音箱速度与前后沿特性的研究:用LSPCAD模拟倒相,闭箱和负阻闭箱的脉冲响应(内容已添加)

hya1951

很长一段时间对于音箱的速度概念不甚了了,认为只要驱动电压一加,喇叭的反映应该是即时的,难道还会有延时不成?
看了山本武夫的教科书<扬声器系统>,初步对这个问题有所认识,原来扬声器的速度(或称为瞬态特性)可分为2个部分:
1.前沿特性,当一束脉冲波驱动电压(如50Hz的5个周期波形)到来时,扬声器输出的声压的第1个甚至第2个波头的幅度往往达不到稳态时的声压,这个声压的差别越小,时间越短前沿特性越好.
2.后沿特性,当脉冲波驱动电压消失时,扬声器声输出不能马上消失,而是呈现一个或甚至2个逐步衰减的波形,这个多出来声压的幅度越小,衰减越快,时间越短,后沿特性越好.
对这个现象的一个形象比喻是荡秋千,当用恒定力推秋千时,秋千到达恒定的高度,这相当于稳态输出,但是秋千从静止开始的几个周期内,幅度肯定是逐渐增大的,这相当于前沿过程,当推力消失时,秋千不会马上停止,而是逐渐减小振幅,这相当于后沿过程.
本人认为音箱的速度与瞬态特性对于主观听感的影响十分巨大,甚至超过SPL特性,本人的2套喇叭箱8545+XT25,H1455+H1499,分频电路都是J版设计,其SPL相当平直,喇叭的失真也相当小,但是听感是完全不同,8545+XT25的低音下潜与量感较大,H1455+H1499则在声音的细节,密度,解析力,通透方面胜出,除了XT25与H1499的差异外,本人认为最重要的差异在于8545的MMS=20g而H1499的MMS仅为7.6g,3倍的振动质量差别导致了2个喇叭的瞬态特性的明显差异,造成听感的明显不同,可以这样想象,当一束窄脉冲波驱动电压到来时,如果喇叭输出起始幅度很小,冲波驱动电压消失有不能马上静止,可以想象与真实情况差异有多大,声音的细节肯定会受到重大伤害.
除了MMS,扬声器的品质因素Q,也会对前沿特性与后沿特性造成重大影响,一般认为QMS(机械Q值)越大,喇叭的前沿特性越好,而QTS(总Q值)越低,喇叭的后沿特性越好(见王以真专著),不幸的是QMS与QTS这2个参数是相互牵制的,对同一个喇叭,熊掌与鱼不可兼得,王以真认为,作为低音喇叭QMS很重要,否则低音无力度.吃了饭继续

lhl455140047

等待楼主继续！

hya1951

音响的箱体结构对速度与瞬态反映也有重大影响,一般认为闭箱要好于倒相箱,但这个差异究竟有多大?差异是否大到足以牺牲倒相箱的下潜与量感?
幸好有LSPCAD这个有用的工具:
设置如下:
1.喇叭:d10G(参数略)
箱体:55L倒相
脉冲响应:50Hz3个周期
结果
前沿特性:第1个波头高度为稳态的35%,第2个波头高度为稳态的90%,第3个波头高度为稳态的100%
后沿特性:驱动脉冲结束后,多余波形延续1个半周期
2.喇叭:d10G(参数略)
箱体:55L闭箱
脉冲响应:50Hz3个周期
结果
前沿特性:第1个波头高度为稳态的60%,第2个波头高度为稳态的100%
后沿特性:驱动脉冲结束后,多余波形延续1个半周期,但波形高度低于倒相箱
3.负阻驱动闭箱的瞬态特性
喇叭:d10G(参数中将喇叭的直流电阻由5.6欧姆改为1欧姆,模拟负阻驱动)
箱体:55L闭箱
脉冲响应:50Hz3个周期
结果
前沿特性:第1个波头高度为稳态的80%,第2个波头高度为稳态的100%
后沿特性:驱动脉冲结束后,多余波形延续不到1/5个周期,而且波形高度很小.

hya1951

结论:
1.闭箱的前沿特性比倒相箱改善明显,印证了闭箱速度快的说法.
2.闭箱的后沿特性比倒相箱有改善,但明显不如前沿特性的改善大.
3.负阻驱动闭箱的瞬态特性令人欣喜,前沿特性比单纯闭箱又有明显改善,特别是后沿特性极好

lf00516

向王以真老师学习。

hya1951

解析力,声音密度这2个通常是衡量中高档音箱的术语,我认为与箱子的瞬态效应指标关系最大

hainanxing

看完很有收获，解决了我选择低音喇叭的一些困惑，谢谢楼主！

lf00516

向老师学习。

hya1951

负阻驱动可以改善喇叭失真,这是管善群老师研究和实践的结论.
负阻驱动应该可以改善喇叭的前沿与后沿特性,这是我近期来一直想证明的猜想,和一些老师讨论过,没结论,如今通过LSPCAD证实了,很高兴

elvischan917

王以真老师也在这里吗？ 太牛了。

hya1951

王以真老师也在这里吗？ 太牛了。
elvischan917 发表于 2010-8-11 13:50

王以真老师,管善群老师的学生在这里

hya1951

现在坛子里技术讨论帖太少了,希望各位斑竹,贵宾大佬参加讨论,拍砖也欢迎!

kingcole

负阻驱动用于驱动电分中的低音部分应该不错的，可惜还未用过这类功放

发烧二十年

93年的实用电子文摘有应用介绍。

hya1951

解释一下“负阻驱动闭箱”好吗？谢谢！
唐宋园 发表于 2010-8-11 16:51

负阻驱动技术管善群老师在早年曾经做过研究,其技术文献在"声学楼"可以找到.
商品中牙马哈的TST技术将负阻驱动技术运用在低音炮上,但不是闭箱而是倒相箱.
本坛Lyticast做过负阻驱动闭箱,但是开始他没有加EQ校正,因此低音很少.
负阻驱动是借助采样流过喇叭的电流,在电路中实施反馈,使得喇叭的等效电阻缩减到原来的10%-40%,好处是:
1.系统的Q值大为降低,箱体可以较小.
2.在一定程度上降低喇叭失真
3.可以改善音响的前沿和后沿特性.
局限是:
1.一般只适用于低频
2.要用单独的驱动器,也就是说,只适合有源低音箱
3.放大器前必须加EQ均衡电路

hya1951

感谢L版加精:,加贡献值, 不过现在贡献值和威望都看不到了

yuayuayu

恩。。学习了。。

hya1951

怎么没人回帖,连拍砖的也没有,大家不感兴趣?
自己顶
箱子的速度可以大幅度地影响听感,这点是没有疑问的.关键问题是速度是否越快越好.
说HIFI的最高境界是重现现场,这实际上只是个奢望,因为我们所用的音源(软件)都都不是直接的现场录音,而是通过调音师再创作的,HIFI的最高境界只能是重现调音师所演绎的声场
关于箱子的速度问题的讨论,以前有大侠(记得好象是老老兔子兄)认为调音师所用的器材未必是闭箱,因此还是倒相箱更能重现调音师所演绎的声场.
关于这个问题我是这样认为的:
1.调音师用的是监听箱,其解析力和速度比一般的民用HIFI箱高很多.
2.大口径的低音喇叭的速度要比中小口径的中高音喇叭慢得多,这会对重现复杂的声波带来很严重的问题,音乐的波形实际上并不是正弦波,而是基波和高次谐波的组合,在3分频系统中,一个基波70Hz的大鼓声(假设的),基波和2次谐波在速度很慢的大口径的低音喇叭发出,而3次以上谐波在速度高得多的小口径的中音喇叭发出,其合成波形会畸变到什么程度是可以想象的,所以说要高保真重现鼓声还真不是容易的事,唯一的方法是尽可能提高低音喇叭的速度,让它向中音喇叭靠拢(全频喇叭就没有这个问题,这也就是全频喇叭虽然高低两头都比不上分频的,仍然受到很多人欢迎的一个主要原因吧)
本人的结论:对于低音箱而言,速度是越快越好,中音则未必

wjj005_2005

负阻驱动闭箱如何设计？EQ曲线形状？

hya1951

负阻驱动闭箱如何设计？EQ曲线形状？
wjj005_2005 发表于 2010-8-12 09:13

负阻驱动闭箱如何设计,难以一言而尽,具体而言
1.查找"声学楼"管善群教授的文献
2.1993年<无线电与电视>介绍的牙马哈YST技术,不过是适用于倒相箱的,闭箱可简化

EQ曲线形状非常简单,一阶低音提升,即从某个频率以下每个倍频程提升6db.实际电路一个运放一个电容3个电阻即可实现