到底号角有什么优势?是不是随便给高音加个号嘴后都有益处?
发觉JBL很喜欢用号角,想知道号角到底有啥优势?是不是随便给高音加个好嘴后都有益处? 查百度好像说是能提高喇叭的效率,应该是提高灵敏度的意思吧,但会不会对原有频响有改变呢 期待高手回答,顶一下:lol 百度一下啦 文仔DJ 发表于 2015-2-3 19:52百度一下啦
查百度好像说是能提高喇叭的效率,应该是提高灵敏度的意思吧,但会不会对原有频响有改变呢
百度说得不是很详细,也笼统,想知道普通高音加个好嘴后会有啥变化?是单纯的提高效率呢?还是连原本的频响也变了?~ 自己试验一下就知道了嘛,号角和普通喇叭是不一样的,不能乱加。 当你在空旷的室外呼喊远处的人,但他听不见,你会不自觉地用双手在嘴前围成喇叭口形再大声喊,这说明人人都知道号角可以提高效率,还用查百度吗?
至于是否会改变频响,你认为双手在嘴前围成喇叭口形说话的声音在别人听来还是一样吗?肯定不一样。号角会使频响某段隆起,因此号角式高音会利用此特性扩展频响下段。
设计合理的号角,不但会提高效率、有效扩展下限,还会使频响变得更好。
我们调试分频器时,经常有各种原因造成的频响曲线某段凸起,形成严重的号角声 Lafeite 发表于 2015-2-3 20:38
当你在空旷的室外呼喊远处的人,但他听不见,你会不自觉地用双手在嘴前围成喇叭口形再大声喊,这说明人人都 ...
看来号嘴不能随便加了:lol 声学阻抗匹配 以下是一些小资料,随便看看吧
号角的工作原理。号角是用来增强声源辐射的一
个声元件,而不是通常说的号角扬声器,因为号角扬声器还包括了策动系统。号角之所以能
够得到很高的效率,就是因为声管中声音是以平面波传播(平面波振幅不随距离变化),它
可以使策动力工作在力阻上,而不是振动膜片的惯性阻抗上。由于用号角能设计出任意的声
阻抗值,这对于求得与声源匹配的最大效率是非常有价值的,这也是号角应用的魅力所在。
一个具有一定婉展(通常是指数的)和长度的管,在策动力的推动下,号角中体积流增加,
并等于空气流体质量的时间增加率,于是经号角辐射出来的声振动也增强了,提高了声辐射
效率。即使在号角喉部口径与扬声器口径相同时,也有高于2倍以上的平均耗损功率,能输
送更多的声能。
决定号角频率的参数主要是婉展系数和声管长度。其中,婉展系数是频率的函数,它决
定着号角低端转折频率的声阻抗,也就决定了它在低频时的声辐射效率。当频率低于婉展系
数的截止频率时,号角声阻迅速趋近于0,所以耗损功率锐减,形成比较陡峭的频率响应转
折,使低频听感有明显转折感。号角长度与声管的驻波有关,号角越长,驻波波长也越长,
号角开口对喉部的声反射越小,对喉部阻抗的干涉也越小,所以一般号角多设计为长的声
管,以减少管内驻波干涉。如果不能设计长声管,或是为了平抑近婉展截止频率处出现的干
涉峰,则需要通过分频,截去一段低端频率,使号角的声传递近于无限长声管的传输性质。
因此,使其低频延伸受到了很大限制。与此不同的是,有后置号角的低频音箱则是利用了进
婉展截止频率处的低频特性,使其所传输的低频有更高效率,并使之变得更加通透,瞬态更
好,而将此频率之上的传声仍由扬声器来实现。
号角扬声器的高频特性主要决定于空气室的力顺,当力顺的声阻抗低于喉部阻抗时,高
频出现截止,声传输效率很快降低。空气室对包括宽频率范围的高效率扬声器是必须的,为
了消除其干涉现象它的尺寸通常都应小于波长,并保证号角喉部的力阻抗是纯阻的,所以它
对号角的传输效率也有重要影响。同时,若空气室太小,则压强增大,非线性作用加重,容
易产生过载畸变,特别是高频时畸变更大。所以号角扬声器在高频段的设计需要很好权衡,
一般多采取的是降低截止频率的做法,这就是为什么号角扬声器高频延伸难理想的原因。
由于号角对声源传输与纸盆扬声器有很大不同,形成的音色是特有的,特别是在大动
态、声惯性、空气感、声场表现等方面胜于普通音箱,所以尽管其有频率延伸的缺陷,也仍
然有着众多的拥趸者。
喇叭工作时声音从很小的振膜直接辐射到很大的空间,声波的波阵面变化太快了,所以辐射阻抗很小,结果就是效率低,失真大,瞬态响应差。
号角的振膜辐射的声音的波阵面逐渐变大最终通过较大的号口与空间藕合,声阻较大且是纯阻,所以效率高,失真小,瞬态响应好。 号角喇叭可以粗略的分为低音号角、中音号角和高音号角。高音号角是非常小的向前的轴对称直射型号角。中音号角大小多种多样(根据中音区域的不同),但多数都在直径20cm到80cm之间,例如Avantgarde号角。中音号角通常也是前向的轴对称直射型号角,大型的号角一般不是完全的轴对称,有所改变。
低音号角必须要很长才能发挥作用,号角嘴也要很大。由于低音号角常常达到2.5m或更长,一般是折叠起来的,已达到"正常"的尺寸。一些低音单元在前面有短号角(参见Altec的低音箱体),是用来加强低音的区域(方向)的。号角只有达到最低频率的四分之一波长时才会真正得到号角的声学阻抗匹配的好处。50Hz的低频就需要1.7m的号角(四分之一波长),二分之一波长就是3.4m了,真够长的呀!
号角嘴(Horn Mouth)
任何喇叭都可以传播到全空间(在田野里挂到100英尺的高空中),1/2空间(放在地面上,周围没有墙),1/4空间(放在地板上后面有墙)或1/8空间(放在角落里)。当你减少空间的尺寸时,喇叭看起来就越来越像放在号角中。低音号角产生长波多数要受益于房间的加强。中音号角和高音号角被设计为如同播放到全空间(因为波长比到房间墙壁和地面的距离短)。
为使号角喇叭产生高质量的低频,需要相当大小的号角嘴。例如圆形号角嘴的全空间号角,号角嘴尺寸应等于flare frequency的波长。号角嘴的尺寸就应该是:
Afm是free号角嘴面积(m2)
C是声速(344m/s)
Fo是谐振频率或截至频率(Hz)
Fo是50Hz的低音号角,全空间号角嘴是3.8m2或38000cm2。非常大。
中音前号角的比例系数是1(见下面的公式,与全空间摆放一致)。低音号角的比例系数可以是2(摆放在地面中间),4(靠墙摆放),8(摆放在角落里)。所以Klipsch角落号角的号角嘴可以比按谐振频率计算值小8倍。在减小号角嘴面积的同时,也减小了号角的长度。公式变化为:
Am号角嘴面积(m2)
SF比例系数 (1, 2, 4, 或8)
如果号角嘴过小,就会产生阻抗峰(导致低音峰)低于号角嘴规定频率,这在所有的Lowther背负号角中都出现过。
号角扩展曲线Horn Expansion Contour
每个号角都遵循某种类型的扩展曲线。下面是扩展曲线的类型:
圆锥形Conical
指数型Exponential
双曲线型Hyperbolic
抛物线型Tractrix
组合型Combined (多节构成multi-segment)
下面是低音号角几种曲线的对比图
最短的曲线使抛物线型,中间是指数型,最长的是m=0.6的指数/双曲线型。注意在抛物线型曲线末端的flare。
扩展曲线和频率Expansion Contour & Frequency
对于低音号角来说(低于300Hz),Bruce Edgar博士证实指数型或指数/双曲线型是最好的。抛物线型适合中音和高音号角。有些人把抛物线型低音号角用在Lowther单元上,例如,Big Fun Horn和商业版的Carfrae。而号角最佳曲线的金科玉律可能会因为号角太短以至于低于理想长度而被打破。短的抛物线型号角可能听起来很好。但是,中音和高音号角不存在尺寸的约束,因而可以使用多数的曲线类型。
曲线的计算Calculating the Contour
指数型曲线的计算公式如下:
Ax 是扩展至x距离处的截面面积
At 是号角喉的面积
x 是距离号角喉的距离
xo = c/2?Fo
Fo 是flare frequency (或截止频率)
指数/双曲线型曲线计算公式如下
M 是双曲线扩展的等级。如果M=1,曲线扩展就是纯粹的双曲线,如果M<1,曲线是指数/双曲线型,如果M=0,号角就是悬链曲面catenoid。
使用计算器或计算机程序计算更简单的公式如下:
注意,当M=1时,公式就转变为最上面的指数型曲线,所以你可以用这个公式计算指数型和指数/双曲线型号角。
抛物线型曲线的公式:
x是扩展至x距离处的截面面积
rm 是抛物线号角嘴处的半径 ( = c / (2 * ? * fc) )
rx 是距离号角嘴x处的半径
这一公式中的x参数与其他公式不同。使用该公式时,选择rm 值,选择rx 值介于0- rm 间。然后计算距离号角嘴的距离x(在该半径下)。 请教一下论坛里的剧院之声为胆而欢就知道号角的魅力 本帖最后由 王梓俊- 于 2015-2-9 09:08 编辑
http://bbs.hifidiy.net/forum.php?mod=viewthread&tid=596254&extra=&page=145 普通的球顶高音单元不能随意加号角,哪怕是很浅的号角也会改变原设计的频响平衡,带来频响曲线上的峰谷。 本帖最后由 王梓俊- 于 2015-2-3 23:21 编辑
单端的另一端——现代号角扬声器
Bruce Edgar博士访谈录
Dave Glackin
今天,Edgar正在忙于建造扬声器,1996WCES(冬季消费电子展)前夕,Dave Glacklin在Dr. Bruce Edgar的家里采访了他。随后Dr. Edgar在那里展示了扬声器系统,按他参加1997WCES的计划,增加了这个专访。值得注意的是,Dave 是开发过去几款Edgar号角代表作的几付耳朵之一,他在联邦R&D中心同Bruce共事多年。不过,他没有插手在WCES上展出的扬声器的工作。
Dave: 单端的狂热正在真正过去,其难题是找到高品质的扬声器用于那些单端放大器。Bruse Edgar正在成为没有号角常见失真的高品质号角扬声器的提供者。我曾经和Bruse在宇航公司共事多年。在1995立体声音响展上,他得到了许多最佳音质的选票,同时还有许多最差音质的选票。好象人们要么被那些扬声器迷倒,要么根本不喜欢——似乎没有中间派。Bruse,首先告诉大家,你是怎样在这个领域起步的,同时介绍一点你的音乐和宇航背景。
Bruce: 50年代我十几岁时,我的第一个扬声器工程源自《大众电子》上面一篇小墙角号角扬声器的文章。现在我把它叫做假冒号角,因为它在准背负式号角上使用了两个5寸喇叭。现在回头看那个工程,我只能在它上面看到愚蠢、虚构,但它声音还不错,当时我还不知道声音好坏的区别。在高中乐队我演奏小号和法国号,于是我总是被号角吸引。在乐队的经历让我感受到了一件真正乐器有多大的能量,渐渐喜欢坐在乐队当中倾听所有乐器演奏。今天,号角扬声器是我发现的能够传送乐器声能的唯一的一种扬声器。在求学过程中,我于60年代早期进入了Oklahoma州立大学的电子工程(EE)学校。起初我想进入物理系,但是好几个我认识的石油工业的物理学家告诉我,作工程师可以挣更多的钱,于是我进入了工程系。但问题是在工程师中我的数学总是最好,所以我的教授不让我做典型的电路理论,而是想让我做麦克司韦方程和波的传播。一般的工程师没有人喜欢这些,但我喜欢。我最终在Oklahoma完成了天线研究的硕士学位,有趣的是,还涉及原生质中被天线激励的声波。不久,我被Stanford在他们的Ph.D.计划认证为电子工程师,我在低频电波传播小组工作,他们对地球卫星接收的闪电的研究感兴趣。其中涉及计算机运算和频谱分析。分析表明,VLF电波频谱同声波频谱一样,所以我们用了多种频谱分析仪器,如FFT,声道滤波器等。我学会怎样应用它们,后来证明这是一个对声学和扬声器分析非常好的背景。我在佛罗里达大学大气物理学系做了一个函授博士学位,在那里我做建立大气种类的原子片层模型方面的工作。随后我被宇航公司雇佣做和在Stanford时一样的甚低频研究。随后我进入了一个宇航公司小型科学实验卫星研究小组,在那里我做如何将实验设备放进卫星的项目。宇航公司的工作之后,我在1994年发现必须另找一份工作。那时,扬声器市场正在下滑,我说:“好吧,如果我现在不去做,我将再也做不成了。”于是,这么多年以来我一直忙于名为Edgarhorn的生意,制作、设计号角扬声器。
Dave:你是怎样对号角产生兴趣的?
Bruce:起初我做箱式扬声器,直到1978年之前我对号角没有想太多。我们一帮同事到Bill Chater的家里听他们当中一个伙计买的新款ESS扬声器(Bill Chater 后来设计了Chater MOSFET扩大机在1988业余音响爱好者展上展出)。听了ESS扬声器之后,Chater说:你们这帮家伙怎么不听听这个?那是一款折叠号角,和Klipsch墙角号角十分相象。我大倒胃口。我说:等等,这是什么呀!我根本没听出这有什么,我会做一个比这更好的。从此我便开始做典型的科学研究,努力搜寻关于号角扬声器的所有科学文献。
Dave:你对科学的兴趣和对音乐的兴趣哪个是第一位的,还是都一样?
Bruse:都一样。我对音乐感兴趣,但我不是一个好音乐家。我是一个相当不错的歌手。我开始先在童声合唱队,后来一直唱到十几岁,直至成年后担当教堂合唱队的男高音和男中音。但我也对科学感兴趣。我在科学展览会上非常活跃,还以高电压与绝缘的实验赢得过1960年俄科拉荷马州科技展的奖项。不过那时我没有做过任何与号角扬声器有关的事情。
Dave:你是几岁开始唱歌的?
Bruse:大概七八岁吧,当一个童声男高音。
Dave:于是你就唱了好多年,还演奏法国号和小号。你还做了大量的业余合唱唱片。
Bruse:在大学的时候,我买了一个开盘录音机录我们的教堂合唱。数年后,我得到了更好的设备,我的录音水平也提高了。我学会怎样在各种各样的房间里录制。我从我的录音中制作了两张LP唱片,这都是多年以前的事了。上溯到60年代末期,有很多自己制作LP的小唱片店,他们愿意制作小发行量的合唱队和乐队的唱片。为了赚一点小钱,你可以做几百张唱片卖给合唱队成员。这是一件快乐有趣的工作,大家也很欣赏这些唱片。我的一些唱片音质非常好。
Dave:你出去搜寻能找到的有关号角的文献,学习以往号角的做法,在号角上取得了科学进展。
Bruse:是啊,你搜集文献要明白的第一件事,就是没有文章或书籍能给你一个设计制作号角的料理手册。我一直存着这个疑问,所以我不得不告诉人们:对不起,我不知道哪本书或哪篇文章可以告诉你。开始我找到发表在各类杂志上的制作文章,然后尝试复制他们的作品,只是看他们怎样接近准确的公式。你会发现那儿有很多妥协,而且都有充分的理由。制作准确的真正号角轮廓是非常艰苦的,而且很多情况是无关紧要的。我分析号角的各种设计,持续了好几年,直到我最终暗地开始K号角组装计划。它有太多的部件,怎样把所有的部件组装起来也不是很清楚,我最后不得不放弃。我说:这太傻了,我必须以我所了解的知识设计一个,看看它怎样工作。于是我为教堂联谊会大厅设计了一个小墙角号角。教堂需要升级他们的音响系统,我志愿服务。我设计了一个工作在100hz至500hz的墙角中低音号角,使用一个Radio Shack单元,还有一个中音号角负担上部音频。这副号角还不算特别糟糕,可是我知道里面有很多错误的地方。其中一点:Radio Shack单元不是一个适合号角的单元,但是从已有的文献看,没人能确切地告诉你哪种单元可用。
Dave:这是哪一年呢?
Bruce:这是1981年。我写了一篇关于这个号角的文章发给了《Speaker Builder》杂志,这家刊物刚刚于1980年创刊,我一开始就订阅它。几个礼拜以后,校样通过邮寄退回来了,我简直目瞪口呆。我曾经给数个科学刊物撰稿,还从没有哪个编辑这样做。在被科学刊物接受之前,通常会有审稿人修订和批改,一篇文章被痛快地接受是一件很开心的事情。
Dave:是的,如果我没记错的话,《天体物理杂志》正常情况下总的时间是一年。
Burce:当时我真的不明白那个杂志编辑Ed Dell,他正急需好稿子。我有撰写优秀科学文章的经验,写一篇扬声器的文章简直是小菜一碟,并且我比那些业余作者做得细致的多。更何况我是付费的。在我的研究当中,我一直参考扬声器发明者Paul Voigt发表在《British journals》上的文章和他的曳物线号角。
Dave:那是什么时候?
Burce:那是30到40年代。Voigt在《无线电世界》上撰写了一些文章,但是在美国没人知道这些文章。我问Ed Dell:“你知道Voigt吗?”他说:“是的,他住在加拿大,我有他的地址和电话”。我后来给voigt挂了电话,他是位和蔼的老人,不过他不想谈论扬声器。他只愿意谈相对论和物理,他有许多奇怪的想法,我对自己说:噢!不!我一刻也谈不下去了。
Dave:他有学历还是自学的呢?
Bruce:他在1920年前后获得了伦敦大学的EE学位,他能给我一些关于曳物线号角的信息。同时,我也偶然发现了几篇号角数学公式的文章,于是我着手给《Speaker Builder》撰写关于曳物线轮廓的文章。直到这时,就像你在所有教科书上看到的一样,我只知道指数号角。
Dave:而且必须考虑扩张系数?
Bruce:它涉及到号角的轮廓。指数号角以指数速率展开,它是号筒面积与距离和频率的方程式。指数公式告诉你代入一个频率和喉口面积,然后扩张到需要的面积。人们在1920年代早期就这么做了,当时Webster第一次给出了指数号筒的公式。你可以在所有杂志当中找到指数号筒的参考文章,但是从未提及曳物线号筒。我最终在50年代早期的《声学协会》杂志找到了一篇文章,除此之外,Voigt是撰写曳物线号筒唯一的一位。他于1920年代在英格兰获得了曳物线轮廓号筒的专利。
我和Voigt在电话上谈了好多次,他要给我写信,那些信是意识流的,一会儿是引力理论,一会儿他又会说:“想当初20年代的时候,我在爱迪生贝尔实验室是这么这么干的……”,尽是些杂乱无章的有趣的东西。于是我告诉他:我想为《Speaker Builder》对他做一个采访。他说:“哦,不,现在不行”。然后他就挂了。后来我发现,Voigt是个十分拖拖拉拉的人。于是我说:好吧,我们圣诞节再做吧。我到圣诞节又给他打电话,他说:现在不行,过了圣诞节再说吧。我过了圣诞节又给他打电话,他说:不,我们现在不能做,圣诞假期我和侄子玩的时候发现自己长了个疣,我得去做个手术。下一礼拜我收到了她妻子寄来的一包材料和一封信,告诉我他从医院回来后因心脏病发作去世了。我说:“哦,真见鬼!”。后来,我和Ed Dell谈话,说起我有很多他写给我的信件,其中谈到他的履历,我想我能串成一篇虚拟的访谈,一篇根据他的信件和文章重新创作的访谈。这一定很有趣,因为其中既有事实又有虚构。我知道我想要问他的问题,在他的信件和文章中,果然能找到这些问题的答案。我构建了一个访谈,当时人们都很吃惊。他在英国的朋友更吃惊,因为他们了解Voigt的言论。我写这篇访谈的过程中,Paul的妻子, Ida Voigt,请我年底过去帮她整理她丈夫的文章。她还邀请了一位我们共同的朋友。
Dave:那位朋友是谁?
Bruce: 原来是Geoffrey Wilson,他是宾夕法尼亚州的声学教授。他父亲是Percy Wilson,在《留声机》做编辑好多年。1981年5月份的一个周末我过去,我们审查了他所有的材料,他把所有材料都保留了下来。我能够在给《Speaker Builder》写的访谈上增加一些素材。能够看到这位仁兄做过的所有事情,真是有趣。他曾为他的驱动单元设计过100hz的曳物线号角。在他的职业生涯早期,他在英国为Edison Bell工作的时候,他是一名录音工程师,找不到一个令他满意的扬声器,于是他着手做扬声器。他的想法是必须有一个大的驱动器和一个轻的振膜来捕捉瞬间即逝的信号。他不明白的是,所有的直接辐射单元都有一个很重的锥盆,因为他们是质量负载的。当他用大的驱动器和轻的锥盆做了一个喇叭后,它听起来非常尖,因为磁场阻尼掉了低频响应。
要让他的单元声音好听,他能想到的唯一办法是用号角负载。但是他不理解指数号角其中的数学原理。他说:“噢,指数理论预示着经过号角的波形是平坦的。不过从物理学上看,波前必须是沿着号角的壁前进的,于是它将自然而然地变成弯曲的。如果我从几何上设计一个号角,让波前弯曲地通过号角,那会怎么样呢?”。于是他做了一个赋予声波弯曲波前的几何结构,他说:“一位绘图员看了他做的东西说道:哦,那是一个曳物线曲线”。曳物线是这样的:当一架飞机追逐另一架不同飞行曲线上的飞机时,这架飞机必须改变自己的飞行曲线以截击另一架,它就划出了曳物线。
正如我在1981年写的一篇文章,如果你为穿过整个号角的球面波前建立不同的方程式,最终会得出曳物线作为数学表达。这非常完美,不过人们会问:声音好听吗?后来我在英国听Voigt号角,相当的好听。他设计的驱动单元更是不可思议。他在上面用了一个20000匝的巨大电磁铁,设计磁极片以维持高达15000高斯的磁场穿过音圈,而当时的喇叭还达不到这个指标的一半。他善于发明创造,获得了许多专利。
Dave:Bruce,你已经展示了曳物线号角和指数号角在音质上的区别,我们在CES和立体声器材展上都看到了。你有一对用硬纸壳做的号筒,你只是拿起它们用来喊话。你能否描述一下曳物线和指数号角特征上的区别呢?
Bruce:好的。那两个很特别的号角是Well Tempered 唱臂的发明人Bill Firebaugh为我制作的。他也对号筒有浓厚的兴趣。他拿纸号筒给我看。一个是圆形曳物线号筒,一个是圆形指数号筒。通过号筒讲话就像扩音器。当你通过指数号筒喊话的时候,别人能够听到你的声音加了染色,那是一种原先没有的共鸣。你通过曳物线号筒讲话就听不到这种音染,是完全开放的。
对这种现象的解释可以归结到球面波和平面波的不同,当平面波到达指数号角的末端即口部的时候,突然进入空间会遇到一个凸起,那个凸起实质上是不连续的,于是在口部有一个反射,返回到喉部,发生了四分之一波长谐振的情况。对于曳物线号筒来说,由于是以球面波形式通过号筒,声波离开口部时反射很少。我第一次着手建造曳物线号筒时,我立刻听出了这种区别,没有以前听过的号筒那种音染。我说:“好,我应该这样建造我所有的号筒”。于是,我做70hz曳物线低音号筒的时候,必然会惊喜万分。问题是曳物线号筒是一种短号筒。如果你拿一个曳物线号筒和一个等效的指数号筒相比较(一样的喉部面积、口部面积和扩展比率),曳物线形式的相对较短。在低频端,任何号角的响应都要受制于喉部电抗,它在截止频率处达到峰值。指数号角足够长,如果你安装一个背腔让它和喇叭产生截止频率的谐振,可以部分抵消喉部电抗。对于一个双曲线号筒来说,可以完全抵消喉部电抗。而曳物线号筒,根本不能抵消,所以70hz号筒在100hz就滚降了。它的声音非常好,可问题是曳物线号筒的响应延伸不到截止点。没办法,你只好接受这种结果。不过,对于一个中音号角,还不坏。我做的300hz号筒,从400hz开始响应,由于它体积还不算太大,我可以做一个全尺寸的300hz号筒,它的声音非常美,不过从400hz才开始响应。
在低音方面,你想得到它的体积所能达到的所有低端响应,你得有一个很大的号筒。人们都抱怨他们的低音号筒体积太大,双曲线号筒可以让你准确地抵消喉部电抗,从而获得达到甚至低于截止频率的低频响应。所以,在我的中低、低音号筒设计中,我采用指数或双曲线指数号筒。至于中音号筒,我一直用曳物线。
我做的70hz曳物线墙角号筒,采用Pyle单元。我只读过Don Keele写的号角驱动单元所需条件的文章,那是我读到的谈及低音号筒驱动单元标准条件的第一篇文章。你可以从《Audio Engineering Society》上得到复印件。(D. B. Keele《用Thiele-Small参数设计低音号筒》)他指出:必须用一个大的磁体和一个轻的纸盆,就是说一个低Qes的单元。你可以预测最高的滚降频率,从本质上讲,理想的号筒驱动单元是一个无质量的活塞,当质量电抗同喉部声学电抗相等的时候,号筒响应开始滚降。你可以计算每个号筒的质量滚降,它等于2倍的谐振频率除以Qes。你可以检查单元的手册挑选出适合号筒的单元。问题是你会发现大部分低音单元的质量滚降都在200hz上下。原来扬声器有一个品质因数,即fs/Qes,它是质量滚降数值的一半。利用这个数值,你可以决定哪些单元适合低音反射式,哪些适合闭箱,哪些适合号筒。闭箱要求fs/Qes的比值为50左右,低音反射式要求这个比值在100左右。
如果你检查产品手册,你会发现90%的低音单元fs/Qes的比值为100左右。能够得到的fs/Qes比值接近200的单元屈指可数。在号筒上能够达到400hz的低音单元十分紧缺。我能找到的是那些用于吉他箱上的单元,因为它的设计思路不同一般单元。吉他手希望单元能够提供高声压,又不需要低于100hz的响应,所以如果你选一个JBL或EV生产的吉他扬声器放进很小的箱子,它们将有接近100db的灵敏度。不过,它们在100hz以下没有一点响应。这对吉他来说没有一点问题。我发现在号筒上表现很好的喇叭在其他形式的音箱上表现一点也不好。
原来,象EV M15L这样的吉他喇叭,具有接近400hz的质量滚降频率,对于一个低音号筒,要和中音号筒配合,必须达到这么高。很多商品低音号筒达不到这么高。人们尝试把为低音反射式音箱设计的喇叭用到重低音号筒上面。老的University Classic号筒用了一个15吋单元,它的滚降频率才达到200hz左右,另一个Cobraflex250hz中低音号筒,具有很强的音染。EV也用一个反射式扩声号筒同其他扬声器联接。Klipsch试验了许多单元,但是Klipsch号筒存在延伸其低频上部响应的难题。他们倾向采用狭窄的喉部,而且至今还在采用,这起到了一点作用。我在《speakerbuilder》的文章中研究了狭窄喉部,发现它的真正作用在于改变了驻波的形式。它确实改善了低频顶部的响应。
当我开始组合完整号角系统的时候,我走了每个人都走的路子:有一个低音号筒、一个中音号筒、一个高音号筒。我最终设计制作了40、50hz号筒,发表在《speakerbuilder》上面。在航空航天音响俱乐部,我们有一个四分之一尺寸的50hz号筒,采用12寸吉他喇叭,声音非常好。大家说:能不能再小一点儿呢?于是我设计了八分之一尺寸的版本,就是“秀”号筒。所谓的八分之一尺寸,就是口部面积为自由空间号筒的八分之一。你看看墙角,正是球面的八分之一。意思是说,你靠墙壁和地板加强低频响应来获得了声像。对于一个墙角号筒,你可以构建另外七份声像。“噢,我有了一个全尺寸的号筒”。对于一个靠墙的四分之一尺寸的号筒,你可以加上另外三份声像,表明号筒是全尺寸的。
Dave:是靠墙的吗?
Bruce:是靠墙,不是在墙角。
我接着为1988洛杉矶音响器材展制作了一个八分之一尺寸的50hz号筒。《Speaker Builder》和《洪声》搞了一个房间,我说:我们可以给那个房间提供一套扬声器系统。展览过后,我们开始对比四分之一和八分之一尺寸的响应。四分之一尺寸的拥有更深的低频,我发现的另一个不同点是,八分之一尺寸号筒的背腔是四分之一尺寸的两倍。四分之一尺寸的背腔几乎就是无限号筒的预测数值。我认为,对于一个向前辐射的号筒,四分之一尺寸总是最好的,每次实验都证明了这一点。八分之一尺寸的号筒,即使放在墙角,口部尺寸都不够大。
Dave:这是指低音扬声器说的吗?
Bruce:是,是指低音号筒,对中音来说,一定要用全尺寸的。
Dave:你的每个中音号筒都有相同的尺寸,是吗?
Bruce:是对,我一直用300hz曳物线号筒。现在,对许多优质中音号筒来说有一个问题,就是口部尺寸和截止频率不匹配。如果你看一眼截止频率和口部尺寸匹配很好的号筒的响应,是很平滑的。有些人设计号筒用的是250hz的截止比率,口部尺寸却是500hz的。
Dave:那个频率是指中音响应的低端吗?
Bruce:是的,本质上就是口部尺寸。依我看,如果一个圆形号筒尺寸合适,那么它的周长等于截止频率的波长。如果你把尺寸做的明显小了,口部就会有反射,就会给响应带来凸起。你能够听到这凸起。在测量仪器上可能显现不出来,因为波谱仪没有足够的分辨率,但是你的耳朵可以听到。分离的频率可以被神经分辨出来,因为它们就象说话。如果你听到了峰,他们和音乐信号不对应,你就会觉得厌烦。
Dave:但是他们比频率分析仪正常的分辨率低得多。
Bruce:是的,一台三阶分析仪很难拾取它们。但是我曾经在高分辨率FFT分析仪上看到过它们。我在做光谱分析中学到的一点就是,你可以让FFT做时间的积分。如果喇叭在响应上有任何凸起,就会显现在积分区间。
Dave:在能谱上吗?
Bruce:是的,在能谱上。它测量电压,我们用在超低频无线电波分析上,从噪声当中检出微弱的谐振信号。但是,如果你的喇叭有任何谐振信号,它们将显现出来。我测量过很多商品号角扬声器,在响应上看到的峰是令人吃惊的。这是很多老的商品号筒声音糟糕的另一个原因,因为它们在响应上有峰。所以,当我开始设计我自己的号筒时,我专注于号筒的轮廓外形、单元匹配,以及其它排除任何响应峰值的事情。人们告诉我:你的号筒发声不像号筒。这里有几个原因,我用的是曳物线中音,它消除了指数号筒的谐振现象,我的口部也同声学条件相匹配,我尽力消除所有造成响应凸起的来源,是它们造成了音染。
Dave:还有你的声像,没有号筒的特性。Klipschorn是为单声道时代设计的,它简单而没有声像。我记得1988年音响器材展上进来一帮资深的伙计,它们说:哎呀!那些号筒确实有声像,从来没听过。你能说说你的设计的演化过程吗?
Bruce:直到那时,我一直在思考:必须把声音撒布出去。你得让号筒的一部分在水平面上张开,其他人都是这么做的,于是我也假定这是正确的方法,但是我很难获得正确的声像。我让你和其他朋友实验号筒堆叠,我一叶障目,不见泰山,多次迷惑在一个项目中,很难后退和作出理性判断。
扬声器制作者常犯的典型错误是,他们总是遵循Beranek法则:最好声的喇叭是你刚刚做成的。你不能立即看到所有的失误。通过制作一件东西会获得大量的经验,以理智的方式去聆听,判断强项和弱点,只能来自经验。其实,我所做的就是让我的朋友们实验所有不同的组合,看他们是怎样情况。就在那时,我们弄明白了,不能把中音号筒放在低音号筒的顶部,因为这样就把中音号筒放得大大高于你的耳朵,我们把中音号筒放进一个有锥脚的盒子里置于低音号筒前面,把高音放到中音盒子上面。当你收窄水平扩散时,最佳的声像发生了,或者你把号筒的长轴放竖直。声像一触即现。你回过头去看klipsch在立体声应用后发表的好多文章,他在号筒声像方面存在一大堆问题。他最后不得不把他的Belle Klipsch号筒放在正中以避免这种窘境。我发现,如果我把四分之一号筒紧贴着墙,两个号筒对称地分开6到8英尺的距离,把中音号筒放到接近耳朵的水平高度,限制水平扩散,声像豁然呈现。
Dave:把中音以这样的方向放置,似乎对系统的其他方面没有不好的影响。
Bruce:矩形曳物线号筒总是产生一个特定的甜点。不过真正的曳物线号筒是圆形的。我做的都是矩形的近似曳物线号筒,圆形曳物线号筒比矩形的甜点宽得多。多数情况下,你不得不保持声波的散布面在水平面上是狭窄的,不让它到处扩散。你看一下老的扩声号筒,都是相当宽,你根本得不到声像。
Dave:明确一下,你说曳物线号筒是圆形的?
Bruce:是的。曳物线的解析公式是圆形号筒。一开始,我无法制作圆形号筒,我只好把圆形的面积转换成矩形的面积。矩形号筒的测试结果非常理想,我很满意。最近,有人要求我做一只圆形号筒,于是我为他们做了一些。我做了测试,在轴向上和矩形号筒并没有太多区别。在低频端有些不同,矩形号筒在低端有点隆起,这可以用分频器的电容消除。如果测试圆形号筒,不显示这种微小的隆起,但是频谱的其他部分几乎相同。那么,圆形号筒具有稍稍不一样的辐射形式,就像你预期的一样,就声像而言,好了那么一点点。
Dave:有特定的甜点吗?或者能在更宽的位置聆听这些号筒?
Bruce:如果你靠近听,确实有声像甜点。这种情况是因为号筒有强烈的前向辐射模式。离号筒10到12英尺远处,你处在近场响应区域,在这个区域,如果你稍微偏离了中线,一只号筒压制另一只,你就得不到处在中线处的良好声像。最近我有机会将一个号筒系统放进一间20*30英尺的房子里,那里没有甜点。你可以四处走动,声像非常稳定。实际上,就像在房间一头有一个乐队,你能够准确地分辨处每个人坐的位置。如果你坐得靠近了,就得正好坐在中线上以便得到甜点的声像。很多其他喇叭,比如静电喇叭,也存在甜点。
Dave:我家有一对magnetostats,我在近场听。离得太远声像就散了,没有一个位置听起来真正好听。
Bruce:是的,大型静电面板倾向于集束,这可以解释甜点现象。如果你离开了号筒的中轴,一边就盖过了另一边,我尽力让声音散布面尽可能地宽些,但是多数情况下,我尽力设计号筒的形状和口部以得到最佳响应,不一定是最佳的覆盖范围。很多商品号筒是扩声用的,把声音散布到一个广阔的区域,恒定指向号筒能够很好地覆盖一个特定的范围,但是它们的声音很单薄,我一直力争得到最佳的响应,得到的覆盖范围是什么样就什么样,这种结果适合居家环境条件。
Dave:你还发现每倍程6db的分频器似乎是最好的。我知道你发现这个的方法是同讨论组一起,用宇航公司发烧音响俱乐部的我们这些人做盲听试验,当时我们都不知道自己当了小白鼠(大笑)。
Bruce:可是,我不是有意这么做的。我开始用6db分频器是因为它最简单易做,而且还凑合用。Klipsch在他的早期实验中说:他在二战期间使用二阶分频器。因为他的电容器变质了,也弄不到新的,他把分频器改成一阶的,发现声音更好了,所以我开始用6db分频器。80年代中期,Bob Bullock,他是《Speaker Builder》的一位编辑,出来好几篇怎样制作不同阶分频器的文章,我就决定试试。我组合了二阶分频器用到俱乐部的系统上,我没有听到关于它的所有评论,但是当我切换回一阶分频器的时候,在俱乐部聚会时,一放完样片,人们就走过来说:系统的声音真好啊!这马上告诉我:一阶分频器在号筒上是最好声的。
我自己设计号筒,所以低音的滚降点就是中音的起点,中音的滚降点就是高音的起点。那些机械的滚降相互补充,所以当你放进一个一阶分频器,它实质上是担当了一个交通警察的角色,保持适当的阻抗。但是机械滚降也伴随着很快的相位变化,在通带中,号筒的响应象大多数喇叭一样是小相移的,但是在开始滚降的点位,截止频率或者质量滚降频率点,相移是非常快的。一阶分频器没问题,但是二阶或高阶分频器应付不了这样的相移。
所以,通过反复试验,我们可以确认klipsch早年发现的事实,不过你还是得通过实验真正发现哪些才是真正正确的,因为90%关于号筒的文章纯粹是垃圾。只是把别人说过的话再嚼一遍而已。事实上,我发现一个可笑的事情,一个数学表达式在几本教科书之间摘来抄去,因为他们假设第一个家伙是正确的。接下来的作者们只是抄一下公式,根本不去检查。当人们问我:你是怎样设计号筒的?我说,你必须做实验。我会买来LEAP软件设计低音反射式音箱,而你仍然反复试验,找单元做成音箱,弄清楚到底是怎么回事,有很多事教科书是不会告诉你的。
Dave:这些年你还解决了许多技术难题,提升了你的低音号筒的表现,比如填沙。
Bruce:是啊,我第一次做低音号筒的时候,一个俱乐部会员过来抨击我做的多层板箱子,你可以听到它到处在鸣响。他说:你知道,我喜欢这号筒,音染!我第一次做号筒的时候,我一直用多层板,我想让它们尽可能地轻,这样我可以方便移动它们进出房间。但是多层板鸣响,你还会在没有支撑的号筒壁上得到谐振分裂的模式,这将给响应染色。
一些人用加强支撑来消除谐振,不过Bright Star Audio 的Barry Kohan来俱乐部做了一个填充沙子的示范,Briggs在50年代用沙子填充背部,我们现在有更好的材料,不过我觉得不需要。不过呢,Barry证明我在沙子填充上是错误的。他演示过,如果你把喇叭放到一个沙箱上,再在喇叭顶部放一沙袋,你会戏剧性地提高低频。事实上,他证实,把小箱子放在沙子隔离的基座上,然后在顶部放一个重沙袋,可以获得3db的低频提升。他在我们的号筒系统上这么做了,我非常吃惊。我们在低音号筒的顶上放了一小盒子沙,然后开始听Sheffield鼓录音,我们发现低音号筒的顶部真的有一个甜点,沙盒消除了共振。在这之前,我们听到低音鼓有点空空的感觉,我们把沙盒移到一个特定的位置,低音变得非常清晰,然后我把沙盒放到低音箱的底部,低音进一步提升了。后来,我用高分辨率FFT做了测试,观察到谐振峰都被很好地消除了,原来这些峰并不是史前文物。谐振发生在声波路径为四分之一波长的奇数倍时。我可以通过在低音号筒口部铺地毯来消除这些峰。毛毯吸收了所有的高频,也为号筒壁提供了阻尼。此后,我一直用中密度板做低音号筒,它们没有多层板那么共鸣的厉害。
Dave:你只用它做低音吗?
Bruce:不,我什么都用它做。给我做箱子的木工用高档中密度板,板子很死。他在直线号筒和外壁之间加了加强筋,表现很好。另外,碰到没有支撑的号筒壁的时候,我用横条把两壁拉紧,我发现这样做的阻尼效果非常好。
Dave:这听起来有点类似Michael Green可调喇叭?
Bruce:对,想法是一样的。
Dave:那么你第一次在公众面前曝光是在1988年立体声器材展上?
Bruce:是的。
Dave:从那时起,很多事情发生了,你变得名声大噪。我相信,部分由于1993年创刊的《声音实践杂志》。
Bruce:是的。
Dave:这对你的生意和声誉都大有裨益。
Bruce:是的,真正让我惊讶的是我已经获得了良好的声誉。我过去写科技文章,可能有一二十个人读到它。但是我发现好多人读我的《Speaker Builder》上的文章。我想置身于众人瞩目的焦点之外,不想让人总是给我打电话。但是当我去参展,他们看到我的名字,他们说:啊,你就是Bruce Edgar,我们喜欢读你的文章。写扬声器的文章花了我好多时间,但是我总是努力去做真正原创的研究工作,并且让这些工作变得愉快。这么多年来很多人喜欢这些工作。他们可能没有做一个号筒,但他们确实喜欢全程旁观你所做的一切,以及你是怎样做的。当Joe Roberts创办了《声音实践》的时候,他送给我一期。第一期有一篇关于ALTEC LANSING的文章,声言它是多么多么的好。我听过很多ALTEC LANSING,我觉得它们没有那么优秀,他们是当时一个很好的妥协设计,但是有很多缺陷。我只听到一个我认为好的,那也是高度扭曲的。我于是写了一封短信谈到剧院之声的设计缺陷,最后我说:好,该适合典型家居环境的号角系统登场了。那封信在《声音实践》第二期登载了出来。我说,你可以用2*2*2英尺的体积做一个100hz的低音号筒,把中音放到低音顶上,把高音放到中音顶上。那就是Edgar号角系统的起源。从前我一直玩100hz号角系统,我觉得它们的声音相当好。从参加88年音响器材展中我学到的一点是,把低音号筒拖离墙壁后,低音的上部非常好,不过低音的底部响应没有了。当你把号筒放回适当的位置,低音回来了,而中低音又不那么好了。
许多人读到了我关于号角喇叭应该是什么样的观点,并且印象深刻。其中就有chimera 实验室的Dennis Boyle,Dennis设计过单端扩大机,即将发布采用211管的高保真单端扩大机。他需要喇叭用于他的扩大机,于是在随后的一次商务旅行中我得以在达拉斯拜访了他。他让我设计制作我能够达到的最好的号角系统,我说:还没人这么要求我呢,哈哈。在此之前,我的喇叭系统的投资来源是找人愿意设计并出钱来做,或者游说某人合伙加入。有几个《Speaker builder》的读者下了订单,其中之一是西弗吉尼亚州的Fred Ireson,并且他激发了好几个不同的设计,其中就有“巨石”号筒的设计。在这些需求当中,我一直留意着是否有人想做一个覆盖40到400hz的低音号筒,然后是从500hz开始的中音号筒,其口部的尺寸和指向性会有很大的不同。号筒尺寸之间定会有渐进的差别,把低音号筒拖离墙壁和紧靠墙壁会有天壤之别。减小波谱中一部分的作用时,就会增强另一部分的作用。
Dave:靠墙处改善了低频下部,可是坏了低频上部。
Bruce:是的。于是我说:为什么不做一个覆盖40hz到100-200hz范围的大型低音号筒,然后嵌入一个同中音号筒耦合的150hz到500hz的号筒?做一个四路系统来替代三路系统?的确有做这个的物理基础。在扬声器方面,Small发展了效率—带宽乘积作为一个常数的概念。所以,对于一个低灵敏度系统,比如90db,不可以做成宽带的系统。你可以制作一个覆盖听音波谱范围的两路小系统。但是如果你进入高灵敏度喇叭,带宽相当收缩。这样呢,很容易做一个四路系统。我开始为Dennis设计四路系统,我想出了一个巨大的四分之一尺寸的40hz低音号角箱。
Dave:号角箱?
Bruce:号角超低音。你知道,一个号角箱。它有4英尺宽,5英尺高,差不多3英尺深,有一个16平方英尺的口部,是一个四分之一尺寸的40hz号筒。我想让声波路径尽量地短,于是我用了两个18寸的单元,滚降在150hz。我另外设计了一个2英尺高、20英寸宽的全尺寸曳物线号筒,它补足了150hz到500hz频域。然后我把常用的中高音放到上头,全尺寸150号筒可以离开墙壁放置在巨大的低音号角箱前面,带给你立体声信息。整个系统摆满了我起居室的一面墙,那是我听过的最壮丽的声音。轮廓是双曲线指数号角,所以喉部电抗在截止点被精确地消除,在那下面是非常棒的20hz的滚降,于是得到了在所有号筒上得到的最佳低端响应。南加利福尼亚的好多人过来听过这个号角系统。我用1英寸厚的多层板做低音箱,觉得1英寸的厚度可以控制面板的振动,但还是有些问题,只有靠加固支撑和填充沙子阻尼来解决。它现在在达拉斯chimera实验室,正欢歌满堂呢。Dennis Boyle让来自世界各地的人听,问题是低音箱对他的客户来说还是有点大了,所以他正在想办法缩小它。
Dave:你调查过其它号筒设计吗?
Bruce:在show号筒和为Dennis Boyle设计的低音号筒中间,我在1990年做了“巨石”号筒。我到处演示向下对着地板发声的号筒喇叭,我为Fred Ireson做了一个底部出声的40hz号筒,发表在《Speaker Builder》1993年刊上。我称它为巨石号筒,因为它太大,让我想到了电影2001中的巨石。对于一个底部出声的低音号筒来说,由于口部非常靠近墙和地板的交界面,我发现,即使一个八分之一的低音号筒,也可以得到直达截止频率的良好响应。但是有一个大问题,如果你家里是木地板,声音会穿透地板。几个家里是木地板的客户做了这种号筒后发现了这种现象,解决这种问题的唯一办法,是把底座安装到带角锥的平台上,然后在平台上装沙。我在不同情况下这样做了,结果都很好。最好是水泥地板,但是有木地板的和有水泥地板的人一样多。我有一个木地板,我好后悔让承包商做了它。不过我已经发现了多种方法,比如沙子阻尼,绕开这些问题。
在这些不同的号筒设计中,我每个都做了实验,所以我能发现某个设计的强项和弱项。依靠实际应用,我可以追溯我的实验,“我想这个可以应用到某一个设计中”。然而在别的地方却不适用。你必须积累丰富的经验,因为你不知道客户下面想要什么,你必须针对他们的情况提出确切的解决方案。我乐此不疲。尽管我不能总是立刻提出最佳的解决方案,最终还是能应付自如。号角的问题是,你需要一个大房间让它正确工作,一些客户要求将号筒放到小房间里,象10*15英尺甚至更小。我不得不告诉他们,我不能推荐适合那么小房间的号筒,房间越大越好,因为号筒在远场表现较好,这一点和直接辐射喇叭不同。
1996年,《SoundPractices》的Joe Roberts 说:我弄到了一个6英寸的louther单元,想做一个中音号角。我做了一对,趁着到华盛顿地区跑生意的机会捎了过去。他装上去,很喜欢。然后他牵线给《SoundPractices》的另一位作者Herb Reichert。Herb说他想多听几种我的号角。我另外还有一套用Dynaudio单元的中音号筒,我给他送了一副,他一下子蹿起来了。他说这是他听过的最好的声音。靠这些《Sound Practices》上的溢美之词,我一下子被中音号筒的订单淹没了。我问大家,中音号筒下面打算用什么中低音,他们说:我们打算用onken小箱子,好像这是标准配置。我说:那么,一个直的中低音号筒如何呢?我将在《SoundPractices》第二期的文章中谈到它。于是我不停地实验,搞出了一个16英寸长、口部尺寸20*21英寸的指数号筒,带上背腔,总深度达2英尺。你可以把中音号筒摞到它的顶上,并且把所有单元做时间对位。1994年,我开始给人们制作100hz号筒,他们很喜欢这个号筒。在《 Positive Feedback》的 Ed Bellichi弄了一对,还写了一篇访谈。它们填满了中低音区域,做所有我想要的事情,然后我找配套的低音,只是人们不能用巨大的低音号筒。于是我想,有些个优秀的有源超低音箱子可以补足低音的底部。开始我觉得超低音会工作得很好,不过它们的确是权宜之计。
Dave:那是你在95年冬天CES上尝试的?
Bruce:是的。94年的CES展览上,我得到了一个为Vaic电子管提供号角系统的机会。我只有一个月的时间组合系统,那是一个很好的学习机会,我收到了很多评论,有好的也有坏的。《Stereophile》的评论家们说它有很多音染,他们说的是对的。
你把你的产品公之于众的时候,你会很快发现问题。这是很冷酷的一课,也是你得到快速反馈的唯一途径。你在不同的房间,遇到种种难题,但是基本上我是正面看待的。好多人期待已久想看到这些号筒,号角发烧友们说:嘿!这个看着不错。诋毁者说,你根本不行!它告诉我哪些方面需要改进,那次展览之后,有一帮洛杉矶地区的伙计过来听我的100hz号角系统。他们在做功放,需要配优质的喇叭系统。他们听了很喜欢,于是买了展览上的原型。他们把它拉回家,剔除所有的布线和分频网络,从头开始做起,尝试不同的线材、电容、电感,一个月后他们给我打来电话说:你得过来听听你现在的号筒是什么声音。我过去,十分吃惊。声音比以前好了很多很多,他们让我看了他们的改造过程。实质上他们是用了好的电容,换了线材。以前我手头有啥线材用啥线材。有时候,我把线用到系统上,声音非常好。而有时候,声音不像先前那么好,我不能准确地找出原因。这些朋友让我知道,如果我用晶体铜线,注意布线的方向,我碰到的问题就没有了,声音的确改善了。他们还不喜欢Polydax高音,在CES上我曾收到关于这款高音的负面评价。我有一个意大利产的B&C高音,没有时间试用。他们喜欢B&C 的D-32高音,于是我给买了我的中音和100hz号角系统的客户反复提供这款高音。
Polydax有令人厌恶的峰,用均衡器很难去除它们。你真的需要花时间针对某个喇叭,聆听然后拧来拧去。你的下一个单元也许和现在这个不同,所以你一直拧来拧去。我宁愿纠正声音上的问题,也不愿意在分频网络上纠正它们。我认为通过网络校正是权宜之计。Polydax单元用了一个带大的子弹形相位锥的指数号筒,号筒面板处,到安装边缘有一个突出的直角,我越想越觉得糟糕,这是指数号筒的一个老问题。我审视这个意大利号筒是怎样设计的,它的中心有一个较粗大的相位锥,号筒到边缘有一个平滑的过渡,差不多象一个曳物线,所以在口部没有反射。可是呢,B&C意大利高音不容易弄到,所以我一直用SAMMI子弹高音,声音也很好。
Dave:于是,对于95年4月的音响器材展,你集合了你刚才讲述的所有改进,是吗?
Bruce:是的,我用了改良的高音和晶体铜线,我们也试验不同的电容,找到在我的系统上声音最好的Siderealkap电容。它好像在我试过的电容当中有最低的音染。我有专业木工用1英寸中密度板做号筒。我还是用一台NHT放大器驱动的超低音配合号筒工作,以增加100hz以下的低频,但是在直接辐射超低音和号筒之间有不同的特性。你可以通过均衡使两者的声压相同,但是声音特质的差别是巨大的。
Dave:在很低的频率处你没有空气流动的感觉?
Bruce:是的,问题是在100hz以下让空气流动需要一排低音喇叭。号筒拥有非常低的失真,如果你试图把一个直接辐射超低音和它们放到一起,你会听到从超低音出来的失真太多了。所以,展览过后,我着手制作工作在100hz以下的超低音。它是我的“巨石”号筒设计的变型。因为我不必担心100hz以上的响应,我不用在折叠上那么严格,如果你想做一个上到400hz的号筒,你必须尽力排除180度的折叠,然后还要特别注意在拐角处的反射板。就像一个声学教授告诉我的,在低频,它就像一个灭火水龙,水是随着水龙走的。在折叠号筒内,声音顺着折叠走,问题是100hz以上的频率,相差和多重路径损失了高频。
配合我的100hz号角系统,我有一个紧贴地板发声的中置超低音号筒。我把它放到一个抬起的、加重的平台上,于是避免了木地板的问题,尽管水泥地板更有利一些。更多的低音信息,甚至低音鼓,从100hz号筒发出,但是深度和低频的感觉来自低音号筒。底部出声的号筒把低频水平地散布开来,我们发现这样摧毁了中频号筒的声像,但是制造了一个巨大的中间声道,因为它是全方向的。对于100hz及以下的频率,你不需要太多方向上的信息,并且我发现这两个系统配合很好,得到了很好的声场感觉和你想要的低频冲击力。
Dave:我今天第一次听这个系统,它的综合素质比展览上的任何一个都好很多。它有一个毫不费力的动态范围,其他系统上是很难匹敌的。
Bruce:是的,尽管在展览上有些人不喜欢直接辐射超低音,我无心指责他们。但是他们都转向了。众多听了系统的人跟我说:“我玩过四五套喇叭系统”。接着就细数他们玩过的高价喇叭系统,每一套都是最终出手卖掉,然后接着玩下一套。他们听了我的一个号角系统后,说:这是我能听的唯一系统。还有一个我从客户那里听来的趣事,他们把我的系统安装好了以后,他们必须把以前收藏的CD和唱片都重新听一遍,因为他们喜欢的音源听起来都不那么好了,可是一些以前不值得听的音源反而非常好听了。我的解释是,那些不好听的录音有很宽的动态范围,原来的喇叭不能驾驭它。现在,你有了你想要的动态范围,突然那些搞翻你老喇叭的录音又活了,而那些你以前喜欢的录音的声音变得紧巴巴的。我必须从众多CD中挑出适合我的号角系统的音源,因为如果音源是紧巴巴的,出来的声音也是没有活力的。
另一个有趣的体验是通过号筒听各种电子设备。在单端流行之前,我用晶体管设备——Bill Chater's的场效应管功放。当Joe Roberts 在《Sound Practices》上开始发表并主张应用单端扩大机,我问他是否认识在加利福尼亚拥有单端扩大机的人。而后,他给了我两个名字,我让一个伙计带来他的土炮功放,一开始功放的声音非常好,而后我开始听到一点混浊,我想我的喇叭出问题了,我就拉出我的老场效应管功放,插上电源,一切恢复正常。我的经验是,号角是一把双刃剑,它们非常非常灵敏,不是所有的功放都能让它出好声,要求功放非常干净,因为在整个功放环节上有任何失真,它都会表现出来。我认为号筒发出不好声音的原因之一,是和它们连接的电器不总是最好的,诚然,它们有响应峰值的问题,电的方面也是其中一部分。随着单端扩大机的改进,我的号角系统声音也有所改善。
Dave:你是怎样和Electra-Print联系的?
Bruce:我和Electra-Print的Cy Brenneman 和 Jack Elliano有着良好的工作关系。两年前的一天,他们打电话对我讲:“我们已经听了你所有的号角系统,现在有一款功放想试一下”。那是一款单声道推挽功放,在号角上声音非常好。95年CES的机会来临的时候,我请他们为我的号角系统提供一台功放,因为Vaic电子管的发烧友们赞助了一个房间,他们改良了最新的采用Vaic电子管的 300B胆机,声音非常好。在95’CES和95’音响器材展之间,我们设法纠正在一月份展览中暴露的问题。展览之前,设备都凑到了一起,功放和喇叭的表现令我们吃惊。展览上的人们说:“声音太棒了!肯定是那些号筒”。而我说:“是号筒和管机”。Vaic管是我听过的最纯净的管子,优于任何300B。现在我能听出300B功放的失真,因为我已经听出它们的区别。
Dave:事实上,我们正坐在这儿,看着Electra-Print前级的原型机,我猜想将在展览上看到他们。
Bruce:是的,我们之间合作是一件很棒的事情,功放制作者的每一个改进,立即就在我的喇叭上体现出来,这也让我能更靠近地听我的喇叭,找到我能够改进的地方,这是一种相互促进的关系。
以前,我多多少少是在孤立地工作,进展很慢。当你从客户和合作者那里得到反馈,进展就快了。有一种即将显现的自然的热情。从前,我可能要干一年也得不到众多的反馈意见;现在,由于人们从各种渠道了解我的最新的项目,我能即时得到反馈信息,他们都想听到这些喇叭。对新的号角超低音来说,很多人不断地过来,听音,听到改进。就应该这样才对。
Dave:我确实在Sheffield鼓录音上听到了。就在访谈之前听到的,它是我非常熟悉的录音,声音非常好。系统呈现的低音好像以前从来没有过。
我们还想问两个额外的题目,丹拿中音和折叠号筒与直线号筒的区别。
Bruce:当我80年代早期着手中音号筒的时候,我没有那么多钱买单元。当地一家电气商店借给我一些锥盆中音单元在中音号筒上试用。我曾在英国《无线电世界》上看到两篇文章,谈到在中音号筒上应用锥盆单元,于是我想这是一个费用很低的尝试。我真的没钱投资在大型的压缩单元,于是,85年《Speaker Builder》杂志上关于中音号角的文章,用了几个5寸单元、1个6寸单元和两个球顶单元。我发现了两个适合上号角的锥盆单元,但是没有发现多少具有良好响应的球顶单元。问题之一是,大部分单元是质量负载的,不适合在号筒上用。一个直接辐射的喇叭90%的负载是它锥盆的质量,它是一种反向的负载,1%的输入功率以声音的形式输出,如果你把中音加到号筒上,大部分的响应是很难看的。
有个人写信跟我说:“我有这个单元,能用到你的号角上吗?”我通常告诉他们大概不能。当我查看少数能用的单元的T-S参数,然后计算它们在号角上的质量滚降。他们具有比质量滚降高的响应。响应超过了5khz,而质量滚降才大约300hz。我对自己说:“怎么回事呢?这违反了物理定律啊!”然而,作为一个实验科学家,你必须接受你测量的结果,然后不得不开始找出可能的解释。经过钻研文献,同人们讨论,我发现在中音号筒上表现良好的单元有非常紧的悬架。在他的声学书籍中,Morse谈到了一个定音鼓的鼓面的案例,他总结道:你在圆形鼓膜上只能得到环形的分割模式(breakup mode),当你在喇叭上得到环形分割模式,它们将激发一个号角。对于分割成90度象限的消散模式,号角的响应消失了。具有很硬悬架的5寸单元,这样做它是因为厂家发现容易延伸高频响应。一旦锥盆分割成90度的楔形,响应也被分割成碎片了。你看看大部分喇叭的响应,在低频和中频段相当的平直,然后在高频末端你会看到参差不齐的峰。锥盆被分割成了不同的模式。如果你把喇叭做成悬架控制的,那么就能把这种分割区域在频率响应上远远地推开。
我发现的第一个可用的单元是JBL LE5,我还发现了另外两个能用的单元,然后写了文章。我有一个客户建议试一下丹拿D-54,我没怎么用过球顶单元,因为它们都趋于质量负载的。他给我寄了一对在号角上试用,我非常吃惊。这种单元没有我在4寸或5寸锥盆单元上碰到的响应上的峰值问题,我可以直接把D-54装到号角的喉部。对于大部分锥盆单元,我必须在喉部留下缝隙,以减低低频端的峰值,从那以后,它成了我标准的中音单元。其他单元,例如LE5,似乎具有更向前的声音,然而D-54似乎更向后。但是听过LE-5数年之后,我发现它的声音偏硬,D-54听起来就不那么累了。
Dave:丹拿D-54是你最近10年的标准配置?
Bruce:是的,还还没发现类似的单元,如果你不用号角听它,它的声音非常薄,因为它有96db的灵敏度,比一般中音高得多,丹拿生产它本来是用于高效率专业喇叭。对于一个高灵敏度的直接辐射喇叭,你失掉了低端。这就是当人们把一个98db的单元安到反射式箱子上时,他们疑问:“低频哪里去了?”的原因。大磁体喇叭,包括重锥盆喇叭的问题是,磁体系统将阻尼掉低频。恢复低频的唯一途径是用号角负载。所以,一个全音域、高保真、直接辐射系统,大概的灵敏度在93db左右,市场上的高效率直接辐射喇叭的灵敏度也集中在这一范围。
我们已经对号角系统做了功率测量,大部分系统都仅仅200毫瓦的功率。事实上,很难达到1瓦。一个很好的响度水平才50毫瓦的声学功率。人们很难理解,的确空气是一个不良的声音导体。事实上,一架喷气飞机才1瓦特声学功率。起居室里面很大的声音只有50毫瓦。那么,如果你有一个25%效率的号角系统,功放只需给喇叭输送200毫瓦的动力,这跟我的测量是完美对应的。这么少的能量进入号角系统令人吃惊,我想某种程度上解释了为什么线材能造成变化的原因。如果你只用铜线,功放到喇叭的阻抗很小,如果你开始加进其他材料,比如银和铜一起,你可以看到在低功率水平下不同类型材料之间的接触电位,当我们用银的时候,好像有染色声。
这是我目前唯一的推测,但是如果你搞一个带100瓦功放的直接辐射系统,你可以用不同的金属,因为你往喇叭线里输入了很强的电流,大部分的能力只是加热了音圈,在你聆听的位置你仍然只得到50毫瓦的声学功率,人们通常不关注声学功率,他们只象关注马力一样关注功放的功率。
Dave:是的,这是个可怕的想法。我的系统是双功放的。如果左右声道都加上双功放,每边有450瓦,想到你得到的那么一点声学功率,的确令人吃惊。
Bruce:从效率的立场出发,号角系统是一个更合乎逻辑的方式。我并不向所有人推荐它。对我来说,它是我能做出的最好声的喇叭。我听过很多优秀的直接辐射喇叭系统,所以每个人都按照自己的方式行事,但是如果你走单端路线,你就得试试号角。有些人试过其他号角系统,并且意欲用我的中音号角升级他们的系统,我曾让Altec的用家购买我的中音号角。他们喊我回来并抱怨道:它的声音不像号角(哈哈),跟我过去听到的不一样。我说:“好吧,你听过一个月之后再听听Altec号角吧”。多数人回来说:“我照着你的建议做了,回去听老的Altec号角,我再也听不下去了!”他们实质上遵循了Heyser的突变理论。你的听音经验在一个水平上,然后你的经验又跃升到另一个水平上,如果你试图回到低水平上去,非常难以做到。跑车、相机、酒等等也是这样。
Dave:我完全同意。
Bruce:我们都经历过,音响设备和喇叭也不例外。
让我们谈谈直线号角和折叠号角的对比。两种我都做过,一开始,我认为设计一个优秀号角的秘密在于最佳的折叠外形,但是经过大量的折叠号角和直线号角的实验后,直线号角的声音最好,尤其是对于较高频率。200hz以上的高频部不喜欢折叠。折叠号角改变相位,发生反射并且导致不规则的响应。折叠号角存在大量问题,如果你有一个直线号角,声音就干净多了。从号角里面出来的是一个不被阻塞的、没有弯曲变形走样的波前。直线低音号角不利的一面是从外面可以看到喇叭的防尘帽,存在由于防尘帽分割振动引起的高Q值的共鸣。15寸的EV喇叭的防尘帽的直径达到了4英尺。从防尘帽出来的高频大大高于质量滚降,不过直线号角仍然相当有意义。在防尘帽上粘一大块厚毛毡,会阻尼掉绝大部分峰值。把中音锥盆单元安到中音号角上的时候,也会发生这种现象,圆纽扣形的防尘帽在5khz以上产生小的凸起。压缩单元由于有相位锥,不存在这个问题,但是压缩号角采用强迫空气通过狭窄的收缩口的办法实现高效率。我认为,相比我的D-54号角的宽大喉部、低效率来说,这样会带来更高的空气过载失真。
Dave:我真的感谢你,Bruce先生,你让我们热烈响应的读者们分享了你的知识和经验。那么下一步呢?你的Edgar号角商店将来怎么发展?在过去的15年中不断地取得进展。
Bruce:有两个方面,我已经做了圆形号角方面的实验,我为不同的单元做了300hz圆形号角,比如Altec 和 TAD 2001,我还准备做一些廉价的号角系统。在音响器材展上,好多人跟我说:“我们知道你能做很贵的号角系统,可是你能否做不太贵的系统?”于是我做了一些雏形,重操好多年前干的活儿。如果我用一个5寸单元,把它放进5英尺的折叠号筒,我可以用我直线号筒的体积做一个80hz的号筒。我还能够发现好多适用于低音、中音、低音号角的便宜单元。于是我可以把我的单元花费保持在200美元以下,我的另一个系统一只低音单元只有200美元,我认为这是一个了不起的成绩。我发现了一款用在专业近场监听系统上的JBL5寸低音单元,它有96db的高灵敏度。我还有一款类似LE5的JBL单元,在中音号角上工作很好,以及覆盖高音顶部的一款商品子弹头号角高音。我可以把他们装进一个19英寸宽、18英寸深、40英寸高的箱体。事实上,由于它的低音出口在底部,类似我的“巨石”号角设计,你可以靠近它听,所以它可以在一间小客厅了很好地工作。可以花一部单端功放的钱购置一套号角系统。
Dave:你和其他公司洽谈你的号角系统了吗?
Bruce:是的,有过。问题是,象某个人讲过的,妥协的号角得到妥协的效果。所以我不得不非常仔细地折中处理我的设计以符合某些人的市场观念。这就是我选择自己做号角的原因。因为我发现,在一个大的机构里面,由市场部指定他们想要销售的东西。客户要求我专门为他们设计。我可以告诉他们:“我觉得这样不行”,或者“好吧,我觉得可行”。但是,如果市场部说:“我们想要这种产品”,他们不会接受“我觉得这样不行”。
这是一个困难的路线,因为你得自己为所有的事情筹钱。但是我发现,这是保证客户得到最好的声音,并且我能做出来的唯一办法。我一直尝试满足我的欲望,在可接受的花费下得到最好声的设备,大部分发烧友也是这么想的。但是号角喇叭需要昂贵的单元,这很容易走进专业类单元,一个单元动辄500到1000美元,你的定价就会超出市场要求,所以我一直努力组合价格适中的产品,让人们能够用低功率的单端扩大机得到良好的声音。
Dave:假如我们的读者想和你交流或者想预定你的系统,他们怎么跟你联系呢?
Bruce:他们可以打电话:(310) 370-1302 或者传真:(310) 371-8085,或者写信: P. O. Box 1515, Redondo Beach, CA 90278。我发现,我的一半时间都是用在和客户谈话上了,教他们号角能怎样或者不能怎么样,怎样才能融入他们的系统中去。好多人没有关于如何运作的模糊观念,我花了15年时间来弄明白他们是如何运作的,我喜欢把自己的知识传达给人们。我发现,当我给他们好多信息,他们对我产品的反映就会好些。但是我不敢断言这是这种做法的功劳。Voigt也是这么做的。他喜欢同人们交谈,解释号角是如何工作的。很多制造商不愿这么做,我发现存在很多有关号角的错误信息,唯一能够改变的办法就是同人们交流。
Dave:Bruce,在洛杉矶冬季消费电子展上,你展出了新的扬声器,完全超越了你以前的设计。你能否告诉我们,你是怎样做出这些设计的,它们和以前的设计不同点在哪儿?
Bruce:先前我知道欧洲的号角系统将要展出,我想我需要同他们的系统比试一下。它是我思考了很久的一个设计,但是没有足够的心智去努力做出来。人们曾问过我:“你为什么不做一个两路号角设计呢?”我能,可是呢,单元的代价太太太高了,所以我的想法是做一个50hz低音号角,把一个压缩单元驱动的圆形曳物线号角放到低音口部的边上。95年我想了一个秋天,画了两幅初步的草图。12月份我决定忙起来,用中密度板做一个雏形。我打算让我的木工来做,但是我们用光了时间,我的方案还没有让他做的足够细节。这次展览之前我干了足足两个礼拜,做出了低音号角。我快要累死了,不过大体上这个15寸EV单元,上得去、下得来,还有平和的90度转弯,低音号角的口部也出来了。我的家具木工做出来圆形曳物线号角,到了最后一分钟才拼装好,是在展会上用耳朵调校的。它基本上达到了我的设计要求,大体上是喇叭的音色。作为一个两路系统,不存在需要担心的问题。实质上,你拿它和不带低音号角的更昂贵的欧洲系统比较一下,结果声音非常好。欧洲系统用了一个isobaric推挽式、或双腔体的开口箱。
最近,我给我的一个客户在圆形号角上使用了TAD 2001压缩高音单元,这是一个最好的号角单元,响应非常透明、有深度。大部分压缩单元没有声像上的深度。TAD2001单元现在组合进了我的50hz系统。
Dave:你对97年的CES有什么计划?
Bruce:我将在几个展室摆放我的系统。有几个功放制作者想使用我的号角系统,我们将展示我的80hz系统和50hz系统。我们想在另一个展室放一个巨大的低音号角。人们能够听到多个号角系统,我非常期待这次展览。
声音更响亮,个人瞎蒙的 王梓俊- 发表于 2015-2-3 23:18
单端的另一端——现代号角扬声器
Bruce Edgar博士访谈录
Dave Glackin
谢谢热心解答 号角的优势楼上说了,再网上查查就是了。
随便给高音加个号角是不行的,频响会变得面目全非,有高峰或深谷,这就谈不上有益了。
烧到三八度 发表于 2015-2-11 22:15
声音更响亮,个人瞎蒙的
最近买了两个号角高音,每个3斤,把其中一个高音号角接到一个步步高SP128音箱上相当于并联(实际是新加一个两分频用它的的高音输出推动)比较另一个无高音好角的SP128音箱,可以明显在高音号角附近听到它发出其它喇叭不及的高音。
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