[基础知识] 音响的变迁

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发表于 2010-3-31 01:15 | 显示全部楼层
无论你想买音响,卖音响或者制造音响,都应该了解

音响的变迁
作者  程光

    音响的历史超过百年。早期的音响是纯机械的,利用声音引起振膜振动,与振膜相连的钢针左右摆动,将这种摆动信号刻录在一个旋转的物体上,重放时将与振膜相连的钢针放在之前刻制好的记录声音的槽中,旋转物体,振膜就会发出声音,再加上一个喇叭筒,就是音响了。太神奇了!一堆机器尽然有人在里面唱歌,真是不可思议。早期的留声机就是一种纯机械的音响。尽管音质不好,声音也不大,但它的出现标志着一个时代的开始。
    随着电子技术的出现,电信号的放大成为可能,电子管放大器出现了,与之相配套,将声音变成电信号的话筒和将电信号变成声音的扬声器,音箱也出现了。之后音响的发展主要伴随电子信息技术和材料技术的发展而发展。变化的主线有几条:1、记录和传播媒体:唱片(模拟)——磁带(模拟)、模拟信号广播电视——CD(数字)、磁带(数字)、数字信号广播电视——半导体存储器、硬盘、电脑网络(数字多媒体)。2、信号的放大与处理:电子管扩大机——晶体管放大器——集成电路放大器、数字编解码器、数字声场处理器、数字低频增强器、激励器等,相应的出现了不同的取样频率(44.1kHz——CD格式,96kHz,192kHz)和各种声场处理模式(杜比、dts等)——为便于网络转播及数字存储,出现了各种数字压缩格式(mp3、ape等)。3、音质:差——较好——好——(好)较差,(括号内表示非主流)。4、体积:大——较大——(大)小——(大)微小,(括号内表示非主流)。

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 楼主| 发表于 2010-3-31 01:16 | 显示全部楼层
以上主要从技术发展的角度观察音响的变化轨迹,换个角度从市场层面来看也很有意思。在国内,十几年前,高保真音响和家庭影院非常火爆,突然就无声无息了。当时中国人并不富裕,却舍得拿出几千元甚至几万元购置一套音响,而如今连几百元一套还嫌贵。是中国人变穷了吗?或是现在的人没有品味?都不是,是我们居住的环境变了,我们使用的音源变了。在国外,很多人都住在独门独院的房子里,周末开个PARTY什么的,没有两三百瓦的功放怎么行?而中国人多地少,地产商宣传的豪宅也不过是个筒子楼,音响开大声一点就吵着邻居了。过去的音源主要是CD唱片,音质比较好,如今多数人都从网上免费下载mp3,这种在CD的基础上压缩10倍左右的音源伴随着当初几十K的低速网络传播和几百K的小容量半导体存储器迅速普及开来。音质虽然比不上收音机,但是更快捷方便。因此,目前绝大多数的电脑多媒体音箱,只能算是个收音机,充其量相当一个收录机,随声听。不久前某品牌搞了个经销商大会,吃饭的时候,一个经销商对厂家老板说:“我卖音响这么多年了,从来听不出音质好坏,只知道大声小声,顾客更听不出了,一年不坏就是好音响。”言下之意就是告诉厂家老板,偷工减料便宜点就好了。更有趣的是两位业内资深人士讲出了让人回味话。一个是十分尊重我的发烧友,问我:“程老师,为什么我花两万元买的音响还比不上300多块钱的音箱?”另一个是业内知名的大师,他设计制造的一款监听音箱在不久前的一次监听音箱评比中与JBL一款监听音箱一起获得了并列第一的殊荣。相当不错的一款5吋2.0的书架监听箱,在德国,丹麦等地都有录音机构选用,售价在万元以上。他请我欣赏完后很无奈地对我说:“我很高兴地给我的每个女儿都送了一套,想让她们夸上几句,不料她们却说:这箱子还比不上外面卖300多块钱的。”答案很简单,他们说的都不错,就像我们用高保真音响(HIFI)放电视伴音可能比不上电视机的声音,放中短波收音机的广播节目比不上收音机一样。它们的音质分别是按电视机喇叭和收音机喇叭的频响要求设计的,用宽频的HIFI只能放出更多的噪音。Mp3 的音质比广播还差,怎么能用高保真音响来放呢?我与很多厂家的老板交谈时发现,他们成功的秘诀不外乎迅速地扩大产能,降低成本,有的甚至不惜偷工减料,设计花里胡哨的款式,然后做广告推广,自己扮成用户在网上歌颂自己的产品,培育渠道经销商,将产品卖出去。这几招在几年前还真灵,现在突然不灵了。有人说过,到中央电视台做酒的广告,开一辆桑塔纳进去,开一台宝马出来,而做音响广告则是,开一台奔驰进去,开一台手扶拖拉机出来。一两百块钱的东西,管他什么牌子,响就行了。现在产能已经严重过剩,成本已经压到最低,好不容易设计出一款好卖的款式,不出三个月,满世界都有卖。有一款笔记本电脑音箱刚推出时卖得很火,360元一套,很快就出现了很多相似的产品,现在大约卖36元一套,出厂价只有19元,当初一套能有百元利润,如今只赚一元钱。很多人都觉得音响行业没有什么搞头了,研发的任务就是外观设计和成本控制,音质研究的人员无事可做,有的失业转行了。不久前我在《电声技术》上发表了一篇论文——《扬声器振动系》,我将这本杂志送给一个音响业内的台湾商人,他说给了业内不下100个台商看过,他们感到很惊奇,竟然有人对喇叭研究得那么细致。但他也劝我,你的做法像欧洲人,在中国行不通。什么垃圾都可以卖掉,何必做那么好呢?回过头来看,音响的变迁,每一步都是顺理成章的,顺应这个潮流就成功了,逆潮流而动就失败了。这就是市场。前面说了音响的昨天和今天,明天会怎样呢?

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 楼主| 发表于 2010-3-31 01:17 | 显示全部楼层
记得二十多年前,CD刚出现的时候我在一个学术研讨会上就预言,CD在不久的将来就会被半导体存储器取代。果不其然,如今的mp3,U盘播放器广为流行,CD也慢慢退出历史舞台了。今年刚好是个转折年,新一代互联网的出现,几十Gb甚至更大的U盘只要200多元,从网上下载CD音质(取样频率44.1kHzWAV格式)的歌曲,甚至比CD音质更高的节目(取样频率96kHz,192kHz)成为可能。低压缩比的格式也开始流行起来。将来音质较差的mp3音乐节目会像广播一样免费提供,而比CD音质更高的音乐节目会以较低的价格在网上销售。试想,增加一个USB解码器,成本只有几十元钱,音质可以做得比CD更好,更环保,更方便,CD还有什么存在的价值?目前流行的一两百元的电脑多媒体音箱跟收音机一样,还会存在一段时间,渐渐趋于饱和。真正意义的高品质多媒体音响将会出现。它既不是现在的多媒体音箱的简单升级,也不是原来的HIFI音响或监听音响的缩小板。而是全新开发的,更高水准的,适合听音环境的,价格适中的音箱,是数字家庭的一部分,与高清电视,高速互联网和高容量存储器相伴。目前世界上还没有一款音响能达到这一要求,包括世界著名音响品牌生产的4000元左右的多媒体音响,在播放CD音质的节目源时,也显得力不从心。为什么说新一代的多媒体音响不能简单地用现有的HIFI或监听音箱代替呢?下面做一个技术分析。
我们在音乐厅或影剧院里听几十万到几百万元的音响,觉得很好听,如果把它搬到家里,就变得很难听,声音很粗燥;一个好耳机,戴起来很好听,低音特别好,如果把它放在桌子上听,就听不得了,叽叽喳喳,没有低音,一点也不好听。听觉感受是跟听音的环境密不可分的。同样地,传统的HIFI或监听音箱听音距离在两三米以上,功率比较大,振膜(振动盆、纸盆)一般比较硬,比较厚重。在近距离小功率的听音条件下(混响半径内),反应迟钝,拖泥带水,声音比较粗,比较吵。低音听起来像敲门板一样。

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 楼主| 发表于 2010-3-31 01:17 | 显示全部楼层
音响的核心技术是什么?有的人说是功放,有的人说是音箱,甚至还有人花成千上万的银两去买两条发烧线,以为就会使音质大幅提高。其实,什么是发烧,发烧就是有病了,烧糊涂了,说胡话,被人家骗钱了还不知道。音响是一个系统,每一个环节都会影响音质。音箱设计很简单,一个小软件就可以设计出很好的音箱;功放设计也不难,集成电路生产商早就把外围电路设计好了,从网上下载照葫芦画瓢就行了;有很多电路分析和设计软件可以利用;当然,元器件和电路的选择还是很重要的,需要有一定的经验积累;最难做好的还是扬声器,可有些人也说,喇叭有什么难做,做喇叭和做鞋子没有太大差别,无非是从配件厂买回各种配件,涂点胶水粘起来,充充磁就行了。对音质影响最大的,最难以控制的,其实是扬声器振膜(纸盆)。就象人的声带,一个好的歌手,他的声带一定与众不同,声带出了问题,声音也就变了。当我们分析国外各大品牌的音响时,会发现一个很有趣的现象。一个著名品牌往往只有一款(一个规格)的音箱做得好,其他规格的音箱都一般般。法国有一个专业音响的品牌叫力素,α系列的音箱十几万一对,音量开得很大也不觉得吵,音质很好,如果换上同样功率的JBL、EV或者BOSE品牌的音箱就会觉得很吵,音质不太好;然而,力素的其他系列音箱的音质就没有什么优势了。奇怪吧?一个品牌或者一个音响“大师”,一辈子往往只能做出一个尺寸的好喇叭。过去没有办法计算出失真、频响与振膜的形状,材料参数之间的关系,经验就显得特别重要。振膜不是刚体,我们抖动一张纸,会发现纸张出现很多凹凸不平的变形并发出噼噼啪啪的声音。扬声器振膜发出的这些声音就是使人觉得吵的噪音,是失真。我对各种规格的扬声器振膜进行过成千上万次的计算机模态分析,发现一个5吋的扬声器振膜,在5000Hz以下频段会出现成百上千个各种变形形态(模态),当调整振膜的结构和材料参数,这些模态的数量和特征会发生很大的变化。我仔细研究了各种模态对音质的影响,发现了很多有趣的秘密。也明白了为什么前人往往一辈子只能做出一个好喇叭的原因。我试验了一种龙骨振膜,比目前使用的片状振膜(纸盆。PP盆)失真更小,音质更好,开大声也不吵,重量比三明治、编织盆轻,小信号反应灵敏,是一种很有前途的高品质多媒体音响扬声器振膜。这不是音响的明天,是今天就可以做好的事情。

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发表于 2010-3-31 01:34 | 显示全部楼层
这篇文章不严谨,转载还是原创?

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发表于 2010-3-31 01:38 | 显示全部楼层
“我试验了一种龙骨振膜,比目前使用的片状振膜(纸盆。PP盆)失真更小,音质更好,开大声也不吵,重量比三明治、编织盆轻,小信号反应灵敏,是一种很有前途的高品质多媒体音响扬声器振膜。”

这类结构增强材料还是满有前景的,如果作者研究到了这一步还是不错的了,但是居然只准备用在“高品质多媒体音响扬声器”上?是不是太大材小用了些
关于模态分析或许还可以再多说一些

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发表于 2010-3-31 01:40 | 显示全部楼层
“记得二十多年前,CD刚出现的时候我在一个学术研讨会上就预言,CD在不久的将来就会被半导体存储器取代。果不其然,如今的mp3,U盘播放器广为流行,CD也慢慢退出历史舞台了。今年刚好是个转折年,新一代互联网的出现,几十Gb甚至更大的U盘只要200多元”

这个,我看您是上淘宝看到假货了,或者你说的Gb真的是“Gb”而不是“GB”,但是这么说不符合习惯啊

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发表于 2010-3-31 01:44 | 显示全部楼层
“试想,增加一个USB解码器,成本只有几十元钱,音质可以做得比CD更好,更环保,更方便,CD还有什么存在的价值?”

这话说的,争议非常大(这不是挑起论坛纷争么),论坛每月都有那么一两个讨论这个帖子,所谓“月经贴”是也。要对比的话可能只能做同价位下的比对了
音质这东西,不可测或者测不准因素还是很多的。最简单的,声压的测试,目前还有N种方法N种思路,哪种适合具体的环境,还有待进一步研究呢,所以我觉得这段话说得太武断了点

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发表于 2010-3-31 01:52 | 显示全部楼层
整篇文章看下来,有以下几点体会
1这篇文章主要着眼点还是在多媒体音响这块,但是题目容易让人误解,太大了
2作者可能对新的半导体技术不太熟悉,以及行情,这个也可以理解,作者可能是年纪偏大的专家
3部分篇章多用了“某”,虽然无可厚非,但是如梗在喉,好象这些“某某”就代表了整个行业,“被代表”的感觉真的不好

关于作者的那篇文章,这就去摆渡一下,然后再来回帖

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 楼主| 发表于 2010-3-31 01:54 | 显示全部楼层
谢谢提醒,关于模态分类分析和控制技术的详细内容可以看《电声技术》2009年第6期“扬声器振动系”。当然,更深层次的内容涉及知识产权,不便公开。这里所说的“高级多媒体音响扬声器”并不是现在市面上卖的多媒体音箱,而是使用比普通CD音质更高的数字音源播放的,比普通HIFI音质更好的系统。

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 楼主| 发表于 2010-3-31 02:07 | 显示全部楼层
多媒体系统用不了多久,就会以全新的面貌,更高的品质改变人们的生活。不仅仅是桌面上的小玩意、会产生更高级的HIFI、高级家庭影音娱乐中心、甚至专业音响...

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 楼主| 发表于 2010-3-31 02:20 | 显示全部楼层
CD只不过是一种存储媒体而已,就像过去的胶木唱片或磁带一样,被其它媒体取代也是必然的。不值得大惊小怪。

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发表于 2010-3-31 02:37 | 显示全部楼层
看来楼主就是作者了,不过我感觉您的口气好象太大了点吧,呵呵
论文已拜读,很好,实际效果很好,虽然论文没给出实现的方法(或者说结构)不过大致可以估计(未必正确),从防止恶意抄袭的角度出发保密无可厚非,可以理解
就文中的观点我有几个疑问望解答
1有没有模拟过龙骨(或者其中的一根)失效*(比如说断裂)的情况?
2龙骨是否会带来和CONE基体结合部位的应力集中?工作的时候?是否有存在疲劳的可能性?
3龙骨加入后,和纯泡沫三明治结构比起来未必重量上有优势,泡沫一样具有很高的强度,加上蒙皮及其他处理后更可提升,不知道您认为如何?
以上问题并非故意刁难或者套你的话,呵呵,只是想让这么个好东西更加完善

另,方便的话,建议也到声学楼论坛来交流
http://www.nju520.com/bbs/index.asp

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 楼主| 发表于 2010-3-31 02:53 | 显示全部楼层
你提的问题很好,这些问题我已经考虑过了,不仅做过有限元疲劳分析,还实际做成了音箱进行了两年的疲劳试验,效果很好,配合好的材料,音质优于JBL和B&W同类音箱。已通过国家科技成果鉴定。

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 楼主| 发表于 2010-3-31 03:17 | 显示全部楼层
多年来一直在潜心研究,很少在网上发帖,希望有一天,中国人能够做出世界上最好的东西。

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高手啊!!!!!!顶顶看

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高人!!!很想看到真正由国人设计制造的好东西!

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发表于 2010-4-1 15:05 | 显示全部楼层
有深度!

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发表于 2010-4-1 15:43 | 显示全部楼层
整个音响系统,讯号源,放大,声音再生(扬声器),变革最慢的就是扬声器,可以说50年来喇叭没有什么革命性的进步

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 楼主| 发表于 2010-4-1 19:09 | 显示全部楼层
现在可以用大型有限元分析软件在短时间内(不是音响专用的简化版,而是设计飞机、火箭的标准版)做成百上千次的模拟试验,结果相当准确。有个美国产品,飞利浦供应商花了4年没有达到要求,我用大型有限元分析只用了一天就超过了用户的标准。
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