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发表于 2023-6-10 02:35
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15 喇叭
喇叭由振膜、折环、音圈、磁体构成。本节先笼统地讲,后面再讲细节。-
先说低频
喇叭有一个频响曲线,所有的喇叭在低频端都是频率越低频响越小,简称滚降。大的喇叭,无非滚降的起点低一些,滚降的慢一些。如果想要真正水平的频响曲线,有3种办法:开孔箱(倒相箱)、被动辐射器,或者用EQ拉高频响。
教科书上说人耳的低频听觉下限是20HZ,但是,还有一个心理声学概念叫等响曲线。人对42HZ以下的声音是极其不敏感的。而且60HZ以下的低频,从情感共鸣上区别并不大。所以音乐制作(影视除外哈,一定注意。家庭影院后面单独讲),都会尽量把低频放到42HZ以上,用的最多的是60HZ。因而,低频可以分成4个档次:能到20HZ、能到42HZ、能到60HZ、到不了60HZ.注意厂家的给的参数经常是骗人的,标42HZ的,有可能连60HZ都到不了。
所谓”低频下潜“的听感,是看100HZ以下的频响变化。即便100HZ比101HZ的音量低10db,只要100HZ以下是水平的,听感低频下潜就很好。反过来,即便40HZ和101HZ音量是一样的,只要从100HZ开始滚降很快,听感就是下潜不深。
影响低频下潜的要素,最关键的是喇叭的尺寸和音箱的容积。俗称底大一级压死人。在不考虑低频辐射器和EQ的前提下,20HZ对应20寸,30HZ对应15寸,40HZ对应12寸,50HZ对应10寸,60HZ对应7.5寸。所以,能叫HIFI的,低频喇叭最小7.5寸。12寸基本够用了。因为还需要考虑箱体体积。12寸的喇叭是30.5厘米宽,15寸喇叭是38厘米,很占地方。
音箱的体积应当和喇叭的振膜面积成正比,不然低频的频响滚降就更大。注意是和面积成正比,所以喇叭大了,音箱对应的变宽还不够,还需要加高加深。闭箱带来的低频滚降是每倍频程12db。而开孔箱带来的低频滚降是每倍频程24db。但是开孔箱自身有一个海姆赫兹共振频率,这个频率可以随意调节,如果调节的好的话,低频下潜可以好很多。但是缺点是,开孔箱会泄露中频(二分频时)、开孔箱声音没有闭箱干净。理论上孔应该开在前面。开在后面,会和低频喇叭有一个相位差。
插一句,音响预算里得包括房子。通常情况下家人都不喜欢听音响,所以需要一个独立的房间来听音响,最好30平以上,最少也得15平方,但是15平米就需要拼命吸音了。可以和家庭影院放在一起,两个hifi音箱可以兼任家庭影院的正面音箱(通常家庭影院的音响质量远低于hifi音响,兼任一下是加分)。而如果和家庭影院放一起,音箱的宽度就是很重要的指标。如果家里没有这样的房间,那得首先研究换房。
普通的线状多个喇叭的阵列,并不能改善低频下潜,只能改善低频音质和音量,而且喇叭多了对应的对音箱体积要求就变大,如果音箱不够大反倒低频下潜受损。
被动辐射器,因为不是喇叭,所以它不需要音圈,低频下潜比喇叭好。因而增加被动辐射器可以改善低频下潜。但是必然带来回响增加。好的被动辐射器不比喇叭便宜,所以低端的音箱价格拖后腿,高端的音箱性能拖后腿。
那么,为什么个子小小的蓝牙音箱甚至手机喇叭也可以发出低音?因为它们使用了DSP,给低频增加了音量,改善了频响曲线。但是,也只能是拉高80~160HZ的“”假”低频音量,80HZ以下的真低频还是不行。还有小喇叭功率是不够的,所以近处听听还行,稍微远一点低频音质就不行了。
低频喇叭的第二个关键指标是控制力。控制力不好则振膜来回震荡,低频拖尾、浑浊,甚至轰头。控制力好则低频有弹性、干净。所以控制力是非常重要的。控制力首先来自于磁体的磁场强度,第二来自于振膜重量和刚性,第三来自于折环阻尼。简单说,低频控制力和顺性成反比,而顺性越小效率越低、等效容积越小(对箱体容积的要求越小)。双低频喇叭可以增加6db,这就是音箱用双低频喇叭的最主要理由。控制力好的喇叭显然是昂贵的,因为磁体、振膜、折环都需要上高科技。主流喇叭品牌,控制力好的低频喇叭都要3000块朝上了。
第三位的参数是行程。同样的音量,频率越低行程越大、喇叭越小行程越大。所以同样尺寸的喇叭,肯定是行程大的更好。行程大,失真小,而且最大音量大。
还有一个参数是振膜的硬度,对应分割振动的破裂点。振膜越硬,破裂点就越高,这样分频点就可以更高,可以兼顾更多中频。这一点对于二分频音箱来说非常重要。
再说高频。
高频喇叭首先是要转换效率。振膜越轻效率越高。这一点在大牌来说现在不是问题了。高频喇叭的效率普遍高于中频喇叭。
高频延伸非常重要。虽然教科书说人的听觉上限是20000HZ,但是实际上40000HZ依然对听感有影响。能做到40000HZ的只有钻石膜、铍膜、气动(jet)高音。钻石振膜贵是因为生产成本高,并非性能高出铍那么多。气动高音因为分频点太高,应用的不普遍。
接下来是谐波失真。谐波失真的低频端频率,决定了分频点。首先是分频点越低越好,因为同样的信号,用小喇叭发声肯定比大喇叭发声效果更好。第二因为中频喇叭一般只能支撑到5000HZ,对应分频点2500HZ,所以分频点最好在2500以下。人耳对偶次谐波失真是正向听感,而对奇次谐波失真是负向听感。所以偶次谐波失真是一种味精。铍高音有一点点味精,丝膜高音味精就很浓。钻石和陶瓷高音没味精,很中性。其它的高音奇次谐波失真多,听感不好。
第四个事情是离轴频响。原理上,频率越高指向性越强。所以其实高频喇叭离轴频响都大差不差。摆位时高频喇叭一定要正对皇帝位。音箱平行摆位、高频喇叭平行摆放的,是大错特错。
另类的是MBL和physiks,他们是360度喇叭。这两个品牌我都听过,音色很柔美,因为店家东西比较多,所以没有在意到结像。这两个品牌的高音喇叭都没有单独卖的。如果要买成品,就遇到前面提到的坑,定价是用低频来定的,完美的低频要几十万,那就非常不值了。如果真对这两个品牌有兴趣,可以花几万块买个二手的书架箱,拆了,加上大的低音喇叭,自己做个完美的音箱。
关于号角,是音箱技术,不是喇叭技术。号角的唯一价值是提升喇叭效率。电影院、演出上有用。HIFI上完全没用。号角必然造成频响波纹,损坏音质。更合理的是丹拿信心的那种浅waveguide,可以提高纵向指向性、降低水平指向性,这样提升结像。
顺带就涉及同轴,同轴只能用小开口号角,高频音质肯定受损,但是近距离结像好,所以特别适合于监听音箱。即便是书架箱,只要两个喇叭是分开的,就需要后退足够远的距离才能保证相位一致,近距离听能结出两个像来。所以如果是摆在电脑桌上近距离听,是可以考虑有源同轴的。
四分频超高频的话题。首先不是分频越多越好。大牌基本都是三分频的,四分频型号不多。出现超高频四分频的情况,是中频和高频的分频点偏低,则高频喇叭不够小不够轻,对于超高频(10000HZ以上)响应不够,就需要再加一个超高频。由于分频器很贵,所以四分频很不划算。
中频,是三频里最简单的,既不要低频下潜,又不要高频延伸。中频喇叭的核心故事,是高保真PK高好听,因为人声大部分都靠这个喇叭发声。
要高好听,就加大偶次谐波失真,典型的是馒头中音。要高保真,就陶瓷振膜、金属振膜。
中频喇叭因为有两个分频点,所以音域越宽越好。中频喇叭的频响、离轴频响、谐波失真,决定了分频点。高频端最好能到3000HZ以上;低频端最好能到150HZ.这样可以保证2个分频点在1500HZ以上、300HZ以下。
中频不能和高频共用箱体,会出现共振回响,影响音质。宝华8系和劲浪乌托邦,都能明显的看到中频是独立的箱体。倒不一定外观上必须是独立的箱体,可以做箱内箱,把中频箱体嵌套在低频箱体内。
另外,二分频音箱,需要”中低频喇叭“,即一个喇叭兼顾中频低频。这就要求中低频喇叭同时具有中频和低频喇叭的特性:分频点高、冲程大、控制力好、下潜深。最后一条是无法满足的,所以二分频通常做开口箱,弥补下潜。为了避免泄露中频,倒相孔最好做成扁条形而不是圆形。
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