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日志

音响基础知识之绝对基础(二)

热度 2已有 3015 次阅读2009-12-22 14:31 |个人分类:音响基础普及

                             音响基础知识之绝对基础(二)
 
如果你对音响还有那么一点点冲动,
              还有一丝喜欢,请你阅读全文!青春是你自己的

●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。有些音箱也采用刨花板制作箱体,刨花板也有不易变形开裂、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答。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,一般直接放在地上,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;按重放的频带宽窄来分,有宽频带音箱和窄频带音箱之分,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起的超低音音箱(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.Olson和他的伙伴J.Preston提出后获得专利,1950年代被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性的单元,灵敏度一般比较低。

●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内空气的控制。无源辐射音箱的特点跟倒相箱差不多,即用较小的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。优于倒相箱之处是克服了倒相口容易产生气流噪音的问题,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PolkAudio公司是生产无源辐射器音箱最具代表性的厂家。

●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波长,为了实用化,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物质。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MartinColloms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。

●什么是同轴音箱

一般的音箱,高音单元和低音单元由于平面地排列在音箱的面板上,所以它们的发声中心不可能重合为一个点,这样,高音和低音到达聆听者的距离就有差异,这种差异会导致相位偏差从而影响声像的正确还原。同轴音箱用的是同轴单元,这种单元实际上是高音单元和低音单元的组合体,高音巧妙地放置在低音振膜的中心处,因此能保证高、低音的声学中心是同一个点,从而解决了相位偏差的问题。最著名的两种商品化同轴音箱都是英国的产品,一个是使用“郁金香”同轴单元的Tannoy(天朗),另一个是使用Uni-Q同轴单元的KEF。

●什么叫哑铃式的单元排列?

就是高音单元紧夹在一上一下两只完全相同的中/低音单元中间,形式上有点象两头大中间小的哑铃。哑铃式排列可以获得近似于点声源的发声效果,对立体声的声像定位有好处,所以近来这种设计比较流行。

●什么叫双线分音?

常规的音箱只有一组输入接线柱,从功放出来的全频带信号用一组喇叭线送到音箱,在音箱内部才通过分频器将高、低音分开。双线分音(Bi-wiring)则用两组喇叭线来连接功放和音箱,让高、低音分道扬镳各走各的道,大家互不牵扯。双线分音需要把分频器的高音通道和低音通道的输入端分开,因此音箱必须提供两组接线柱。当然,能双线分音的音箱也可以采用常规的单线接法,只要用随箱附送的金属短路片将两组接线柱并接为一组就行了。类似双线分音,如果用三组喇叭线分别传输高音、中音和低音,这样的连接方式就叫三线分音(Tri-wiring)。不过,三线分音不如双线分音普遍。

●双线分音一定比常规连接好吗?

双线分音主要理由是有的喇叭线适合传输低频,有些适合传输高频,如果分开传输就能按照不同的需要选择相应的线材,达到最理想的效果。不过,这种观点也只是一家之言,也有人认为双线分音弊大于利的,例如著名的音箱厂Dynaudio和Thiel就坚持不用双线分音,他们认为不同线材的传输特性不一致,会破坏高、低音相位的一致性,如果用相同的线,那又何必多此一举呢?

●为什么通常较大的音箱低音也比较好?

音箱的低频下限和两个因素密切相关,一个是喇叭单元的谐振频率,一个是箱体的容积。在不装箱的情况下,低音单元的低频谐振频率通常被认为是单元的有效频响下限,口径越大的单元,谐振频率一般也越低,所以用大喇叭有利于还原更低的低频。此外,较大的振膜面积在同等振幅的前提下可以推动更多的空气,容易获得更多的低频量感。当喇叭单元装箱以后,其谐振频率受箱内空气劲度的作用会上升,箱体容积越大,空气对单元的作用就越小,谐振频率上升也就越小,有利于获得更低的综合低频响应。大音箱一方面便于使用大口径的低音单元,另一方面又有更大的箱体容积,所以低频通常比较好。

音箱的主要性能指标有哪些?

客观衡量音箱性能的技术指标有很多,我们在产品目录或音箱的说明书上经常看到的有:频率响应、阻抗、灵敏度、最大承载功率以及最大输出声压级。频率响应表示音箱输出声压级随频率变化的关系,如果画成图,就是一条以频率为横坐标、以输出声压(或者声压的分贝数)为纵坐标的函数曲线。这条曲线在中频段的总体趋势是水平的,当然中间可能有很多因为系统不够完美造成的小波动。在低频端和高频端,曲线出现下跌的趋势,音箱的输出会减少,通常把低频端和高频端的输出相对于中间水平段下跌3dB的那两点成为低频截止点和高频截止点,这两点之间的频带就是该音箱的频响范围。显然,频响范围越宽越好,这样就能还原音乐信号更宽广的音域。对于目前的音箱来说,高频端不是问题,早已达到音频的上限20kHz,有的产品还远远超出,困难在于低频端,一般书架箱达到50-60Hz左右、落地箱达到30-40Hz左右就很不错了。另外,频响范围内的曲线越平坦、波动越小越好,这表示该音箱对频带内的所有频率信号都能一视同仁地重现,不会出现平衡度的扭曲。阻抗通俗地说,就是对输入电流信号阻力的大小,单位为欧姆(Ω)。音箱最常见的阻抗值有8Ω、4Ω和6Ω三种,当然还有3Ω、5Ω、10Ω等其他值,但不常见。需要特别说明一点:音箱的阻抗只是一个标称值,音箱的实际阻抗大小是随频率变化的,譬如标称8Ω的音箱,只有在某些频率点上阻抗才为8Ω,在其他频率可能为10Ω、20Ω,另一些频率又可能低至6Ω或4Ω。阻抗随频率变化的特性,在音箱的阻抗曲线图上可以看得很清楚,这种变化增加了放大器驱动的难度。灵敏度是衡量音箱电-声转换效率的指标,单位是dB/W/m,含义为输入1W的功率时,距音箱轴向1m远处能获得的声压级大小,比如灵敏度90dB/W/m的音箱,表示输入1W的功率,在音箱正前方1m远处就能够得到90dB的声压级。灵敏度高的音箱比较节省放大器的功率,应该算优点。不过,有时灵敏度和其他性能指标不易兼顾,权衡之下,往往宁可牺牲一点灵敏度来换取更好的其他性能,这是因为目前大功率的放大器很普遍,价格也不算太高,灵敏度低一些不算很大的问题。最大承载功率是音箱的安全指标,表示该音箱能够长期承受的输入功率大小,低于此值的输入显然是安全的,如果长时间都超过这个极限,就容易使音圈过热烧毁。最大承载功率这一指标为我们安全使用音箱提供了参考,但也应该注意到“长时间”这个前提,短时间超过最大承载功率是允许的,例如音乐信号中有许多短暂的峰值,其功率强度超过平均功率的数倍甚至数十倍,但持续时间都非常短暂,也就是转瞬即逝,播放这样的信号,只要平均功率不超过音箱的最大承载值,则完全没有问题。最大输出声压级表示在失真不超过某一标准的情况下音箱最大的输出能力,通俗的说法就是这只音箱最大能够放多响。通常,家用音箱的最大输出声压级在100dB~110dB左右,少数高输出音箱可达120dB左右。显然最大输出声压级越高越好,如果这一指标过低,就容易出现动态压缩。

 


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