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选择监听的艺术 选择合适自己的音箱

日期:2006-9-14 | 作者: | 点击:次 | 出自:网络

        个简单的问题,当你选择音频系统的时候,哪个环节最影响音质——答案是音箱,为什么?因为当大

多数声卡都进入0.005%失真度的阶段时,音箱的失真度竟然还徘徊在0.1%左右。自音箱出现100年来,这

项指标始终没有突破性进展。因此。想要提高整个系统的音质,投入银子最能起效果的环节就是音箱了—

—毕竟一般情况下没人能分辨出信噪比-115dB和-120dB差异的。

  一直想要写一篇关于监听音箱技术和选购的全面文章。目前无论是在网上还是网下,都能看到许多网

友询问哪款监听音箱好的问题,而回答者则多以主观作为结论。这样,一方面充斥着不同的主观看法,另

一方面商家的宣传又很专业、夸张。无论是哪种趋势都是不合适的,本文的目的就是尽可能站在公正立场

上解释监听音箱中的技术,并通过一定的示范培养用户自己选择音箱的能力,而不是告诉用户哪款音箱是

最棒的。

(一)音质的决定因素——扬声器
  每当我们打开一款音箱的技术参数介绍,里面总有许多关于扬声器的参数。比如高低音扬声器的尺寸

、频响范围还有振膜材料等等。这些数字往往使得用户云山雾罩一般。因此,我们将扬声器的问题分为以

下几个主要方面来讲。

1.口径的争论
  我们经常听到某种说法:“xx音箱的低音单元是8寸的,自然要比6寸的低音好许多”。这种说法虽然

很多时候是正确的,可是有多少人知道这种说法片面的一面呢?常见的说法是低音单元口径越大,低音下

限越低,回放的低音质量就越好,因此口径越大就越好。但是这种说法只是片面的考虑了一边的问题,忽

略了另外一边的因素。我们知道,扬声器不是全才,是专才。所以大家都认同低音扬声器不一定能高质量

地回放出高频声音,也就是扬声器擅长的回放频率是有限制的。如图:

   低音扬声器和高音扬声器擅长的回放频率,超过这个频率,声压级(实际体现就是声音的大小)就会

下降到允许范围(正负3dB)之外。中间交界地方的谷,需要通过计算两端合适的位置,使得这个谷在听

感上不明显,分频器就是起到调节谷的形状,将对听感的影响降到最低的作用。

      这是一个8寸的低音加上1寸的高音,我们看到虽然低频表现好了,但是高低音中间的谷更宽了。也就需要我们要下大功夫去修补,使得山谷变平川,而处理不好中频就会丢失成分——都坏掉了。对于这种情况,厂家一般有两种方法处理
  a. 调节分频器,如果调整的不完美,中频方面就会出现混乱。调整的完美,缺点就会比较少
     b. 依靠低音扬声器的性能“硬抗”。有些性能超群的扬声器,往往拥有惊人的频宽。因此这个谷就会窄许多

     对于这两种方法,a很明显是治标不治本,并且很多厂家在这里做得并不好。而b则是高端厂家的杀手锏。这也就是为什么同样是8寸的箱子,有箱子卖2000,而真力敢卖2w的缘故。
     当然,这种靠扬声器的良好性能“硬吃”的办法不是万金油,随着扬声器口径的继续增大,这时候就需要中音扬声器了。因此我们在大型的远场监听上,往往能看到独立的中音扬声器。这样,就可能有三个扬声器负责整个频段。各尽其责,各司其职,以获得更好的效果。

     此外,口径越大的低音,越吃房间。如果你的房间只有10平米,并且没有什么声学处理,那么8寸的低音只能给你带来嗡嗡的失真。而如果房间在50平米以上,则10寸以上口径的低音是不二的选择。

     在这个问题上,我们提供的答案是具体情况要具体分析。8寸并不一定好过6寸,要视房间情况和扬声器性能决定。

2.单元的失真和分割震动
     要了解题目上所说的专业术语,首先我们要了解扬声器的工作原理。我们常说喇叭出声,而实际上喇叭通过推动空气发声是个很复杂的过程。如下图就是常用的电动扬声器结构图:

    看到结构图,我们可以发现简单的一点——振膜推动空气做功发声。再深入想一下,我们就会很自然想到如果振膜不结实,运动的时候突然形状改变,这时候声音自然就会失真。而形变可以是振膜的内圈运动超前,外圈运动滞后,这种两部分产生速度差异的现象被称为分割震动,会产生严重的失真。分割震动是很难通过通常手段直接观察到的。另外,如果你能够看到低音单元在微微震动,而低音单元尺寸又不大,从经验上说很有可能是失真了——人眼能看到的震动一定是很低的频率,这种低频往往在扬声器的频响范围之外。下图是丹拿的大音圈单元。


  这样的单元由于音圈很大,造成分割震动的机会就会相对少很多(当然还有很多优点,此处不谈)。

而理想的振膜,要求是一个完全的刚体的同时,保持很轻的质量,即能够在工作时产生无失真的位移但是不产生形变。

3.几种典型的振膜材料
     振膜材料,也就是我们在广告上看到的低音扬声器采用xxx振膜,xxx材料等等。而这个xxx,却是

可能连材料专家都不知道物质。或许某一天真的出现了月球物质,火星物质等等……

       这里所要说的问题在于以前在发烧界流行过的唯振膜论的观点。该观点认为只要一看振膜材料,就能

够判断音箱的声音好坏甚至档次,可谓是神话了。实际上任何一种材料的振膜,都有高低档之分,比如价

值10元的多媒体音箱采用的多是纸盆单元,而价值10多w的监听中,也有使用纸盆单元的,因此不能一概

而论,唯振膜论马首是瞻。但是,可以通过振膜材料,大致判断声音的走向。这里要注意,是大致,而不

能完全作为结论。下面我们就分别举几个例子:

  金属膜高音:典型的代表是真力(Genelec)、JBL和Samson的Resolve系列监听。金属由于刚性比较

强,在快速运动时不易发生形变,失真小,因此瞬态表现极好。但是也有声音过亮,听感略显刺耳的弱点

。比如真力的高音,明显非常亮,甚至略微发尖。此外还有、一些发烧厂商的金属高音单元,高音的表现

相当惊人。

  丝绢膜高音:典型代表是丹拿(Dynaudio)的高音单元。丝绢膜高音音色柔美,不刺耳。缺点在于高

音上限不高,瞬态表现一般。但是丹拿的高音单元,在这方面的造诣相当深厚,其高音不但柔美,而且上

限很高,瞬态也很好。

  凯芙拉防弹布单元:Kevlar(凯芙拉,俗一点的译为“功夫珑”)这是近些年风靡的设计,著名的

B&W以及ATC均有类似的音箱问世。所谓防弹布喇叭,是指振膜用纤维和树脂制造(类似钢筋混泥土原理)

的扬声器。凯芙拉有相对轻巧的质量,同时保持了相当的刚性,因此比其它材料更加接近理想振膜的条件

  带式高音:带式高音是一种模糊的分类,其可以分成等磁场带式高音或者加速磁场带式高音。或者按

照振膜材料分为铝带高音等等。带式高音由于更接近于理想振膜的状态——运动时产生位移但是几乎不形

变,因此拥有普通动圈扬声器不可比拟的优点。用麦克风作比较来说,如果普通扬声器相当于动圈麦克风

,那么带式高音就相当于电容麦克风。带式高音在失真度、瞬态反应上具有压倒性优势。但是由于其需要

的电压不是220V或者110V,所以需要额外的变压器。而在后端引入变压器,将会导致相当大的相位失真,

即便是相当昂贵的变压器,也无法彻底消除这一点。因此带式高音的优势被抵消了大部分。但是其优点我

们不能否认。采用带式高音的监听音箱有著名的Adam,如下图:

 4. 振膜位置、工作方式

  同轴单元:一般的音箱,我们往往看到高音在上,低音在下。虽然看上去没问题,但是从声学原理看

,由于高低音在人耳的距离不同,导致高低音会产生相位差异。到了人耳这块就变成相位失真了。而同轴

单元,正是根据这一点设计的。其高低音在同一轴上,因此更接近现实中点声源的情况。相位表现非常完

美。目前采用真正同轴单元设计的有英国的天朗(Tannoy)和KEF,天朗著名的音箱如下图:

     全频单元:由于一般的单元的频带宽度问题,所以要有高低音之分,有了两个单元,中间的“谷”就需要

细心调节分频器。但是由于各种因素,这些调节往往不能达到预期的目的。因此有些厂家就想到设计一个

全频带的单元,这样不就丢掉了分频器的大麻烦了吗?而且简化了设计就等于降低了成本,并且可能提高

音质。著名的全频带单元包括Fostex出品的一系列单元,品质较高。

                                        JBL4425的号角

   号角箱:有一种扬声器的外型很有趣,从扬声器外观看到的不是扬声器单元,而是像喇叭花开口一样的号角,这种外型奇特的扬声器就叫做「号角扬声器」。号角投射的地区声音更集中、音量更大些,这就是号角的好处。就如同我们向远方喊话,需要用手掌在嘴边合拢,号角的原理就从这里来。Klipsch可以说是号角的先驱,其次还有著名的JBL。

(二)功放和分频器的学问

  分频器的主要作用在于将声音信号分配给不同的单元,比如一个100Hz的声音,就不该分给高音单元

。分频器是一对音箱的灵魂,它直接决定了音箱的音色。其实质上是一个滤波器——负责使得低频或者高

频信号分别通过,然后分配到各自的单元做功。我们通常会看到有些音箱数据中标注-6dB/OCT或者-

12dB/OCT和-24dB/OCT,这里的数值用术语称之为分频器的阶,-6dB被称为1阶,-12dB为2阶,也就是说每

增加6dB,就增加一阶。而6dB代表什么呢?-dB代表是下一个倍频程衰减的声音大小是6dB。比如你将截止

频率(从哪个频率开始衰减)设定为440Hz,那么在下一个倍频程的声音就要衰减6dB,再下一个倍频程再

衰减6dB。有兴趣的朋友不妨研究一下滤波器的原理,就能更加明白怎么回事了。
1.认识SPL,蝠频和相频、瀑布图
     大家在监听音箱的背后,一般能看到一个声压曲线图,也就是我们通常所说的频响图。如图:

 

                                            LMS频响曲线图

          频响图的横轴是频率,纵轴是声压(SPL)。所谓声压,用大白话描述就是声音对你的压力,简单说就

是声音的大小。此外有些音箱后面还有一个三维的瀑布图——瞬态响应与累积频谱衰减图。

                           瞬态响应与累积频谱衰减图

(三)箱体
     扬声器做运动的时候,箱体要受到很大的冲击,因此在箱体设计上有很重要的一点——避免谐振和

驻波。而我们首先想到的办法,就是加重箱体。一旦箱体重了,也就稳定许多。所以从某种意义上说,箱

体是越重越好。而厂家在箱体内部设计上,通常喜欢在内部打上不规则的木条,这样可以加强整体结构,

杜绝谐振的产生。此外还有一点是关于箱体的大小,一般来说,箱体越大,低音的下潜和量感越好,同时

音场感觉良好。因此箱体大是有很大优势的。目前市面上比较火的ICON监听,良好的声音很大程度上得益

于又大又沉的箱体设计。


     目前的箱体设计比较常见的有两种:闭箱和倒相箱。闭箱最早是AR公司发明的技术,早先一直是采

用障板式设计,也就在AR发明了所谓“气垫式”专利后(即闭箱)才名符其实地成为音箱了,闭箱的特点

是低频力度好、反应迅速、低频清晰有力,但是下潜深度有限,低频量感不足。

     倒相式是在密闭箱的基础上增加了一载导管(倒相管),导管一端跟箱内的空气连通,另一端通过

箱壁上的开口(倒相口)通往箱外。当喇叭单元的振膜运动时,一方面直接对外辐射声波,另一方面又压

缩(或扩张)箱内的空气。使箱内的控制气从倒相口排出来,这样,倒相口就成了策动空气的“第二振膜

”,如果设计得巧妙,倒相管-箱体系统可以刚好使振膜后向辐射的声波倒相180度(倒相箱因此而得名)

,这样从开口处辐射出去的声波就与振膜前方辐射的声波同相了,而同相的辐射使声能得到叠加,于是加

强并延伸了音箱总体上的低频响应。倒相箱和密闭利用了振膜的后向辐射能量,因而效率比较高。故此目

前倒相式与闭箱成为目前设计的两大系统,其它较常见到的还有空纸盆式(被动辐射式),其原理与倒相

式相同。我们如果看到音箱箱体上有孔或者是狭缝,就可以判断是倒相箱了。

(四)无源还是有源?
    有个很悠久的话题,那就是到底是无源监听好呢,还是有源监听好呢?实质上此问题需要比较才能得

出结论。有源监听是现成的声音风格,也就是快餐一样,标准。而无源监听,就好比自己烹饪一样,可能

性很多。而具体结果,就要看是你手艺高还是快餐厅大厨(有源监听设计师)的水平高了。而很多时候,

你可能确实比不过大厨。还有某些情况,你是老板,实在太忙了,这时候还是吃个汉堡包比较合算一些,

不是吗?当然,如果你水平极高,又对“烹饪”非常感兴趣,那么无源监听就是你的唯一选择了。


 

 



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