LS3/5A扬声器的效率、阻抗与动态

宜昌老狼

●梁中锷●                                                            2003-06-16
经由十余年来多次的接触，我发现消费者在选购扬声器时，常会询问：它的效率是多少？阻抗是多少？但却鲜有人问：它的最高音压是多少？音响史上确实有几款著名喇叭以低效率闻名，例如Rogers的LS-3/5a及AR-3a。
二十年前，当我还是杂志社小编辑时，曾亲眼所见，国内音响名师林宜胜先生，谈到3/5a时，脸上竟泛起一阵神光说：它的效率其低！但当日在板桥陈正修先生(音响闻人，早已移民旧金山)家里，有三对小喇叭的试听比较，3/5a上阵还不到五分钟，就被另外一位音响闻人高真民先生一阵xxx给开骂、炮轰了下来！
更早之前，那时只有LP没有CD，我到上扬唱片公司买唱片。在挑选唱片时，觉得背景音乐怪怪的，男高音Domingo怎么感冒了？鼻音这么重！问清楚后，才知一切都是「闷葫芦」3/5a搞的鬼─当时Rogers喇叭是由上扬公司进口销售。
我对3/5a的恶感就是这样而来，没想到全球闻名的BBC-3/5a，竟然是个「闷」葫芦。等到试作DaLine后，才知BBC 并未将KEF单体性能发挥极致，LS-3/5a的好处只是体型小、售价低，难怪有人会卖了3/5a换用我的DaLine传输线喇叭。道理很简单，依3/5a低音单体B-110之规格计算，根本不能装在那么小的音箱里！这点有必要说明，其实英国BBC并非不会设计喇叭，而是为了携带方便，不得不将喇叭音箱设计得很小，这是没办法的妥协。当初BBC是想设计出比例为十分之一的喇叭，这样测试的方法比较简单，也比较便宜，于是就诞生了LS-3/5a。
低效率喇叭确实曾风光过，但CD开始逐渐流行后，就有人对低效率喇叭抱着怀疑态度，名乐评家、莹升公司负责人曹永坤先生，就曾经说过CD的高动态会自然淘汰低效率喇叭。

晶体管机的瓦＝真空管机的瓦

经过20年，CD系统已渐趋成熟，但低效率喇叭依然存在于市场，而且低效率＝高音质的观念好像并未动摇；直到最近这几年才有了些许改变。
真空管又回头了，老厂新厂纷纷出笼，但管机后级的输出功率普遍比晶体机低。有音质至上，非WE300B不用，而且还只要单端不要推挽。300B做单端只有7至8W左右的输出，7W能推什么喇叭？当然，也有人用不到10W的管机后级推ATC喇叭─那是有声音，却无法呈现ATC应有的动态。 古早时代的Altec、JBL、EV…等大型落地式喇叭都是高效率，因为它们的亲蜜伙伴就是管机。所以当管机推Altec A7「剧院之声」时，气势就大大的不同，有谁能说管机后级没啥动态？
Watt就是Watt、瓦就是瓦，所以管机的7W差不多完全等于晶体机的7W─差异性是管机有输出变压器，输出功率较不易随负载阻抗变化而改变。因此若有人说管机的7W比晶体机的7W够力，那是无稽之谈，因为事实的真相是：晶体管机的7W，大多时候会比真空管机的7W够力，绝不骗你。有两个特例，一是 OTL无输出变压器管机后级，另一就是著名的LS-3/5a小喇叭。
喇叭的效率是用dB值表示，但与阻抗有关联。故效率完全相同，但阻抗不同的两对喇叭，其需求电压也不相同。因为8Ω喇叭的1W是输入2.83V电压，而4Ω喇叭的1W是2V输入电压。因此效率相同、阻抗不同的两对喇叭，接上同一台晶体后级也必定会有不同的声音表现。
扩大机输出功率 ︳ 8Ω负载 ︳ 4Ω负载
───────────────────────
1W ----------------------2.83V----------2V
2W ----------------------4V--------------2.83V
3W ----------------------4.9V----------- 3.47V
4W-----------------------5.66V---------  4V
10W--------------------- 8.95V---------  6.33V
4Ω喇叭的需求电压虽然比8Ω低，但需求电流却比较高，以4W输出为例，8Ω喇叭是0.7A，而4Ω喇叭则吃1A电流，因此大家都说低阻抗喇叭比较难推。
dB是分贝，它的计算式会因功率或电压、电流之倍数会有所不同，喇叭的效率是以功率计算。我们现在以阻抗变化甚大的某喇叭为例，说明大多数情况下，7W的晶体机的比7W的真空管机来得有力─重点就是低抗时的电流。
喇叭阻抗  │晶体管机功率  │ 真空管机功率
8Ω--------------------7W----------------7W
4Ω--------------------14W---------------7W
2Ω--------------------28W---------------7W

只要驱动电流够，晶体机的输出功率会随着喇叭阻抗的降低而提升，故不只是7W而已。但管机有输出变压器交连，功率不随喇叭阻抗变动。所以此时是不是晶体机的7W比真空管的7W够力？这就是最简单的奥姆定律。
3/5a既是低效率又兼高阻抗
具恒阻特性的喇叭并不多，因此当喇叭阻抗猛往下降时，管机就可能使不上力，所以管机后级推Dynaudio喇叭比较不容易发出好声，因此时喇叭欲吃电流，但真空管却是电压组件，无法提供电流；可是换成LS-3/5a就不一样了。
3/5a阻抗 ｜  晶体机功率  ｜  管机功率
───────────────────────
15Ω-------------- 3.7W--------------7W
11Ω-------------- 5W----------------7W
8Ω--------------- 7W----------------7W
7W的晶体机接上第一代3/5a就只剩大约3.7W，接第二代3/5a也不过是5W；可是管机就一直维持7W输出。故遇到3/5a这对高阻抗喇叭时，管机的7W就比晶体机的7W来得够力。因此就晶体机言，高阻抗喇叭较不好推。但为何3/5a的阻抗会高至11~15Ω？它采用的KEF T-27A高音单体及B-110A低音单体都是8Ω。这就是诡谲之处，依KEF单体规格设计分音器及音箱，不必讶异，你会发现LS-3/5a根本是错误的设计！
若是高阻抗再加上低效率，那这对喇叭铁定难伺候，偏偏3/5a就有这种特性。因此有人用大power推它，但3/5a又吃不下大power，功率太高就容易将它的低音推到触底─它的KEF低音单体没啥动态。现在我们来看看喇叭效率与扩大机功率的关系，比对的喇叭是LS-3/5a及Klipsch的Klipschorn，从下表就可看出低效率喇叭较难伺候。
Klipschorn大喇叭           │    LS-3/5a小喇叭
──────────────────────────
104dB /1W------------------------81dB /1W
107dB /2W------------------------84dB /2W
110dB /4W------------------------87dB /4W
113dB /8W------------------------90dB /8W
116dB /16W-----------------------93dB /16W
119dB /32W-----------------------96dB /32W
122dB /64W-----------------------99dB /64W--？
125dB /128W--？-----------------102dB /128W--？
第一行104dB与81dB是两款喇叭的标称效率，3/5a的99dB打个？号，代表3/5a根本无法承受64W连续输入，因低音会触底，50W连续输入就已是最大值。而Klipschorn喇叭在1W输入时，就得到104dB的音压，这是LS-3/5a打破头也无法做到的事。至于125W加个问号，那是原厂公布Klipschorn最高连续承受功100W，故当128W连续输入时，Klipschorn也会不了。由于Klipschorn的效率高达104dB，若扩大机的讯号杂音比(S/N)不够高，那不用转音量旋钮，喇叭就会发出恼人的嘶声和哼声。对于扩大机的残留杂音及哼声，高效率喇叭倒是具有明察秋毫的效用。
3/5a的效率到底是多少？本文假设它是81dB，记忆中好像也是。但1995年10月号Audio年鉴上，KEF 3/5a的效率注明是85dB，阻抗则仍维持11Ω。最令我大吃一惊的是：这对小喇叭竟然飙涨到US$1450一对！老天，KEF 3/5a有这种身价吗？如果它有1450美金的音质，那我也毫不脸红，传输线设计的DaLine一对卖2400美金！可惜卖到现在，DaLine喇叭已全数售罄。81dB/W/m绝对是低效率，美国Apogee以生产平面式喇叭闻名，它的Duetta.2只有78dB/W/m，由于效率过低，被评为「反应迟钝」，非得用每声道250W的大power推不可。注：英国KEF及Celestion这两家喇叭公司早就出售股权，目前的老板是香港商，因此改变营运方针；KEF高音单体T-27及低音单体B-110皆已停产。
不论有什么改进，3/5a的最高音压却仍不及Klipschorn的基本标称效率。再计算「标称效率」至「最高音压」的范围，3/5a大约是18dB，而Klipschorn大约是21dB。

宜昌老狼

这里透露着两点，一是以300B单端每声道7W管机推Klipschorn喇叭，它的表现绝对会比40W×2的晶体后级推3/5a喇叭来得轻松自在、有魄力。第二点则有赖大家共同研究，是不是高效率也同时代表高动态？
若果真如此，曹永坤先生就有先见之明。准此原则，吾人当选用高效率喇叭，这样后级输出功率不必动辄数百瓦。当然，上百dB的高效率喇叭通常体型庞大，若是紧贴墙摆，又完全听不出音场、深度。但以一般家庭聆听音乐或观赏AV用，效率似乎也应在90dB以上。然而，低效率喇叭就代表低动态？很不幸，3/5a及本人的DaLine却是明证。当然ATC可能会不同意，ATC的SCM20为8Ω/83dB─效率比DaLine略高，但它的连续承受功率竟然是200Wrms，因此计算其最高音压竟然高达106dB，绝非LS-3/5a或DaLine之辈能比。
晶体机驱动高阻抗喇叭会降低功率，但也有例外，McIntosh虽是晶体机，却因为有输出变压器，故其输出功率不会随负载阻抗变动而变动。好在音响圈中特例不多，没有输出变压器的真空管机不多见，有输出output的晶体机也唯有McIntosh。而标称阻抗高过 8Ω的喇叭，这些年来也很少见。故现代管机的输出变压器，理应只须要有4Ω及8Ω两个绕组输出。
应选用高效率、高动态喇叭
接驳低效率低动态喇叭时，后级的输出功率不能太低，以免推不动；但输出功率又不能太高，以免喇叭受不了，故常两难。「低效率低动态」六个字若不能理解，改成「低效率低最高音压」八个字就比较明显。
世上喇叭何其多，但在规格表上明确注明最高音压者，却不及百分之一。若有最高承受功率─是连续不是瞬间，就可从效率计算过来。例如效率86dB的某款喇叭，其连续承受功率160W，我们就可轻易计算出它的最高音压是:108dB。利用工程型电算机按几个键，160 log×10＝22，86＋22＝108(dB)；而22dB大致上就是此喇叭的动态。
动态范围dynamic range之值以dB表示，数值愈高愈好。音响器材性能表中有动态范围者，大概只有CD唱盘及影碟机；扬声器厂商几乎都不会注明此规格，以避免自曝其短。动态范围可说是由最低到最高的变化、由最小到最大的变化，也由最弱到最强、由最暗到最亮的变化。音响器材动态愈大，就愈能表现由最弱音到最强音的变化。CD唱盘的动态甚少低于90dB，但扬声器却甚少高25dB。
这种直接比较合理吗？当然不正确，因CD唱盘的动态范围是电压倍数的变化，而喇叭的动态范围是功率的计算。我们常说前级的十倍放大具有20dB的增益，但10W功率却换算成10dBW，而不是20dBW，请看底下的说明。
都是dB值，功率的计算是：数值log×10，电压、电流计算是：倍数log×20，因此100倍的电压放大就是40dB。若某前级具14dB增益，它的放大倍数是多少？利用工程型电算机按几个键：14(dB)÷20÷inv log＝5(倍)。若是某效率86dB喇叭的最高输出音压是105dB，换算成最高承受功率就是105-86)÷10÷inv log=79.5W。而105-86=19(dB)，就「大约」是它的动态。
分清楚电压增益的dB与喇叭功率的dB，你就会明白为何Hi-End厂都反对将后级扩大机的输出功率标示成dBW。因50W是16.9dBW，而500W虽是超大power，但也仅是26.9dBW。看起来似乎50W与500W之输出功率差不多，故厂商可能以「消费者不容易懂」做理由，一直反对标示dBW。
若喇叭的最高音压－效率即是它的动态范围，那一般家用喇叭的动态有多少？不论是Avalon Asent、Thiel CS5i、B&W 801，都绝不超过25dB！往专业领域找，Rey Audio的RM-8V效率是100dB，最高音压是130dB，有30dB动态，30dB正好是1000W，亦即RM-8V可承受1000W。Rey Audio还有音压更高的RM-1800，其型号有两个意义，一是采用两只18吋低音单体，一是喇叭高度为1800mm。有一年「恰客与飞鸟」在大阪开演唱会，就用了4对RM-1800。再思考一个问题：若两对喇叭的阻抗与效率皆相同，用同一台扩大机驱动，是否会得到相同的音压？─数字通常是不会骗人的。
不会一样，经多年实际操作经验显示，差异性极大。在无响室内所测出的效率，不一定能含盖低、中、高频，因此同样都是95dB/8Ω的两对喇叭，其最低驱动功率（扩大机输出功率），可能一是20W，一是50W。
但高效率喇叭也确实有其优点，以102dB来说，那是指1W输入；若是0.5W输入，它也有99dB！就算是0.25W输入，也高达97dB。以一般家听音乐，很难有机会发出97dB的音压，故7W输出绝对够用啦。
通常高效率喇叭的体型都比较大，其共同特点则是低频不足，或是说：它们无法发出真正的低音。想测试它很简单，用电影配乐CD一试便知。主要原因是单体的Fs不够低，当年它们须要的是高效率、干净有punch的中低频，又没有电子合成器，故极低频可以牺牲。若是早期的大型高效率喇叭，低频不凝聚不说，喇叭贴着背墙、侧墙摆，左右相距又仅一米，应该有的音场及深度，都会被遮蔽掉；基本上常是糊成一团，毫无透明感。   
Altec A-5剧院之声是大喇叭，效率高过102dB。你一定认为搭配7W输出的300B，一定没问题。我有位朋友，用A-5已好几年，但最近他忽然发现：用200W晶体后级推才能发挥A-5潜能！你一定不相信，以200W后级推效率103dB的喇叭？不是很容易推爆？事实上它是推翻一堆音响Pro。
聆听环境的背景噪音要低
理想扬声器是高效率、高音压，因为这样才可以将音乐最低音到最高音的变化完全表现出来。不过要谈动态范围，那可千万不能遗漏环境噪音这个重要因素。
听音环境愈安静愈佳，但除非是专业录音室，一般经过略为装修的音响室，其背景噪音也都在35dB以上─这是指夜深人静时的量测，大白天的情形更糟。而背景噪音之高低也与动态范围有直接关联，噪音愈大，就愈需要喇叭发出高音压以呈现乐曲的最弱音符。故聆听环境的背景噪音及器材的残留噪音绝对是愈低愈佳，就算是欣赏5.1声道的AV，要求也是一样。
由于背景噪音高，因此「声音」要更大，才能听到音乐的全部细节。但就算器材表现没问题，高音压也会带来困扰，一是邻居会向你抗议，二是对耳朵有可能造成伤害。在热门迪士可舞厅，为了营造气氛，也为了压抑消费者说话的声浪，它们的PA音响常开足马力，音压都超过120dB，长时间处于那种环境下，极有可能会对人耳造成伤害。
居家不同舞厅，而家用音响因管机又回头流行，不仅名管WE-300B重新生产，JBL、Altec老喇叭也逐渐重回市场。不过这些号角喇叭虽效率颇高，但体型也都甚为硕大，一般家庭并不适合摆放。此外还有一个疑虑：这些喇叭的音质与其效率成正比吗？好像不是吧。   
由低到高的效率要均匀
大多数音响迷都知道扬声器的效率测试：首先要在无响室，拾音麦克风距喇叭「轴心」一公尺；再由一台标准扩大机送出2.83V的sweep讯号。或许你不同意，以前也有国外知名厂商反对在无响室测试，聆听空间怎么可能是无响室？但这是共同的标准，就像升学考试一般。
假设某三音路喇叭，其轴心位置正好是中音单体，实测值为87dB。此时将麦克风上移对准高音单体，以及下降对准低音单体test；若两次实测都是87dB或非常接近87dB，那就是效率均匀。但很不幸，难免有误差，甚至于差很多。
我经常批评英国B&W 801是烂喇叭，为何？就是效率不均匀，低音单体的效率至少比中、高音低2dB！不论用什么高档扩大机推801，你应该很轻易的听出801低频不足；但加大马力将低音推出来之后，你又会发现中、高太多了，有点吵。解决此问题也不困难，要用两台后级。
但喇叭制造商应该把自己的东西搞好，因此在技术层次上，B&W差Dynaudio很多。我以前还在《高传真视听》上班时，杂志社就买过一对801，后来三万五卖掉。又买一对Infinity K9，体型很大，但声音表现不灵，后来也是三万五卖掉。在《音乐与音响》上班时，也曾买过Tannoy D215，每只喇叭有两只15吋单体(一只低音、一只同轴)，重85公斤！但此名牌喇叭中看不中吃，用晶体机、管机都推过，想卖二手都被砍价钱。
或许你想问：B&W 801是铭器，世界各国都说好，很多Pro在用，怎么会效率不均匀？答案很简单，801的用家大多盲从、不懂，受杂志广告评论的欺骗。真正懂的，不是用双扩大机，就是早早卖到中古市场去。
小功率匹配高效率
为了避免浪费能源，及得到正确的搭配，我个人有两点伟大的建议，但需要全球音响界认同：一、效率低于90dB的喇叭，不准制造、销售、进/出口，而且阻抗应尽量恒定于8Ω；二、高过90W输出─8Ω/ch─的后级/综合扩大机，不论晶体管、真空管，也是不准制造、销售、进出口（当然，专业器材不受以上的限制）。
果真如此，则Dynaudio、VIFA、ETON…等著名喇叭厂，就会开发出不是号角型，而且体型又不很大的高效率喇叭。又因扩大机输出功率降低，电源变压器、滤波电容…都可减小，故材料成本、重量、体型及售价都可降低，这绝对是消费者、爱乐者之福。您说对吗？      
─全文完

okra

鼻音重与箱体小有关系吗？？

okra

高效率喇叭早就流行过了，为什么后来低效率低的却又多起来？想了想，应该有两个原因。
一个原因是：效率，低频，体积是在做音箱时需要权衡取舍的不同目标。效率高了，低频必然下不去，因为只能用更轻的盆。
另一个原因是，高效率的喇叭，失真也高……

应该还有别的原因吧，请楼下补充

宜昌老狼

这是前面说的梁中锷的文章，我是转贴，只是想大家也发表下自已的观点，其实我比较同意OK版主的见解，音响是个性化的，不管是谁发表的意见和建议仅供参考，请根据自己的喜好选购合适的音响产品。

okra

你说的对。我也没有砸你的意思。只是想就这篇文章探讨一下。

宜昌老狼

OK版主太客气，说的不对可以小小“批”下的，学习中......上面的文章中还有很多值得学习的知识，只不过我认为写文章就是在做学问，只要认真去做，实事求是就好了

宜昌老狼

我个人认为，初烧不必跟风，先要确定自已的听音取向，大概圈定某几款音箱，再就是有机会去听，当然一定要注意下人家用的功放，音源什么的，只要一但你选定了哪一款音箱，接下来就不要太花心了，先去配功放等一些相关要素，先把这个音箱搞定。
      当你听多了，试多了，接下来就是要DIY了,我不知道别的朋友是不是这样，我大概是这样的，没有上面的学习过程，就算DIY出来了你也不知道到底如何，所以说活着就要学习,音乐其实就是生活的一缕阳光，希望大家都能不能一味为了DIY而DIY，要从中吸取经验，要在积累了一定知识的基础上来玩，这样才会更有意义。

skr907

回O版的第一个提问....
箱体小了有鼻音,,,是有这种现象,但是不是准确的叫鼻音另外说.....
箱小了声音会干硬、低频时乱失真极大、人声有种人被塞进纸箱里的感觉、这应该是原文说的鼻音的意思吧。。。。。。

skr907

喔，对了。。。。
出现这种现象是在音箱体积小到一定程度才会出现。。。。
比如本来50升的，现用30升箱体是绝不会出现的。。。
但如果原用20升，现在装在13升箱体上就绝对会出现。。。。。
原10升，装在7升上更是明显。。。。
箱做多了，见多就不怪了。。。。

okra

鼻音是中高频有缺陷还是低频有缺陷？

skr907

男人的鼻音和女人的鼻音都不一样.....
同样是男人的鼻音....不同人频率也不一样.............
男人鼻音在几百HZ这样吧...泛音就更宽...
女人我不清楚,没注意观察

okra

鼻音是一个音？还是音没了？

skr907

鼻音就是人感冒时鼻腔气不顺发出的共鸣......
类似这种声音就算不是鼻子发出的....
大家为了好描述就称为鼻音,实际上不是鼻音,是用以形容面已.....

skr907

箱体容积过小,喇叭低频输出时高压缩的气流得不到有效缓冲和排泄就出现大失真的一种箱音......
生硬而压抑....(伴有强烈的箱体振动)

okra

搜索了一下鼻音和频率
百度百科这么说：
鼻音
口腔气流通路阻塞，软腭下垂，鼻腔通气发出的声音。
鼻音按发音方法分类的一类辅音。发音时，口腔中的气流通路被阻塞，软颚下垂，气流通过鼻腔。一般的鼻音也可以视为塞音的一种，因为发音的时候，气流通路被阻碍。有些发音方法会与鼻音混淆，例如半元音。

中古汉语的明、泥、日、疑等声母，普通话的m、n都是鼻音。 唇齿鼻音[ɱ]通常见于同位异音，几乎没有作为独立音素出现。

以信号处理的观点来看，口腔和鼻腔的结合会在频谱上产生零点，也因此传统的全极点模型并不能适当地描述鼻音的口腔模型。从声谱图上观之，鼻音的第一共振峰所处的频率会移至较低频的位置（约在250Hz），而零点的产生会造成鼻音在第一共振峰频率以上的能量，有大幅衰减的现象发生，此能量衰减的现象若与鼻音相邻的元音相互对照，会更形明显，因此这种能量衰减的现象是辨别鼻音的方法之一。  


录音师这么说：
鼻音严重，其音色的调节

有些人由于鼻腔生理结构的原因，或者由于感冒等原因所致，会产生严重的鼻音现象，就是电视台某些节目主持人的音色，也会时常出现鼻音严重的现象，针对这一情况，在60~260Hz频段进行大幅度衰减，而在1~2KHz频段进行大幅度提升，这样就可以增加语音的清晰度、明亮度和通透度，从而消除鼻音严重的缺点。


综合来看，鼻音有两个特征，一个是２５０hz左右的低频增加，第二是１－２Ｋ的衰减。考虑ls3/5a小箱体高Ｑ值的设计，两百赫兹左右的确实会被增强，从而导致鼻音的感觉。

tkj3

<160 log×10＝22，86＋22＝108(dB)；而22dB大致上就是此喇叭的动态。>???
好可笑!

tkj3

方型箱子一般都有鼻音.

okra

原帖由 tkj3 于 2007-9-14 11:26 发表
???
好可笑!

作者的功放最低只能输出２.8３v的电压，再低就保护了

tkj3

低频能平直做到多少和箱体大小有关的,那么小的闭箱只能做到82/3DB.