喇叭单体与扬声器系统 下篇

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第三章：音箱与喇叭系统

　　在前一期我们已讨论过各种型式不同的喇叭单体,有锥型、球型、号筒型、丝带型等等;但是在实际使用时,我们却不能将扩大机的输出直接连到喇叭单体上,它总需要装到音箱(Cabinet)裡。说是如此,我们又不能随便找个箱子把喇叭装进去就OK,喇叭音箱的设计是一门大学问,若要详细谈音箱,恐怕10期的「每月专载」都还不够。

一、障板(Baffle)

　　一般的喇叭系统都是将全部单体装入同一个音箱内,但也有不少喇叭,像KEF的105.2,就是低音喇叭单独装箱,而中、高音喇叭则另外装入一只小音箱内。喇叭是否一定要装入音箱内？不一定,这要看他的频率特性而定,频率愈高就愈不需要音箱,而低音喇叭就非得装入音箱中不可,为什麽呢？



　　喇叭发音的动作是当音圈上有音频交流讯号流通时,音圈会随著交流讯号的频率和振幅做轴向前后运动;因为振膜与音圈是连著的,故振膜也跟著音圈的运动而运动。我们现在假设在空中设置一只低音喇叭,当振膜向前移动时,振膜(纸盆)前面的空气就会受到压缩;而振膜向后运动时,空气就会被稀释。由图四十二中我们可以看出High是受到压缩,Low是稀释;而由于没有装入音箱中,High和Low会互相混在一起,但因彼此存在有互相差,故一但相混后不但互相干扰而且还会抵消。


　　为了避免这种情况发生,我们将喇叭装在一片障板上,使得前后声音不会相混;见图四十三,该障板是无限大的,故称为「无限障板」(Infinite Baffle)。这片障板当然不能无限大,要不然宇宙间就没有地方容得下它了,障板的大小与频率的波长有关係,波长愈长(即频率愈低)则障板就要愈大,否则绕射的情况就无法避免。试以50Hz为例,由于50Hz的波长是3.4公尺故障板的面积要大于3.4x 3.4=11.56平方公尺;如果你要求副低音喇叭发出20Hz的超低频,那障板面积就要大过70平方公尺！您府上放得下吗？



　　不仅要防止前后声音干扰,又要使障板的面积缩小,那就得使用「有限障板」(Finite Baffle)设计,如图四十四所示,我们选取适当的长度,将喇叭环绕起来,使喇叭前后的声音并不互相干扰,然后再将它整个围绕起来就成为如图四十五的完全密闭式系统。


二、密闭式音箱(Sealed Type Cabinet)

　　密闭式音箱把音箱内和音箱外的空气完全隔绝开来,在图四十五裡所示只有喇叭单体和吸音材料,当然实际情况并非如此简单。由于音箱内的空气被封死,故当振膜在不断的前后运动时,箱内的空气就不断的被压缩和稀释,这种压缩和稀释的过程就和一枚弹簧的动作很像,若箱子愈小则振动的百分比就愈大,此结果关係到(1)喇叭的谐振(Resonant)频率,(2)音箱的振动(与音箱的结实坚固与否有关);尤其是后者,更影响到喇叭的重播特性.音箱是否会振动？会的,只是吾人肉眼无法瞧出,用手摸或许可感觉到,但以电脑分析就一目瞭然;图四十六保证会吓你一跳！因此制作木箱除要选硬度较高的木板外(高压塑合板比夹板硬许多),音箱内壁也要附上适量的吸音材料以防驻波(Standing Wave)产生。


　　密闭式设计喇叭,其低频响应受限于(1)音箱的容积,和(2)喇叭单体的最低谐振频率;换句话说,音箱体积愈小,低频响应就愈差,使得暂态失真与谐波失真都会大幅增加。因此密闭式音箱与喇叭有些关係必须考虑到：

　　(a)喇叭单体的谐振频率Fo不能比装箱后的整体谐振频率Foc来得高,即Foc＞Fo。

　　(b)如果喇叭单体的Fo较高,那麽可用较小的音箱;反之就要採用大音箱。

　　(c)当Foc和Fo差距愈大时,可用较小的音箱。

　　(d)如果喇叭单体振膜的等价质量Mo愈大时,可使用较小的音箱。

　　(e)当喇叭单体的Qo值愈小时,可使用较小的音箱;但当喇叭单体装箱后其Qo值会提高,多塞点吸音棉可略为降低Qo值。在设计上,喇叭理想的Qo值是0.707。

　　(f)如果喇叭音箱的截面积是六边形(目前百分之九十以上的喇叭箱是六边形),则较容易产生驻波而造成音质劣化,故音箱的高宽深要有一定的比例,最好的比例是5:4:3或者7:5:3。许多人在设计音箱时往往只注意到高度和宽度而忽略了深度,音箱的深度不应小于最低谐振频率(Foc)波长的八分之一,这要特别注意。

　　(g)音箱的材料不仅硬度要够,还要有适当的补强,并且完全密不通风。不过补强材料、吸音材料和喇叭磁铁所佔去的空间要另外加上,通常是以5~10公升计算。

　　提到密闭式喇叭,就必须谈到气垫式喇叭,气垫式(Air Suspension,或称Acoustic Suspension)係由AR喇叭公司创始人Edgar Villchur先生发明出来的,其原理与密闭式完全一样,只是为了要得到更充足的低音,除在音箱裡填塞大量吸音棉外,并且在喇叭振膜上涂抹黏液增加其质量,甚或採用长衝程单体。但在理论上,气垫式仍是密闭式设计,自然也是属于无限障板式;而由于制造技术的进步,密闭式已完全等于气垫式了。

　　密闭式设计的重点要求是音箱体积小,但音箱小则振动比大,故需要较大的功率来推动喇叭的振膜,此即意味密闭式喇叭的效率较低。当AR气垫式喇叭开始上市时,打著「牺牲效率换取音质」的口号,使得大部分人皆有效率低即音质佳的错觉。事实上效率与音质是没有绝对的关係。(恐怕连相对关係都没有),就一般聆赏言,低效率喇叭多半略为混浊;而以小口径低音喇叭来获取充足的低音,也不是十分明智。交响乐团的定音鼓都是大傢伙,没听说有气垫式的;故要重播低频,还是以大口径喇叭较为适宜。AR厂似乎也明白这个道理,该公司的新产品都已不再标榜是小型气垫式设计。

三、低音反射式(Bass Reflex)

　　在密闭式音箱上开一个洞就算是低音反射式,这个洞一般多开在障板上,也有是开在背板上。低音反射式的基本理论是认为密闭式扬声器有一半的能量被封闭在音箱内殊属可惜(在低频时,振膜后面所辐射的功率为整个辐射功率的二分之一)。所以就利用反射管将低音的相位反转再由反射管中放射出来,典型的低音反射式结构见图四十七(A),它与密闭式不同的是多了反射管(Duct,或称导管);而反射管的形状则有方形、圆形、折圆形等;图四十七(B)是另两种低音反射式音箱结构。




　　一般人对于低音反射式喇叭的概念是音箱内的低频经过180°反转后由反射管中发射出来,因此低频的音量就比较强。其实这种想法并非正确,因为既使低频会被反射出来,其相位也不见得是反转180°,其中可能有某些频率被反转180°,但大部分的低音(如果光说低音,则频率涵盖太广)却非如此,其主要原理还是在改变喇叭振模的振动阻抗;振模被改变,声音当然有所差异。

　　低音反射式的重播效果除与音箱容积有关外,还与反射孔位置,反射孔长度有关,设计低音反射式音箱时要注意下列事项：

　　(a)音箱整体谐振频率Foc能低于单体谐振频率Fo的0.7倍,即Foc＜Fo×0.7。

　　(b)由于振膜移动的振幅较小,故失真较低。

　　(c)假设Foc数值一样,则低音取反射式音箱可为密闭式音箱的60%。

　　(d)反射管的直径如果太小,它的特性就类似于密闭式设计。

　　(e)反射管的长度与Foc的波长有关,如果反射管长度增加,则Foc降低;反射管减短则Foc提高。

　　(f)低频的谐振频率可略为降低,并且暂态特性也较佳;理由是喇叭背后的声音有宣洩之处。

　　(g)喇叭单体还是最为重要,适合低音反射式设计之低音喇叭,其F0最好是在0.4~0.7间。

　　低音反射式的效率较高,而且重播的低音较自然,在大型而昂贵的喇叭系统中,百分之九十都是低音反射式设计,这不是没有道理的。

四、被动辐射式(Passive Radiator)

　　被动辐射式的俗名是假喇叭(Drone Cone),如图四十八所示,假喇叭是没有磁铁和音圈的,它不能承受电力而主动辐射声音,故称为被动辐射器。被动辐射式原理与低音反射式一样,它是以假喇叭的振动阻抗来改变主喇叭的振动阻抗;但是它的频率可以比低音反射式更低。被动辐射式设计时的注意事项与低音反射式同,当我们在检查被动辐射式喇叭时,可用手压下主喇叭,而假喇叭则会向外突出;用手压假喇叭则主喇叭会突出,此法可检查该喇叭箱的密闭式是否确实。



　　被动辐射器喇叭在市面上并不多见,而是多以英国产品为主,Celestion是此类的泰斗。另外是：低音反射式增加低音发声效率是以声学的方法,而被动辐射式是利用机械的方法,因此同样体积的音箱,被动辐射式的低音可以做的较低。

五、前方负载型号筒(Front Loaded Horn)

　　在喇叭的前端加装开嘴大而长度较短的号筒,可提高低音重播的效率,见图四十九,其低频重播特性与号筒截止频率Fo有关。号筒的主要作用在转换声阻抗,使物体的振动能量能更有效的传播空气中,换句话说,号筒就像是声音的变压器,使能量做最有效的移转。


　　不过要特别注意这裡所指的号筒型喇叭仍採用大口径锥型喇叭设计,并不同于上期所谈到的号筒式喇叭(那才是真正的Horn,但多是高频用),请读者不要混淆。前方负载型号筒式喇叭的体积过于庞大,而且音压甚强,故家庭中甚少使用,因此多用于戏院或较大之听音室及露天演唱会等,故使人一想到号筒式喇叭就直觉的认定它不适合于Hi-Fi用,而仅能用于PA场所。



　　由于前端负载型大多使用短号筒,故常结合低音反射式设计以辅助低频重播,首先採用设计的是著名的Paul W. Klipsch先生,故由他设计出来的号筒就被称为Klipschorn,其最理想的放置是牆角;图五十即是Klipsch号筒。

六、后方负载号筒型(Back Loaded Horn)

　　为了将前方负载型体积缩小,可以把号筒做成折曲状,一方面可增加号筒的实效长度,一方面又可减少音箱的总体积,后方负载型见图五十一,它也是号筒是与低音反射式的组合。后方负载型的频率可以比前方负载型来得低,并且整个频率特性较为均匀。后方负载型(或称背载式)的效率与低音反射式差不多,但是它的动态范围比较大。

　　除上述几种外,喇叭箱设计还有直接/反射式,这是BOSE的专利;另外也有Isobarik式,这是英国名厂LINN的专利。BOSE的直接/反射式设计使得喇叭系统与聆听环境完全配合,但摆放的位置一定要经过多次的实验才能找到最佳的匹配。Isobarik则是在音箱内再加装一支喇叭,而且振膜朝前,目前採用这种设计的喇叭并不多。


　　英国IMF的拿手绝活是传输线式设计,它虽然採用小口径的低音喇叭,但却能获得足够的低频。传输线(Transmission Line)设计的音箱甚难制作,故成品售价甚昂,其低频音量甚为充沛,最适合低音爱好者使用;但切记勿以声乐曲试听,音传输线式喇叭的音色有甚多的修饰。

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七、喇叭音箱的问题

　　音箱的材料固然重要,音箱的形状也会影响到音色,图五十二显示四种外型,最左边是圆球型,再来是Olsen型,这两种比较不会产生绕射声(Diffracted Wave),它们的频率响应较为平直。右边是圆柱型和方型,其频率特性较容易呈波浪状。目前的喇叭箱多为方型,而且障板的四边不是平的,故较容易产生绕射。有些喇叭障板的四个边是有弧度的,这种不易产生绕射。


　　喇叭装箱也不是很简单的,光是锁到音箱上就有几种方式。图五十三显示三种固定型式,最左边是由正面装入,为最多採用的方式;不过实际上正面装入的障板都有挖边框,这样比较不易漏气。中间是后面装入型式,英国HARBETH就採用这种方法;最右边则是后面装入突出(Prominent)型,这很少见。前方装入式较容易在喇叭边框周围产生绕射现象,后面装入式如果障板太薄的话,在中频部份也会产生空气效应;而后面突出型是三种中最佳的。

　　音箱材料的选用有几个注意要点：(1)是质料要硬,硬到不随音乐声振动。(2)是谐振频率要高,因Fo高则可减少回音。(3)不能随温度、湿度变化而弯曲或收缩。(4)隔离和吸音特性要很好。(5)所有刨、锯、钉、磨光、胶沾等都要做得很好。而材料还是以木质为主,图五十四所示是四种木材,分别是塑合板(Plywood)、木屑板(Lumber)和真正的木板(Plain)。


　　塑合板是国产喇叭的主流,它们有的来自韩国或纽西兰,其硬度要比夹板高出甚多(中华商场有许多喇叭箱是以夹板制作)。而单层的真木板则在国外产品上较为多见,像胡桃木(Walnut)、麻栗木(Teak)等,其质地都非常坚硬。多年前曾有某些高价格喇叭採用桃花心木作音箱,桃花心木原产是非洲赤道雨林区,目前受到大气污染,产量已大为减少。但不论採用哪种木材,其厚度一定要超过1.5公分。

　　当然也有用塑胶制的音箱,笔者在十多年前曾用过一套原装的Columbia SE-10唱盘,它的喇叭就装在塑胶箱内。也有是用铝铸出来的,笙隆公司的小金刚就可以算是较特殊的。吸音材料也有许多种,早期的喇叭箱裡几乎都是玻璃棉(大部分是黄色),而现在多用海绵、泡棉、布或是耐酸棉。密闭式音箱宜用玻璃棉,低音反射式音箱宜用毛毡类的耐酸棉;而玻璃棉的用量已在逐渐减少中,某些喇叭箱裡还装有两种质料不同的吸音棉！

　　网罩(Grill)也不可等閒视之,它除有装饰功能外,最主要的还是防止喇叭受损。它的网布也有很多种,但不管是布还是尼龙,都不能影响音色,而网恐也不宜太密。或许将来有一天那些PRO没得玩了,说不定换个网罩也能发现音色大有不同！

八、分频系统

　　吾人耳朵所能听到的频率是20Hz~20KHz,因此扬声器只要能重播20Hz~20KHz就成了。但如果只使用一只喇叭单体的话,则它不但要随著低频做大振幅的振动,也要随著高频做快速的振动,那可真是难为它了。因此为了提高重播音质,我们常採用分频系统,以两只以上的喇叭来重播整个频段。


(a)二音路(2 Way)

　　二音路是最简单的分频系统,它包含高音单体(Tweeter)和低音单体(Woofer)以及二音路的分频网路;实际使用上,该低音单体係重播中低频之频率。所谓两音路并非指它只有两个喇叭单体,因为其高音或低音单体有可能採(Series)串联或(Parallee)并联式;而被动辐射式两音路扬声系统就至少包含三个单体。图五十五为喇叭单体并联、串联及以变压器交连的情形,喇叭阻抗之并联或串联与普通电阻并联或串联完全一样;而变压器交连则用于PA的恆压输送法。



　　二音路的喇叭单体,其尺寸大小通常不会差距甚大,例如高音为1吋软球型,则低音一定会在8吋以下,不会选13吋的大喇叭配用。并且由于它的体积很小,故又称为书架(Bookshelf)式喇叭。其分音器可简单到只用一枚电容器,也可複杂到用13枚元件,图五十六就是最简单的高通滤波器(HPF),所接单体当然是高音喇叭。这种滤波特性是-6dB/oct,即每八度音程衰减6dB,这是一阶设计,其频率=160000/(C×Z),其中C是电容器容量(μf),Z是喇叭阻抗(Ω),Ft是截止频率(Hz),也就是分频点(Crossover Frequency)。图五十七是一阶设计的低通滤波器(LPF),分频点Ft=160×Z/L,其中L是电感的值(mH)。只要高通和低通的Ft相同,将两个网路串联起来就是基本而完整的一阶两音路分频网路。




　　不过一阶设计虽然简单,但由于衰减率不够,使得在分频点附近的频率重叠太多,故一般皆採用二阶或三阶式设计。图五十八即是二阶高通、低通和三阶高通、低通的分频线路,当然这都是最基本的。图五十九是一阶和二阶的分频特性,我们可以看出二阶的衰减率要比一阶来得陡。




(b)三音路(3-Way)

　　三音路设计至少包含三只喇叭单体,它将中低频段分由两只单体来负责,因此比二音路多了一只中音喇叭(Squawker)。虽然仅多了一只喇叭,但分频网路却複杂甚多,而且制作时注意要点也甚多,例如中音喇叭是否需要反相等。图六十为典型的二阶式三音路分频网路,这是日本YAMAHA NS-690 II所用的。


(c)多音路(Multi-Way)

　　四音路以上就可以称为多音路,一般的四音路多是加一只超高音单体,或者多加一只超低音单体。五音路以上的则可细分成超高音、高音、中音、中低音、低音,若再加上超低音就是六路分音。但有时从喇叭正面不易看出,因超低音有时是装在背板上。

(d)分频元件

　　喇叭音箱内的分频网路通常係由三种元件组成：电阻、电容和电感,有于他们所处之地为音源必经之处,故不仅数值要准确,材质也非常重要。以电容器来说,其要求是：(1)一定是无极性的。(2)能承受大电流。(3)损失要小。(4)体积要小。不过要符合上述条件还真不容易,金属化塑料电容品质最佳,特别是PP、PC、PS......等。但塑料电容的容量往往不超过10uF,故如果需要值是100uF,那就得用10枚来併联。以西德名厂WIMA的PP电容为例,要併联成100uF,至少花费NT:5000元,这是国外喇叭名厂都不愿意做的事。图六十一是四种电容器,下方是Mylar型,最上方扁扁的是MEF型,都要比电解质电容来得优秀。




　　电感俗称线圈,图六十二即是各种电感,一般多使用空心线圈(Air Core),其要求是：(1)直流阻抗愈小愈好。(2)电流磁场不能影响到其他元件。(3)不能有谐振。所有分频元件裡,电感是最难求也是最难控制的。

　　电阻几乎用任何材质均可,碳膜、金属膜都可买得到,但衰减高音电平的可变电阻器就非得用线绕型的不可,因线绕型才能容许大功率,而一般碳膜型的就不可用。

九：电子分音

　　 刚才所谈的音路系统,不论是两音路或是多音路,他们都是使用被动式(Passive)分频网路,元件係由电阻、电感和电容构成。现在要谈的电子分音则是使用主动式(Active)分频网路,其元件除电阻电容外(没有电感),还有IC或者FET、电晶体,因此主动式分频网路是要「吃电」的。图六十三是三路电子分音连接系统,由于是三音路,故需要三部立体功率放大器。




　　主动式滤波电路如果用于两音路时就需要一组高通及一组低通滤波器,图六十四是其基本线路,相信读者们看了一定会很眼熟,这在音技已出现过很多次;如果是三路电子分音,则再加上带通滤波(BPF)。由于电子分音系统是将功率放大器与喇叭直接连在一起,而且每只喇叭单体都仅负责某段频率,故本身特性能发挥到极致。



　　但说归说、做归做,电子分音系统如果调校及匹配不当则反而会弄巧成拙;因电子分音极要求电平之匹配及效率之匹配,而且花费要付出甚多。3D电子分音是最省钱、最容易装置的电子分音系统,其方块图见图六十五,它的分频器裡有两组高通滤波器,但只有一组低通滤波器,故其低音输出是L+R的合成讯号,因此另加一台单声道的后级和一支副低音(Subwoofer)喇叭就行了。


　　3D系统可弥补二音路密闭式小喇叭之低音不足现象,但制作时要注意：(1)分频点不能高过150Hz,一般在100Hz~110Hz间,因为分频点愈高方向性就愈明显。(2)副低音后级放大器一定要有电平控制(或者分频器上有),而且每张唱片在聆听时都应调校,以求最适当的匹配。

　　特别注意市面上有两种超低音不是正规的3D系统,一是根本不用副低音后级,一是有后级(装在喇叭箱内)放大器,但也没有电子分音器;其效果是不改变原有小喇叭的音色,他们的最大特点是省钱。

第四章：扬声器的测试

　　我们在装完前级或后级放大器时,常常会加上讯号产生器及示波器作波型观测,扬声器也是一样,不过它牵涉的更广,除了完成品要测试外,喇叭单体也要测试,当我们拿到一只喇叭单体时,有些参数(如果没有原厂资料)是一定要测的,例如Fo(谐振频率)。测Fo可用定电流法、定电压法,在音技上蒲鸿庆先生、罗哲先生都曾谈过(67~70期),或者用仪錶直接量测,频率由低开始调,一直调到阻抗为最大时,此频率即是该喇叭的谐振频率......。而完成品也有几项规格是要测的,但这非得由专业人员在专业场所测不可。



一、频率响应

　　要测扬声器系统,首先要有无响室(Anechoic Room),无响室裡装满吸音材料,它是不产生迴音的,而且不受外界干扰(汽车按鸣声、马路震动...)。喇叭系统的频率响应当然以20Hz~20KHz为最好,但这是达不到的,图六十六是频率响应测试方块图,其中麦克风距喇叭轴心位置1公尺远,然后以分析仪和记录器绘下响应曲线,右图是YAMAHA NS-1000M的频率响应和阻抗特性表。至于喇叭说明书上常仅标示频率响应而不注明以何为标准,像JIS标准係以低频Fo开始计算,IEC则容许低于Fo 10dB的频率开始计算。


二、声压水平(SPL)

　　声压水平的强弱代表喇叭效率的高低,声压水平的测试与频率响应测试差不多,它常是输入1W而计算输出是多少dB,90dB/W/m即表示：麦克风距喇叭轴心1公尺,当输入1W时得到90dB之音压。SPL的高或低与音质无关,效率高的通常略为清朗,但也有刺耳的缺点;效率低则略为沉闷。这两款喇叭如果一是90dB,一是88dB,那不一定前者的效率就高;因为厂商的原始标准不见得相同。就笔者所知,目前喇叭效率最低的是国产品──笙隆的小金刚,它至少需要80W的后级来推！

三、指向性(Directivity)

　　图六十七是扬声系统指向性测试方块图,麦克风虽距喇叭轴心仍然是1公尺,角度却不是平直的,而是以30°、60°、90°等角度来测其频率响应。低频的频率低,故无指向性,而频率愈高则指向性愈强,故有些喇叭在高音单体上加装扩散器。

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四、失真(Distortion)

　　有关扬声器的失真,不管是谐波失真、相位失真还是暂态失真,制造厂商是不会公佈的。图六十八是谐波失真测试方块图,一般高价喇叭的谐波失真都在6%左右,最好的也超过2%,故任何喇叭想重播完美的原音是不可能的。喇叭的暂态特性常用猝发波(Tone Burst)来测,见图六十九,由输出波形一看即知。喇叭的失真实在是太多了,有AIM失真,有DF失真,有CM失真。国外某些厂商在数年前已开始用雷射干涉仪观察喇叭振膜振动情况,那种失真图形才令人惨不忍睹！



　　五、聆听环境

　　上述各项规格都是在无响室中测试,因此亦有人大加反对,认为无响室完全不同于聆听环境,故测试结果毫无意义。其实聆听环境佔有极重要的地位,如果在小房间裡放一对24"的四音路大喇叭,那麽再好的喇叭都会被打折扣。聆听环境第一要求是残响时间(Reverberation Time)要短,最好在0.3~0.4秒内;第二要求是不能有驻波(Standing Wave)。



(a)残响时间

　　所谓残响时间是指当某个频率发生并立刻停止后,其频率之电平衰减到原电平-60dB所需的时间,图七十即是残响时间的解释。大房间的残响时间比小房间来得长,如果是音乐厅则可能长达2秒。残响时间与房间的房顶、牆壁、地板都有关係,因此在房间四周应加上吸音材料。所谓吸音材料并非纯指玻璃棉,只要是厚布幔、大沙发、地毯,都有吸音的效果,但千万不可吸音太重。吸音效果是吸收高频的谐波,如果房间裡一点布幔、地毯都没有,而且地板又是大理石或磁砖,则高频一定要略作衰减才行。

(b)驻波

　　大部分的听音环境,天花板和地板是平行的,而各种公寓的大小房间,若不是正方形就是长方形,如果房间有一边的尺寸恰好是某个频率波长的一半,那就容易产生驻波。设于40Hz,由于其波长为8.5公尺,而房间某边长恰是4.25公尺时,房间内的空气就会在40Hz产生共振。因此房间各边长的比例非常重要,千万不要一边长度恰是另一边长度的整倍数,当驻波发生时,不知情的人常会责怪喇叭的品质不好,其实有时只要改变书橱或沙发的位置就能消除驻波。房间内长、宽、高之比,有下列几种选择：(1)是2:3:5,这是由交混迴响之父W.C. Sabine所提出的;(2)是1:1.6:2.5;(3)是(√5-1):2:(√5+1)的黄金比例;(4)是3:5:8的欧洲律;(5)是1:2:3的和音律。



第五章　扬声系统的规格

　　在一份标准的扬声器系统说明书上,它至少应包括有下列重要规格：

(a)系统设计方式

　　它不但要说明是几路分音,也要注明是密闭式还是低音反射式;更有些会加上是落地型抑或书架型。所谓书架型并不表示一定要放在书架上,而所谓落地型也并不绝对表示可以直接放在地板上;负责任厂商都会加注此喇叭系统之低音单体应距地板40或60公分等。像Celestion的622,在说明书上就明白表示622应距地板及背板40公分,否则低频会模糊不清。放置喇叭时高音部份不宜过高,距离听者耳朵水平轴应不超过20公分,否则因高频指向性关係,会让听者觉得高频响应不够。某些喇叭的排列是低音单体在上而高音单体在下,这种喇叭不适宜家庭用,除非你把它倒装在天花板上。

(b)频率响应

　　由0Hz~100KHz,当然是愈宽愈好,但这是不可能的,厂商的标示只能做参考,不可尽信。而有些说明书上或喇叭箱上还有该喇叭的频率响应曲线图,其可信度不超过60%！美国名厂JBL是不标明频率响应这项规格的,愈是高价品愈是保留得多。

(c)系统标式阻抗

　　这一点非常重要,因为与喇叭效率及和功率放大器之匹配有关。此项规格一般都有两个数字,好比最高8Ω、最低6Ω。此殴姆数是测出来的,它不是代表直流阻抗,故以三用表量取8Ω的喇叭,所得数字往往是7Ω。另外在与功率放大器匹配时要注意,如果喇叭是4Ω,那就更要小心功率放大器是不是直流放大设计。虽然降低喇叭阻抗可使输出功率增加,但输出电流也提高一倍,晶体是否有承受能力,电压变压器是否有供应能力等,都要先考虑。喇叭系统的串联与併联完全同一般电阻,但当你要串联或并联两对喇叭时,还得注意效率是否匹配。

(d)分频点

　　如果使用全音域单体那就没有分频点,两音路的分频点常在2K~4KHz间,也有低到1.3KHz;分频点愈低表示高音单体要多负责中频重播,分频点高则表示由低音单体来负责中频重播。三音路系统就有两个分频,低频约在800Hz以下,高频则在5KHz以上。由于分频点与喇叭特性有关,故从数字上是看不出优劣的。如果分频点与喇叭匹配不当(国外厂商也会设计不当),其高音单体在重播任何音乐时都只有「嘶──」声,好像没有作用一样,英国喇叭常有这种现象。


(e)分频网路

　　它不可能会将线路及元件数值公佈出来,但一定吹嘘自己的元件都是最好的,电脑级的无极性电解电容、大功率无电感电阻等。

(f)效率

　　或者是SPL,正如前文说过,此数值亦不可尽信,并且与音质无关。有些喇叭标明是90dB/2.1W/m,其效率就要比90dB/W/m低甚多,不可不察。

(g)承受功率

　　此规格常会使消费者感到疑惑,事实上厂商的标示也含含混混。如果某喇叭的最大承受功率是100Wrms,那麽用250Wrms的大功率后级来推是一点问题也没有。有些厂商是标示「建议扩大机输出功率」,但不论如何,后级之输出功率要比喇叭承受功率大些才好。

(h)驱动单体

　　低音单体常是8吋、10吋或12吋,也有以20公分、25公分、30公分来标,也有少数厂商会加注磁通量,但较不常见。

第六章：耳机

　　把喇叭缩小到能塞入耳朵裡就可当成耳机来用,耳机有几个特色：(1)是仅需小功率即可推动,而且低频的失真较低。(2)是因振膜面积小,故质量轻,暂态特性佳。(3)是耳机不影响别人,也不受别人影响。(4)它可以从前级放大器接出。(5)携带方便。当然他也有一些条件,如重量要轻、左右声道感度要一致、耳垫要柔软等。




　　人耳的响应是不规则的,由图七十一可看出对低频不甚敏感,而目前的耳机差不多都是动圈式,品质也愈来愈高,其振膜以多元脂膜制成,图七十二是我们最常见的型式,耳垫(Ear Pad)不但要软,戴久也不能累;有些耳机还开有小孔,免得戴久会热。






　　图七十三所示是全音域动圈式耳机结构图,在振膜上印有导电线圈,也有两音路设计。日本STAX曾推出Ear-Speaker,就是把两个迷你喇叭挂在耳朵上听。静电式喇叭是另一种型式,它还要配合电源供应,而且价格也不便宜。放大器要接耳机时宜注意阻抗匹配,一般放大器接动圈式耳机皆可使用,静电式耳机就要经过阻抗转换。