从BL(N/A),MMS,灵敏度,阻抗等参数分析喇叭的瞬态特性

hya1951

喇叭的瞬态特性对于实际听感的影响,个人认为比SPL的平直度更重要.
与喇叭的瞬态特性密切相关的是声音的速度感,解析力,细节,密度,甚至是声音的鲜活感这些极端重要的声音特性.
瞬态特性不好的系统听起来拖沓,缺少细节,是臃肿的,木呐的,沉闷的,死气沉沉的,虽然SPL曲线仍然可能很漂亮.
最近在HIFI168以及家电论坛都有人发帖子,说声音最好的喇叭箱是用4-4.5寸的喇叭作中低音,虽然低音不足,但是中频部分的活生感是大口径的喇叭无法达到的,并例举了很多经典铭器,虽然有不同意见,如167等反对,但大部分喜欢听人声的烧友还是很赞同的.
本人自从进了5寸的H1455,与8545的声音现场对比后也基本同意这个观点.
那么是否有一种从喇叭基本参数出发,从理论上大致分析判断喇叭瞬态特性的方法?让我们共同探讨.
瞬态特性是什么?是指喇叭跟踪,响应突发信号的能力,也就是突发信号到来时,喇叭纸盆的加速度能力.
根据牛顿定理F=ma,a=F/m,显然驱动力F越大,质量m越小,加速度a越大,喇叭的瞬态特性就越好.
显然质量m就是喇叭的MMS参数.
而驱动力F由什么参数来表达呢?BL参数(在SEAS喇叭参数表中为 N/A参数,与BL实际是完全一样的)能否代表F呢?
很多烧友提出将BL/MMS作为判别喇叭的瞬态特性的指标,对此,本人不能苟同.
一个很简单的理由是,如果一个喇叭的其他条件都不变,仅提高其磁场强度,即提高磁通密度B值,瞬态特性就会变好?答案显然是否定的.为什么?答案其实很简单,驱动力F不仅取决于BL值,还与流过音圈的电流I有关,正确的公式是F=BLI,BL值高,MMS小的喇叭灵敏度高,发出同样响度的声音,流过音圈的电流I变小了,BL提高2倍,I减小2倍,F=BLI值是不变的.
正确的比较方法是确定一个特定条件下(如响度为86db/米)的BLI/MMS值,具体与喇叭的BL(N/A)值,MMS值,额定阻抗,灵敏度等有关,具体方法是根据喇叭的灵敏度参数,换算出响度为86db时,加在喇叭上的电压,然后根据欧姆定律算出电流I,结合参数表上的BL以及MMS值,算出最终的喇叭纸盆加速度参数BLI/MMS值,单位应该是1000米/秒平方
以下是部分可能适用做中音的SEAS及SCAN-SPEAK喇叭的参数及计算结果(86db).
1.SEAS H1216(H1455)  5.5寸 阻抗:8欧  灵敏度87.5db  MMS=7.7(7.6)g   N/A=5.5    BLI/MMS=0.2126(0.2154)
2. SEAS H1262  阻抗: 8欧 5.5寸 灵敏度89.5db  MMS=7.1g   N/A=6.8    BLI/MMS=0.254
3. SEAS E0043  阻抗: 6欧  5.5寸灵敏度88.5db  MMS=6.75g   N/A=5.3    BLI/MMS=0.2776
4. SEAS H1304  阻抗: 8欧  5.5寸 灵敏度86db  MMS=4.58g   N/A=4.2    BLI/MMS=0.3243
5. SEAS H1152  阻抗: 8欧  4.5寸 灵敏度86db  MMS=6.1g   N/A=6.35    BLI/MMS=0.3681
6. SCAN-SPEAK 4631  阻抗:4欧  4.5寸 灵敏度89db  MMS=6.5g   BL=5.3    BLI/MMS=0.4075
7. SCAN-SPEAK 4731  阻抗:4欧  4.5寸 灵敏度90db  MMS=5.4g   BL=5.14    BLI/MMS=0.4249
8. SCAN-SPEAK 8731  阻抗:8欧  4.5寸 灵敏度87.2db  MMS=4.7g   BL=6.1    BLI/MMS=0.399
9. SCAN-SPEAK 10F4424 阻抗:4欧  3.5寸 灵敏度89.76db  MMS=2.78g   BL=3.92  BLI/MMS=0.647 10.SCAN-SPEAK 10F8424 阻抗:8欧  3.5寸 灵敏度86.6db  MMS=2.77g   BL=4.8  BLI/MMS=0.572
以上方法是本人根据自己理解所创造的一种可以用数据相对比较喇叭瞬态特性的方法,欢迎大家参加讨论,欢迎拍砖!

hya1951

以上参数说明以下2个结论:
1.纯中音比同样磁铁与相近纸盆的中低音瞬态特性好一些,如H1262要比H1216与H1455瞬态特性好一些,这是由于音圈结构所致.
2.小口径单元瞬态特性明显占优,4.5寸好于5.5寸的,3.5寸又大大优于4.5寸的,不过有一利必有一弊,喇叭的低频能力正好相反.
应该强调指出,
1.本帖仅从一个方面论述喇叭的瞬态特性,前提是音圈驱动纸盆做理想活塞运动,实际情况可能并非完全如此,如果为了片面追求MMS小而使纸盆刚性下降,则纸盆的分割振动可能严重影响喇叭的失真特性,是得不偿失的
2.喇叭的音圈电感的影响没有考虑进去,SEAS的黄金系列的磁极上套了短路铜环,大大降低了音圈电感,不但降低了失真而且对提高瞬态特性是有帮助的.

hya1951

以上喇叭中我认为有2个喇叭值得引起注意:
1.SEAS H1152  虽然是中低音单元,但 BLI/MMS=0.368,超过了同尺寸的H1304,F0较低,冲程也达到正负3mm,声音鲜活清甜,很想用其作为3分频的中音,如果一个不够用2个做哑铃式的,据说德国做喇叭花的那个公司用哑铃结构的H1152加一个带波导的高音的书架箱,居然卖到4W多.
2.SCAN-SPEAK 的10F系列,据说是为了那些对解析力有极高要求的烧友设计的,在用本帖分析方法得出的数据也比其他所有的单元高出一大截.有鹤立鸡群的感觉,不过据说其中低频端的特性较差.

hya1951

补一个SCAN-SPEAK 8545的数据:
SCAN-SPEAK 8545 阻抗:8欧  7寸 灵敏度88db  MMS=20g   BL=8  BLI/MMS=0.1124
只有上述喇叭中最差的H1216  BLI/MMS=0.2126 的一半,瞬态特性是可想而知的
还有H1304的声音,很多人认为很飘逸, 其BLI/MMS=0.324,也是较高的.
这些结果与实际听感都是吻合的

lakerblue

有想法，支持一下，实际出来的瞬态响应是否和分频器的阻尼特性有关？另外还有功放的阻尼系数。。。好像蛮复杂呢

okra

加速度决定的好像是带宽的上限哦？
上限越高，瞬态越好？

什么是瞬态？

hya1951

有想法，支持一下，实际出来的瞬态响应是否和分频器的阻尼特性有关？另外还有功放的阻尼系数。。。好像蛮复杂呢
lakerblue 发表于 2010-10-25 16:50

谢谢lakerblue的支持!
瞬态响应是否和分频器的阻尼特性当然有关,分频器中串联的电感等效于喇叭的音圈电感,是不容忽略的,即使功放的内阻为零,喇叭的电阻尼的阻抗等于喇叭音圈的直流电阻+喇叭音圈电感+加分频器中串联的电感的矢量(向量)和,前2项是喇叭固有的,而分频器中串联的电感这一项,如果用电子分频,是可以消除的,可以发挥喇叭最佳的瞬态特性(并未考虑负阻驱动等其他因素),个人认为,这是电子分频的最主要的优点.

hya1951

如果是这样的话，低音还是小口径长冲程的好。
xuefe 发表于 2010-10-25 19:51

不是这样的,小口径长冲程有2种方式,普通的长音圈短磁隙方式中,冲程越长,音圈高度越高,留在短磁隙中的有效BL值就越小,1楼中的H1216与H1262的磁路是相同的,但H1216是长冲程,BL值比H1262小很多,加速度值不如高效音圈的纯中音H1262.
还有一种是短音圈宽磁隙,如SCAN-SPEAK的新品中音4731与8731,效果当然好,不过代价是磁路价格昂贵

hya1951

为什么国外很多扬声器都使用铝线圈？是为了加大内阻还是为了减少重量？
唐宋园 发表于 2010-10-25 20:58

为了减少重量 铝的重量是铜的1/3不到,而导电率是铜的一半以上,所以同样的导电率,铝音圈较轻

hya1951

你的观点我赞同，这在小孔径全频的真实还原中能感觉出来。但像惠威D系列那种大音圈喇叭，音圈的重量那么大，与瞬态响应时背道而驰，是否又违背了HI-FI的初衷呢？
唐宋园 发表于 2010-10-25 21:22

D系列是纯低音,不在讨论范围

hya1951

加速度决定的好像是带宽的上限哦？
上限越高，瞬态越好？

什么是瞬态？
okra 发表于 2010-10-25 17:14

什么是瞬态？回答不好,一言难尽
不过我记得不知是您OK版还是W版说过,H1304的声音比E0043更好听,很飘逸,我的计算结果是符合的哟

Julien

什么是瞬态？回答不好,一言难尽
不过我记得不知是您OK版还是W版说过,H1304的声音比E0043更好听,很飘逸,我的计算结果是符合的哟
hya1951 发表于 2010-10-25 21:31

老兄已经有点选择性记忆了，还记忆错误了。不要为了片面的数据结论去凑主观感受

1262我手头没有，所以也无法对比。

裸听对比过J版的H1304，感觉E0043声音更干净些，失真更小些。但是事实求是地讲，SEAS的低价位单元的性价比是在是好的一塌糊涂~

H1304听起小提琴来很灵动，很飘逸，虽然不如E ...
wzy728 发表于 2009-8-5 22:20

hya1951

老兄已经有点选择性记忆了，还记忆错误了。不要为了片面的数据结论去凑主观感受


Julien 发表于 2010-10-25 21:46

无可争议E0043是综合性能最优秀的中音单元.
前面已经说过,瞬态特性只是中音单元中的一个参数,而各个参数之间又是相互牵制的必须有所妥协.
如口径小虽有利于瞬态,但大大不利于重放中低频.
为了MMS小而过分削弱纸盆,会加剧分割振动,同样不利于细节重放.
E0043可能是综合平衡后的最佳选择,此外特殊涂层的作用也不可小视

Julien

无可争议E0043是综合性能最优秀的中音单元.
前面已经说过,瞬态特性只是中音单元中的一个参数,而各个参数之间又是相互牵制的必须有所妥协.
如口径小虽有利于瞬态,但大大不利于重放中低频.
为了MMS小而过分削弱纸 ...
hya1951 发表于 2010-10-25 22:02

我不觉得，我还是认为，关键是怎么去做，要发挥长处和避免短处，或者利用好短处。其实用得好，绅士宝的15M也可以不错，比起魔雷的那个所谓碳纤维，我更喜欢15M。

微笑1058

学习了，版主加个精吧。

okra

什么是瞬态？回答不好,一言难尽
不过我记得不知是您OK版还是W版说过,H1304的声音比E0043更好听,很飘逸,我的计算结果是符合的哟
hya1951 发表于 2010-10-25 21:31

你上次不是说过了，一个前沿，一个后沿。
在这两种情况中，这个加速度决定的带宽上限是跟前沿有关吧。但是，如果两个扬声器一个加速度大，一个加速度小一点，但它们用在分频系统中时，都工作在较低的频率下，比如主帖提到的几个5.5寸单元在1000Hz以下时，这个加速度会构成限制吗？换个说法，在分频系统中，低音单元的这个加速度不够时，高音单元帮不上忙？分频系统中的高音单元的作用不就是干这个的嘛－－提高系统带宽上限，靠的不就是高音单元高得多的加速度。



而前沿后沿二者中，哪个又更重要呢？

hya1951

加速度决定的好像是带宽的上限哦？
上限越高，瞬态越好？

什么是瞬态？
okra 发表于 2010-10-25 17:14

什么是瞬态？瞬态是相对于稳态来说的,喇叭的稳态输出相当于一个小孩在等幅度荡秋千,父亲在边上一下一下推,如果秋千从静止开始运动,幅度是逐渐加大的,着就是喇叭的前沿过程,如果父亲不推了,秋千的幅度也不会一下子停止,这就是喇叭的后沿过程,前沿与后沿过程越短,瞬态特性就越好.
显然,从静止开始的推力越大(相当于F=BLI大),孩子与秋千越轻(相当于MMS小),以及秋千的阻尼越大,前沿与后沿过程就会越短,瞬态特性就越好

okra

什么是瞬态？瞬态是相对于稳态来说的,喇叭的稳态输出相当于一个小孩在等幅度荡秋千,父亲在边上一下一下推,如果秋千从静止开始运动,幅度是逐渐加大的,着就是喇叭的前沿过程,如果父亲不推了,秋千的幅度也不会一下子停 ...
hya1951 发表于 2010-10-25 22:58

老兄记起来你写过的这段文字了。
那力阻Rms要不要考虑？是不是更重要呢？

hya1951

你上次不是说过了，一个前沿，一个后沿。
在这两种情况中，这个加速度决定的带宽上限是跟前沿有关吧。但是，如果两个扬声器一个加速度大，一个加速度小一点，但它们用在分频系统中时，都工作在较低的频率下，比 ...
okra 发表于 2010-10-25 22:55

是的这个加速度决定的带宽上限主要跟前沿有关,但是MMS小意味着惯性能量小,在阻尼相同的情况下,后沿也会较好