yáng)聲器的性能也就越好。 15.指向性 在規(guī)定頻率范圍內(nèi)揚(yáng)聲器偏離正面軸向時的頻率響應(yīng)相對于正面軸向頻率響應(yīng)的變化特性即為指向性。在規(guī)定的角度內(nèi)中高頻揚(yáng)聲器的聲壓級下降越少越好。 16.額定諧波失真 揚(yáng)聲器的諧波失真主要由磁路系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)的非線性產(chǎn)生。這個值越小越好,現(xiàn)代高保真揚(yáng)聲器的額定諧波失真大都在3%以下。 三、揚(yáng)聲器單元的選用 一款性能良好,音質(zhì)優(yōu)美的音箱從揚(yáng)聲器單元的選擇,音箱的設(shè)計,制作到最后的調(diào)試都是十分講究的,如何根據(jù)音箱的不同的使用要求合理的選擇所用的揚(yáng)聲器單元,是每一種不同的揚(yáng)聲器單元都能夠充分的發(fā)揮它應(yīng)有的作用,做到量材錄用,這確實需要花費(fèi)一些功夫,揚(yáng)聲器單元的選擇是制作音箱的開始,良好的開端往往是成功的一半,在選擇揚(yáng)聲器單元時應(yīng)注意以下幾個問題。 1.如何選擇合適的低頻揚(yáng)聲器 低頻揚(yáng)聲器單元在音箱里的作用是重放各種低頻信號,隨著數(shù)碼錄音技術(shù)的發(fā)展,碟片中經(jīng)常會出現(xiàn)一些驚天動地音響效果,因此音箱必須能夠承受這種大功率的沖擊。因此在選擇揚(yáng)聲器的時候一定要按照自己的使用環(huán)境選擇相應(yīng)的能夠耐受大功率輸入的單元。 揚(yáng)聲器的盆架的作用是把揚(yáng)聲器的磁路系統(tǒng)和振動系統(tǒng)很好的剛性的連接起來,這就是的揚(yáng)聲器的盆架必須要有良好的機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)揚(yáng)聲器在大幅度振動的時候會引起盆架發(fā)生相應(yīng)的機(jī)械振動,會是的揚(yáng)聲器單元的失真增大。由于這個原因在一些高保真用揚(yáng)聲器中采用了鋁合金澆筑盆架,它的優(yōu)點是擁有良好的剛性,當(dāng)然在一般情況下鐵皮盆架已經(jīng)擁有相當(dāng)好的機(jī)械強(qiáng)度,除非是考慮到做一對非常出色的hi-fi器材,那么采用鋁合金澆筑的盆架的低頻揚(yáng)聲器是不錯的選擇,因為它比普通盆架擁有更低的失真。 錐盆是揚(yáng)聲器的主要發(fā)聲元件,低頻揚(yáng)聲器的振動板的材料,幾何形狀以及加工制作工藝不但決定低頻揚(yáng)聲器的頻響和音色,還在很大程度上決定了該低頻揚(yáng)聲器的失真大小。目前市面上常見到的振動板材料有以下幾種,但需要知道的是,一種材料在具備某種優(yōu)點的同時必然存在著它的不足,我們選擇哪種振動板材料的揚(yáng)聲器完全取決于自己對音箱的不同要求,而不是盲目的聽信于廣告宣傳。正如我們每個人都有自己不同的性格和脾氣,不同材料的振動板必然擁有不同的音色,各位在選擇揚(yáng)聲器單元的時必須考慮到自己所喜歡的音色。普通的紙制材質(zhì),它的個性最小,音色比較溫暖,能夠充分表現(xiàn)出音樂的各種內(nèi)涵,特別善于表現(xiàn)弦樂和人聲。但它的剛性較差在大振幅的情況下振動板就會因分割振動而出現(xiàn)變形是揚(yáng)聲器失真增大;高分子復(fù)合材料(poly propylene)具有彈性比率大和阻尼適當(dāng)?shù)膬?yōu)點,不少高保真低頻揚(yáng)聲器都在使用這種材料,當(dāng)然最主要的是它制作容易,原材料價格低廉,可以制作出任何一種美觀的外形,它的聲音彈性和韌性比較好,采用這種材料的揚(yáng)聲器聽起來中頻飽滿,低頻富有彈性,但由于較軟的材料質(zhì)地,使得它的分割振動比較明顯,造成中頻段稍過于模糊不能夠很好的反映出音樂中的細(xì)節(jié)部分;采用玻璃纖維材質(zhì)的揚(yáng)聲器動態(tài)和順態(tài)反應(yīng)都比較好,柔韌感也比高分子復(fù)合材料要好,防彈布材質(zhì)的揚(yáng)聲器則表現(xiàn)于趨向溫暖,音色飽滿富有層次,高頻顯得比較明亮,但和玻璃纖維一樣在高頻段有一個很明顯的盆分裂點這需要揚(yáng)聲器設(shè)計師擁有相當(dāng)?shù)脑O(shè)計功底,不然會造成中頻段的某些突然的大量的失真。 合適的諧振頻率和等效容積以及特性靈敏度。一只音箱的低頻性能好壞在很大程度上取決于所用低頻揚(yáng)聲器單元的低頻特性。揚(yáng)聲器單元的諧振頻率網(wǎng)網(wǎng)決定了它的低頻沖放下限,揚(yáng)聲器的諧振頻率越低做出來的音箱低頻重放下限就越低,當(dāng)然這個重放下限也與音箱的箱體容積以及它的特性靈敏度有關(guān),音箱設(shè)計同其它工程設(shè)計一樣是在各種因素之間拾棄平衡的。當(dāng)箱體內(nèi)容積很小的時候如果希望得到很低的諧振頻率那就不可能得到很高的效率。這就像一個餅,你要把它分成三分,其中任何一份變化時勢必要影響到其它兩份。 適合的總品質(zhì)因數(shù)。他對音箱的低頻重放特性好壞有著明顯的作用?,F(xiàn)在的設(shè)計師傾向于使用低qts揚(yáng)聲器單元,因為那樣可以獲得更好的瞬態(tài)響應(yīng),相對較低的頻率下限以及相對較小的箱體,但代價是很低的特性靈敏度,有些名箱的特性靈敏度甚至低達(dá)80db/mw這給功率放大器帶來了沉重的負(fù)擔(dān),通常多媒體音箱的揚(yáng)聲器單元特性靈敏度在0.4-0.5是比較合適的,它能夠得到適中的箱體容積,相對平坦和下限較低的低頻重放以及相對較高的特性靈敏度。 2.如何選擇合適的高頻揚(yáng)聲器 高頻揚(yáng)聲器在音箱中的作用是重放各種高頻信號,它的工作頻率一般都在2k以上。我們對高頻揚(yáng)聲器的總體要求是希望它能夠在有效的工作頻段內(nèi)有著平坦的頻率響應(yīng)和盡可能高的高頻重放上限以及一定的滿足要求的功率承受能力。作為市場上最常見到的高頻揚(yáng)聲器,球頂揚(yáng)聲器,它的振膜材料的好壞直接影響到高頻揚(yáng)聲器的解析度,定位,聽感和音色的細(xì)膩程度,前面已經(jīng)比較詳細(xì)的介紹了不同材料的球頂揚(yáng)聲器所具有的音色和聲音走向上的差別,這里就不再重復(fù)了。 需要注意的是,市場上現(xiàn)在出現(xiàn)了大量的加注磁液的高頻揚(yáng)聲器。磁液是一種在潤滑油中載有超細(xì)磁性微粒的膠狀懸浮體,當(dāng)注入到音圈中的時候,由于揚(yáng)聲器的磁場作用他們會懸浮在音圈的周圍,由于磁液有著良好的熱傳導(dǎo)性能,所以它能夠很快得將揚(yáng)聲器音圈在工作時產(chǎn)生的熱量傳遞出去,使音圈不易音過熱燒毀。當(dāng)然磁液也不是萬能的,在加注有磁液以后,揚(yáng)聲器的瞬態(tài)特性會變壞,而且它只是在一定幅度內(nèi)提高揚(yáng)聲器的功率承受能力,當(dāng)輸入過高的功率時高頻揚(yáng)聲器仍有被燒的可能,這一點在使用時應(yīng)特別引起注意。 由于多媒體音箱的局限性所以我們跳過了中頻揚(yáng)聲器的介紹因為很難找到特性良好的中頻揚(yáng)聲器單元,而且多媒體音箱配備中頻單元的可能性微乎其微,要是有哪位朋友需要這方面的資料或是介紹可以來信大家相互探討就好了。 在以后的章節(jié)中我們會陸續(xù)告訴大家如何進(jìn)行音箱的設(shè)計,音箱的結(jié)構(gòu),分頻器的調(diào)教等內(nèi)容,希望大家都能夠制作出令自己滿意的音箱作品來。近日, 英國pmc公司就推出其經(jīng)典產(chǎn)品的升級版、tb2+/db1+/fb1+系列音箱。這些音箱從2004年8月起就會在日本上市,其他地方也會陸續(xù)開始發(fā)售。這次產(chǎn)品升級其主要改進(jìn)在于采用新的高音單元,改善高頻延伸性,并相應(yīng)地設(shè)計了新的分頻器以配合。箱體材質(zhì)則有黑梣木、胡桃木、櫻桃木和木紋貼皮可供選擇。 廠家只是低調(diào)地在原有型號上加上“+”號表示這個是tb2/db1/fb1的 升級版,作為“+ (plus) 系列”銷售。其外觀則保留pmc的傳統(tǒng)風(fēng)格。而pmc經(jīng)典的傳輸線式設(shè)計(transmission line)則被沿用。這種設(shè)計的特點在于:音箱箱體被間隔折疊通道,聲音曲曲折折通過這個好像迷宮的通道,到達(dá)后方出口。經(jīng)過精確計算的管道長度和迷宮結(jié)構(gòu),使得該音箱的低頻延伸,能夠和比實際單元直徑大30%的低音單元發(fā)出的效果相同。而成分是特別設(shè)計的并考慮了填充密度的吸音纖維,又對除了超低音以外的所有頻率成分具有良好的吸收作用,換言之這種填充材料起到類似低通濾波的作用。從而這種設(shè)計可以使得一個體積并不大的音箱,發(fā)出清晰自然而不失力度的低音,并以減少箱體外表面曲線造成的音染。其失真程度也低至讓人長時間監(jiān)聽而不覺得疲勞,可謂是這種傳輸線式設(shè)計(transmission line)的巧妙。在設(shè)計、安裝一套音響系統(tǒng)時,不免遇到功放與音箱的配接問題。在音色方面,會注意其搭配上是否冷暖相宜、軟硬適中,最終使整套器材還原音色呈中性,這僅是從藝術(shù)方面考慮。從技術(shù)方面考慮功放與音箱配接的要素有: 一、功率匹配 二、功率儲備量匹配 三、阻抗匹配 四、阻尼系數(shù)的匹配 如果我們在配接時認(rèn)識到上述四點,便能夠使所用器材的性能得到最大、最充分的發(fā)揮。 功率匹配 為了達(dá)到高保真聆聽的要求,額定功率應(yīng)根據(jù)最佳聆聽聲壓來確定。我們都有這樣的感覺:音量小時、聲音無力、單薄、動態(tài)出不來,無光澤、低頻顯著缺少、豐滿度差,聲音好像縮在里面出不來。音量合適時,聲音自然、清晰、圓潤、柔和豐滿、有力、動態(tài)出得來。但音量過大時,聲音生硬不柔和、毛糙、有扎耳根的感覺。因此重放聲壓級與聲音質(zhì)量有較大關(guān)系,規(guī)定聽音區(qū)的聲壓級最好為8085db(a計權(quán)),我們可以從聽音區(qū)到音箱的距離與音箱的特性靈敏度來計算音箱的額定功率與功放的額定功率。 著名的ls3/5a,原始版本的靈敏度低達(dá)82.5db,發(fā)燒友通常用300b的a類膽機(jī)來搭配。功率儲備量匹配 音箱:為了使其能承受節(jié)目信號中的猝發(fā)強(qiáng)脈沖的沖擊而不至于損壞或失真。這里有一個經(jīng)驗值可參考:所選取的音箱標(biāo)稱額定功率應(yīng)是經(jīng)理論計算所得功率的三倍。無論高音單元還是中、低音單元,都要留有一定的富裕量功放:電子管功放和晶體管功放相比,所需的功率儲備是不同的。這是因為:電子管功放的過荷曲線較平緩。對過荷的音樂信號巔峰,電子管功放并不明顯產(chǎn)生削波現(xiàn)象,只是使顛峰的尖端變圓。這就是我們常說的柔性剪峰。而晶體管功放在過荷點后,非線性畸變迅速增加,對信號產(chǎn)生嚴(yán)重削波,它不是使顛峰變圓而是把它整齊割削平。有人用電阻、電感、電容組成的復(fù)合性阻抗模擬揚(yáng)聲器,對幾種高品質(zhì)的晶體管功放進(jìn)行實際輸出能力的測試。結(jié)果表明,在負(fù)載有相移的情況下,其中有一臺標(biāo)稱100w的功放,在失真度1%時實際輸出功率僅有5w!由此對于晶體管功放的儲備量的選?。?高保真功放:10倍 民用高檔功放:67倍 民用中檔功放:34倍 而電子管功放則可以大大小于上述比值。 不同類型的放大器,選擇功率的標(biāo)準(zhǔn)也大有不同 對于系統(tǒng)的平均聲壓級與最大聲壓級應(yīng)留有多少余量,應(yīng)視放送節(jié)目的內(nèi)容、工作環(huán)境而定。這個冗余量最低10db,對于現(xiàn)代的流行音樂、蹦迪等音樂,則需要留有2025db冗余量,這樣就可使得音響系統(tǒng)安全,穩(wěn)定地工作。阻抗匹配 它是指功放的額定輸出阻抗,應(yīng)與音箱的額定阻抗相一致。此時,功放處于最佳設(shè)計負(fù)載線狀態(tài),因此可以給出最大不失真功率,如果音箱的額定阻抗大于功放的額定輸出阻抗,功放的實際輸出功率將會小于額定輸出功率。如果音箱的額定阻抗小于功放的額定輸出阻抗,音響系統(tǒng)能工作,但功放有過載的危險,要求功放有完善的過流保護(hù)措施來解決,對電子管功放來講阻

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