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音箱选购的基础知识问与答

2015-12-30 14:16| 发布者: admin| 查看: 1230| 评论: 0

摘要: 音箱选购的基础知识问与答   音箱由哪几部分组成?   市面上的音箱形形色色,但无论哪一种,都是由喇叭单元(术语叫扬声器单元)和箱体这两大最基本的部分组成,另外,绝大多数音箱至少使用了两只或两只以上 ...

音箱选购的基础知识问与答

  音箱由哪几部分组成?

  市面上的音箱形形色色,但无论哪一种,都是由喇叭单元(术语叫扬声器单元)和箱体这两大最基本的部分组成,另外,绝大多数音箱至少使用了两只或两只以上的喇叭单元实行所谓的多路分音重放,所以分频器也电告不可少的一个组成部分。当然,音箱内还可能有吸音棉、倒相管、折叠的迷宫管道、加强盘/加强隔板等别的部件,但这些部件并非任何一只音箱都必不可少,音箱最基本的组成元素只有三部分:喇叭单元、箱体和分频器。

为什么有些音箱用两只喇叭单元,而有的要用三只,还有用四只、五只的,用一只行吗?

  喇叭单元起电-声能量变换的作用,将功放送来的电信号转换为声音输出,是音箱最关键的部分,音箱的性能指标和音质表现,极大程度上取决于喇叭单元的性能,因此,制造好音箱的先决条件是选用性能优异的喇叭单元。对喇叭单元的性能要求概括起来主要有承载功率大,失真低、频响宽、瞬态响应好、灵敏度高几个方面,但要在20Hz-20KHZ这么宽的全频带范围内同时很好兼顾失真、瞬态、功率等性能却非常困难,正如道路警察,如果管得太宽肯定会顾此失彼,而各管一段就容易得多,喇叭单元也是这个道理,最有效地解决方案就是分频段重放。为此喇叭厂生产了不同类型的单元,有的只负责播放低音,称为低音单元,播放中音的叫中音单元,高音单元只负责播放高音,这样例可采取针对性的设计,将每种单元的性能都做得比较好。

  所以,尽管可以采用一只全频带喇叭来设计音箱,不过出于上述考虑,用多个单元的组合来覆盖整个音频频段的设计方式还是占了绝大多数。具体用几只单元,取决于音频范围的频率划分方式,如果是简单地分面高音和低音(或中低)两只喇叭就够了;如果是分高、中、低三段的三分频音箱,那么最少也得用三只单元,现在两只低频单元并联工作的设计方式也很流行,这样总的单元数便可能达到四只;有些大型音箱的频段划分得更细,如果再采用单元并联工作的设计,总的喇叭单元数就会更多。在音箱的资料或说明书上通常有“XX单元这样的方案,就是对音箱的分频路数和所用单元总数的具体说明,例如三路四单元,表示这是三分频设计的音箱,总共用了四只喇叭单元,其余依此类推。

  DEBUG评论:这篇是叶新海先生的著名入门作品。顶级的音箱中,倒是有只使用一个全频带单元的,其实,如果全频单元当真能够做好的话,它的很多优点不是多单元音箱能比的。不过全频带音箱确实是几百元的比比皆是、数万甚至数十万的也不算很罕见,但恰恰几千元上头很难做出来更难做好。所以我们也就很少见啦。

  分频器是做什么用的?

  由于现在的音箱几乎都采用多单元分频段重放的设计方式,所以必须有一种装置,能够将功放送来的全频带音乐信号按需要划分为高音、低音输出或者高音、中音、低音输出,才能跟相应的喇叭单元连接,分频器就是这样的装置。如果把全频带信号不加分配地直接送入高、中、低音单元中去,在单元频响范围之外的那部分多余信号会对正常频带内的信号还原产生不利影响,甚至可能使高音、中音单元损坏。

  从电路结构来看,分频器本质上是由电容器和电感线圈构成的LC滤波网络,高音通道是高通滤波器,它只让高频信号通过而阻此低频信号;低音通道正好想反,它只让低音通过而阻此高频信号;中音通道则是一个带通滤波器,除了一低一高两个分频点之间的频率可以通过,高频成份和低频成份都将被阻止。在实际的分频器中,有时为了平衡高、低音单元之间的灵敏度差异,还要加入衰减电阻;另外,有些分频器中还加入了由电阻、电容构成的阻抗补偿网络,其目的是使音箱的阻抗曲线心理平坦一些,以便于功放驱动。

  喇叭单元有那些种类?

  喇叭单元的种类很多,分类方法也各不相同。如果按电-声转换的原理来分,有锥盆单元、平板单元、球顶单元、带式单元等类型,其中锥盆单元和平板单元比较适合做高音,也有部分中音单元采用球顶式设计;从所覆盖的频带来看,也有部分中音单元采用球顶式设计;从所覆盖的频带来看,喇叭单元又可分为低音单元、中音单元、高音单元和全频带单元。

  目前最常见的低音单元和中音单元从转换的原理上讲都属于电动式扬声器,它们多采用锥盆状的振膜,因为这形状的振膜设计成熟、性能良好。振膜材料则多种多持,有传统的纸质振膜,也有高分子合成材料(如聚两烯)制作的振膜,还有铝、镁等金属材料制作的振膜。

  对振膜的要求是刚性好(不易产生分割振动)、重量轻(瞬态响应好)、具有适当的内阻尼特性(抑制谐振),但这些要求并不容易同时满足,但刚性不够强;金属振膜的刚性很好,但阻尼又欠佳;聚两烯振膜比较好地廉顾了各个方面,近年来获得较多的应用。此外,还有些厂家采用很复杂的工艺制造振膜,三明治复合结构就是其中之一,它的上下两个表面之间夹着蜂巢结构的中间层,整体上具有很高的刚性,同时又有重量轻、阻尼好的特点,很有发烧前途。

  高音单元最常用的是球顶式高音,从工作原理上讲也属于电动式单元。球顶高音的振膜可以用金属材料制造(如铝、钛、铍等),称为硬球顶,也可以用软质的织物制造(如蚕丝、化纤),称为软球顶,通常,硬球顶的高频响应比较好,而软球顶的声音比较柔和。

  近年来,带式高音和静电高音也得到一定的应用,它们共同的优点是振膜特别轻盈,因而高频响应出色,声音纤细透明,不过,这两种高音的生产如球顶高音那么容易,应用不太普及。还有一种号角高音,由球顶式的驱动部分加一个喇叭状的号角构成,它的特点是声音指向性强,而且效率高,因而在专业扩音领域的音箱中应用很普遍。还有一种同轴单元,实际上是低音和高音单元的组合,具体特点详见相关问答。 喇叭单元为什么要装在箱子里?不装箱行吗,比如用个支架来固定它们?

  不行,准确地说是低音单元必须要装箱,高音则可装可不装。有两个原因使得低音单元必须装在箱子里:一是为了消除声短路现象;二是为了抑制喇叭单元的低频谐振峰。先说第一个原因。低音单元的振膜在前后运动时,除了有向前方辐射的声波,两个方向的声辐射相位正好相反,即相差180度。由于低频声波的波长很长,其绕射能力是很强的,也就是说低频声波的方向性很弱,如果喇叭单元不装箱的话,后向辐射的声波就会绕到前面来与前方的辐射异相相消,总体上的前向声波辐射能量就被大大削弱,这种现象称为声短路声短路现象必须设法消除,否则低频根本无法有效地辐射。如果把喇叭单元装在箱子里,振膜后方的辐射被箱子阻隔,也就不会形成声短路了。

  第二个原因,每一只电动式低频单元都有一个低频谐振点,在此谐振点上的输出达到一个峰值,但失真也很高,瞬态响应非常差,如果对此谐振峰不加以抑制,势必严重影响重放的音质。如果将单元装箱,箱内空气的劲度就会对振膜的运动产生抑制作用,这样就达到了压低谐振峰、改善性能的目的。另外,通过含理选择箱体的结构和参数,可以达到拓宽低频响应的目的,设计良好的倒相箱、无源辐射器音箱、传输线音箱都能获得这样的效果。

  高音单元为什么可以不装箱呢?因为高音的波长短,绕射能力弱,不存在声短路现象,也不象低音单元那样需要抑制低频谐振峰,所以,对于高音单元,音箱的作用只是一个支撑
 箱体一般用什么材料制造?

  箱体一般用木质材料制作,因为木材容易加工,表面处理之后能得到和家具一样的质感容易跟居室环境协调一致。目前最常用的材料是人造中密度纤维(MDF)板,这种材料强度高,而且不易变形,不开裂,表面还非常平整,无须打磨就可以直接粘贴木皮或PVC装饰。有些音箱也采用狼子野心花板制作箱体,刨心花板也有不易变形形裂、表面平整的特点,强度也可以,不过一但受潮后就容易损坏,所以通常只用于廉价的低档音箱。

  还有用天然实木板制作箱体的,不过天然实木成本比较高,而且处理不当容易开裂变形,所以近年来的应用越来越少,一般只用于高档音箱,主要是取实木的质感比较高级(特别是名贵木材)这一优点。当然,箱体不一定非得用木材来做,用塑料、用金属甚至用石板都可以,但这些材料制作的音箱并不普遍。

  实木音箱的声音比人造板音箱好吗?

  不能这么说。理论上讲,箱体只要足够坚固不发生振动,用什么材料都没有区别。音箱的声音主要是由喇叭单元、箱体结构设计、分频器这三大要素决定,而跟箱体材料用实木还是人造板,甚至用塑料、用金属都没有关系。

  音箱是如何分类的?

  音箱的分类有不同的角度与标准,按音箱的声学结构来分,有密闭箱、倒相箱(又叫低频反射箱)、无源辐射器音箱、传输线音箱之分,它们各自的特点详见相关问箱。倒相箱是目前市场的主流;从音箱的大小和放置方式来看,有落地箱和书架箱之分,前者体积比较大,一般直接放大地上,有时也在音箱下安装避震用的脚钉。

  落地箱由于箱体容积大,而且便于使用更大、更多的低音单元,其低频通常比较好,而且输出声压级较高、功率承载能力强,因而适合听音面积较大或者要求较全面的场合使用。书架箱体积较小,通常放在脚架上,特点是摆放灵活,不占空间,不过受箱体容积以及低音单元口径和数量的限制,其低频通常不及落地箱,承载功率和输出声压级也小一些,适合在较小的听音环境中使用;按重放的频带宽窄频带音箱之分,大多数音箱其设计目标都是要覆盖尽量宽的频带,属于宽频带音箱。窄频带音箱最常见的就是随家庭影院而兴趣的超低音音箱(低音炮),仅用于还原超低频到低频很窄的一个频段;按有无内置的功率放大器,可分为无源音箱和有源音箱,前者没有内置功率放大器,可分为无源音箱和有源音箱,前者没有内置功放而后者有,目前大多数家用音箱都是无源的,不过超低音音箱通常为有源式。

  密闭箱的特点是什么?

  密闭音箱的喇叭单元装在一个完全密闭的箱体内,这样,振膜向后辐射的反相声波就被箱体完全阻隔,不会跑到箱外去和振膜前方的正相声波相抵消,解决了声短路问题,使低音能够有效地辐射。密闭箱的低频衰减特性比较其他类型的音箱都平缓,形同一个二阶低通滤波器的衰减曲线,这意味着它具有各类音箱中最好的瞬态响应。同时,密闭在箱内的空气形成一个强劲的空气弹簧,能有效抑制振膜在谐振频率处的位移量,减少非线性失真。不过,空气的劲度也使喇叭单元的低频谐振频率上升,使音箱总体的低频下限比单元在自由空间的条件下有所上升,与倒相箱、传输线音箱这些设计相比,密闭箱的低频下限相对要差一些。还有,振膜后向的辐射得不到利用,致使其效率也要低一些。

  气垫式音箱和密闭式音箱是一回事吗?

  气垫式音箱最早由美国的H.01son和他的伙伴J.preston提出后获得专利,1950年被AR公司推广,代表性产品是当时名扬四方的AR-3(港台的发烧友称之为阿三哥)。气垫音箱是密闭箱的一种,它的特点是使用高顺性的喇叭单元并将箱体设计得足够小使箱内空气的劲度大大高于单元振动系统的劲度(一般要超过3倍以上),对单元的振动系统而言,箱内的空气对它的作用仿佛一个弹性强劲的气垫一般,这种音箱因此而得名。气垫音箱的失真低,瞬态表现相当好,曾一度深受欢迎,不过,这种音箱由于采用高顺怀的单元,灵敏度一般比较低。

  倒相箱的特点是什么?

  倒相箱是目前应用最为普遍的音箱,它在密闭箱的基础上增加了一载导管(倒相管),导管一端跟箱内的空气连通,另一端通过箱壁上的开口(倒相口)通往箱外。当喇叭单元的振膜运动时,一方面直接对外辐射声波,另一方面又压缩(或扩张)箱内的空气。使箱内的控制气从倒相口排出来,这样,倒相口就成了策动空气的第二振膜,如果设计得巧妙,倒相管-箱体系统可以刚好使振膜后向辐射的声波倒相180度(倒相箱因此而得名),这样从开口处辐射出去的声波就与振膜前方辐射的声波同相了,而同相的辐射使声能得到叠加,于是加强并延伸了音箱总体上的低频响应。

  倒相箱和密闭利用了振膜的后向辐射能量,因而效率比较高。不过,倒相箱也并非十全十美,除了设计调试比密闭箱困难以外,开口处急速流动的空气容易造成气流噪声。另外,倒相作用本质上是利用声学谐振来达成的,因而由开口辐射的声波瞬态响应比较差。

  DEBUG评论:再次强调!倒相箱的倒相声波决不仅仅是喇叭振膜背面的声波被反射出来,而是半密闭箱体内空气被强制压缩产生谐振而发出的声波,声波来自管道内的空气而不是振膜!如果仅仅是为了将振膜后辐射声反射出来,要倒相管干什么?直接开孔不就行了?!
无源辐射器音箱又有何特点?

  无源辐射器音箱又叫空纸盆音箱,其实是倒相箱的一种变体,它的工作原理与倒相箱十分相似,只不过用无源辐射器代替了倒相管。无源辐射器的结构跟喇叭单元类似,有折环和辐射声波的振膜,但没有音圈和磁路系统,振膜的运动完全受箱体就可以获得较好的低频响应,效率也比较高,但它也有区别于倒相箱的特点。优于倒相箱处理克服了倒相口容易生产气流噪音箱问题,不过无源辐射器音箱具有比倒相箱更陡峭的低频衰减特性,意味着瞬态响应比倒相箱还差。美国Polk Audio 公司是生产无源辐射器音箱最具代表性的厂家。

  DEBUG评论:现在在多媒体音箱上的低音炮上,空纸盆已经不少见了。不过有些产品在卫星箱上也用空纸盆,纯属胡来。

  传输线音箱有什么特别之处?

  传输线音箱与密闭箱或倒相箱的设计思路完全不同,它利用了1/4波长的传输线来达到吸收单元谐振、抑制振膜位移、拓展低频下限这些目的。传输线音箱有以下一些基本特征:低音单元后面接有一跟长长的导管(传输线),导管的长度取单元低频谐振频率(或稍高一点的频率)的1/4的波长,为了衫化,导管通常折叠于箱体内部,看上去象一个迷宫;连接喇叭单元那端的传输线截面积至少比单元的辐射面积大25%,然后逐渐变小,到传输线的出口处刚好等于单元振膜的辐射面积;传输线内敷设羊毛或玻璃棉等阻尼特质。传输线音箱与密闭箱和倒相箱等设计相比,具有更为深沉的低音,但以英国著名音箱专家Martin Colloms为代表的一些人则认为传输线音箱较难避免因传输线谐振所造成的音染。

  DEBUG评论:有些多媒体产品现在也号称使用了迷宫结构,其实只是经过特殊设计的变形倒相箱而已,真正的传输线设计,到目前我还没在多媒体音箱上见过。

  初学者听音指南:用耳也要用心

  对于听声音真用得着战略上藐视敌人,战术上重视敌人这一名言。首先你要自信你的耳朵不比所谓的金耳朵们差。人的听觉生理告诉我们,随着年龄的增长,耳膜和内耳听辨毛都会变硬,无法响应很高的频率。只有低龄儿童听觉器官的尺寸小,质地柔软,可以听到20khz以上的超声。而20岁以后就逐渐衰退了,50岁以上的人已难听到16khz的声音了。当然老发烧友们的技巧和经验比较丰富能补偿一点损失,但硬件逐渐变坏是必然的。所以,专业的主观试听评价需要有不同的年龄、性别的人员来参加。只要没有听力缺陷,你也可以当评判员。当然一些最基本的测听技术和常用主观试听评价的用语还必须了解,并把握住确切含义和分寸。

  最先可以熟悉一下纯音,正弦单频交流信号的声音,这也是检查音响设备静态性能好坏的一种方法。最方便的方法是播放雨果发烧碟(一)》的最后17至45段,这里是正弦信号从25hz开始以1/3倍频程为一台阶至20khz,一共29段。如有优质的模拟正弦信号发生器则更好,信号源中没有高次谐波也不需用cd机。从第17段开始向后放,音调逐渐提高。

  若电平不变的话,开始响度也逐渐增强;到27、28(约三四百赫兹)段时音量就不再上升;至40、41段(约七八千赫兹)后,音量又开始下降。若设备不好,中间音量较平坦的段落就会变窄,听音乐时高音域和低音域分量都不足。若整个频域的音调感不是逐渐上升,某个段落有突变,如19段听起来反而比20段更硬、更响,这就说明19段(40hz)处声音有互调,即原40hz低音上,有较高频率的音串入,所以音调也高了,响度也大了。很多劣质音箱这时就会显现原形。正常听音乐时,某一频率一会儿就过去了,并且大多时间同时就有很多谐波成分,靠声音的感觉不对去辨别设备的毛病,初学者操作就比较困难。纯音试听就容易操作多了。

  房间声学环境有缺陷,如有驻波、共振或冲着听众席的反射面,也会使不同频率上的响度不均匀,可以变换一下音箱摆位或房间家具摆放,找寻反射面或共振源来解决。单一的纯音稳定、简单、容易找出串杂在其中的杂音。

  另外,几个关键频率的音调25hz(17段),40hz(18段),500hz(29段),1khz(32段),2khz(35段)和4khz等应该心中有数。不少音箱包括低音箱实际上并没有25、40hz的低音,不少人把较响的6080hz左右的中低音当作次低音在感受。同样,2khz、4khz的声音听起来也很刺耳,但它并不是人们要追求的12khz以上的高音。理解听感描述词汇实际声音就复杂多了,声音的听感描述总要用词汇来表达,但词汇中数形容词最微妙。

  如果要从外文的描写翻译过来就更难了,笔者手中有一份英文的音质评价用语说明,汇集了52个形容词,其中有些词连英汉词典上给出的中文注释就令人不知所云,怎样去理解表达的声音特性?所以越详细越微妙的描述可能越难确切,还是先简单一些。加拿大国家研究中心测试音箱音质时,让评判员填的表中用了十种描述,比较容易理解掌握,现解释一下它们在表达声音特性时的含义,对提高主观声音测听能力的人会有所帮助。这些词汇分别是:

  解析力:解析力也叫清晰度,描述声音清晰程度。听语言时,吐字干净利索,没有含糊不清之感。听弦乐曲时,有几把乐曲,什么乐曲容易分辨出来。听低音时,鼓点干脆利落,长号、大鼓各自音色表现正确,不似彩电或组合音响中那种嗡嗡之声不绝于耳的效果。

  柔和:听起来声音柔和温暖,让人感到顺耳舒畅,不刺耳没有沙哑之声。一般女声节目听这方面特性比较好,用迪斯科和重金属摇滚乐来听器材的这方面表现就不合适。虽然说这里的柔和指的是器材的性能而不是软件本身的内容,但软件节目本身就硬,用来听这方面性能就困难了。

  从音频信号特性讲,柔和表示中、低音还原正确,噪声和谐波失真小。器材的谐波失真会增加不良高音成分,听感生硬、刺耳、金属味重(好像金属材料发出的声音)。

  丰满:声音充实圆润,男中音和男低音这种感觉较明显。表现出器材频带较宽、特别是低音端延伸好,中、低音的频响均匀,混响适度。

  明亮:声音清脆透亮,有鲜活感,在女高音和童声以及弦乐小号的高音器乐中较易找到这种感觉。说明器材的中高音频平坦、均匀且失真小。若高音过头或带有失真,明亮就会变成刺耳。另外,也要有适度的混响,否则会有干枯的感觉,亮不起来。

  开阔宽敞:相反的描述就是狭窄、挤压,声场狭小,缺乏现场收听时那种宽大的场面。立体声节目这方面的感受与两个声道间的串音水平和平衡度有关。串音小、对称性好,混响正确,声场感觉就宽大。

  亲切:亲切或称现场感强是指声音好像贴近身边,伸手可以触及一般。一般中音段表现好的器材,这种感觉较强。

  噪声和失真:没有信号输入时,音箱中发出的嘶嘶声、交流嗡嗡声称为噪声,是器件或工艺不良的表现。失真是由于器材的线材不良或频响不佳,使原来的声音发生了变化所致。没有输入时开足音量,在音箱一米处应听不到一点噪声,否则节目中需要无声时,就会有讨厌的背景噪音,平常使用时声音透明感就变差。失真即声音走样,与熟悉的原声比较就能听出来。

  力度:力度和响度意义不同。响度指声音感觉响。两套设备可以把同一个曲目,用响度计调到一样响。但一个可能响而平淡,另一个就响而有力。力度为声音有劲、有气魄,表示声音中低频成分较强,动态范围宽。光响不行,要响而不失真才有力度。

  最后两项为满意程度和保真度,这是总体印象并含有个人的爱好和愿望。自觉地用上述描述来比较不同器材发出的声音,就可以逐渐把耳朵练灵敏。

  当你的听觉有一定的辨别能力后,就要注意排除心理因素对听觉的影响。一个劳累一天的母亲在熟睡中,对汽车鸣叫或火车奔驰的很大声音都无动于衷,而对自己婴儿的啼哭或躁动却非常灵敏。这是一个被经常用来说明人类听觉系统有选择性的例证。

  在你试听某一音响器材的时候,设备的外观、价格和媒体狂轰乱炸的宣传,已给你造成了一个先入为主的印象。价格贵,进口品牌,都会在您心理深处打上一个底分。所以,在你实际试听时要留神去掉这个底分。但心理现象是一种科学,不管谁都不可能完全摆脱掉。所以专业主观试听要采用双盲法:一是听者看不到设备,音箱和设备都被透声不透光的织物挡住,只闻其声不谋其面;二是操作人员听不到声音,完全按仪器的指示送出声音。

  人类的生理听觉研究标明,只要音量略大一点,同样频率范围的声音给人的音调感就展宽了。所以,若两只音箱的灵敏度不同,系统不对总响度进行


鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋

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