天天看点

【专题】知之非难,行之不易 小谈扬声器的失真(连载2)

作者:十三行经典音乐

前情回顾

【专题】知之非难,行之不易 小谈扬声器的失真(连载2)

箱体、分频器引起的失真

一只扬声器,驱动单元的性能固然重要。但从整体上,箱体、分频器都是扬声器的一部分,这两部分也会产生失真。

对于分频器来说,分频器里面通常有电容、电感、电阻等电子元件,音频电信号经过这些元件之后会产生失真,所以好的电容和电感,价格不便宜,有些音响公司甚至需要定制,价格自然更高。另外,分频点的不合理设定也会产生失真。例如说,分频器对声音频率并不是一刀切下去,而是对分频点以外的频率做衰减。如果分频点设计不合理,尽管从频率响应上看是能衔接得上,但刚好落在两个驱动单元失真较大的区域,那么在两个单元的作用下在分频点附近就会形成一个较大的失真。

对于箱体方面,箱体内部相当于一个房间,也会有驻波、反射声的问题,箱体引起的共振都会产生失真,在听感上会让中音,或者低音变得不干净,清晰度不够,需要通过箱体长宽高比例、箱体材质,结构,内部的辅料方面去妥善解决问题。最常见的做法计算好箱体的容积,把握箱体比例,避免一些驻波,而且箱体内部放入一定量的吸音棉,用于吸收箱体内部的声音反射。

【专题】知之非难,行之不易 小谈扬声器的失真(连载2)

宝华韦健的Matrix结构,设计的目的就是为了降低箱体振动,减少音染

【专题】知之非难,行之不易 小谈扬声器的失真(连载2)

Magico Q5扬声器内部的金属结构

通常使用吸音材料吸收箱体内部的声音,主要是面向低音驱动器,或中音驱动器。因为它们的背面绝大多数都是开放式,所以会对箱体内部辐射声音。相比之下,高音驱动器,甚至某些中音驱动器,它们的背部是密封起来的,通常封闭的腔体内部都有吸音棉,用于吸收高音驱动器的背部声波。但也有一些音响公司会采取针对性的做法来降低失真。比如说,英国宝华韦健Bowers & Wilkins推出的“鹦鹉螺”旗舰音箱,它在高音驱动器和中音驱动器背部有一条长长的导管,目的就是为了吸收高音单元的背波,以减少失真。KEF近年推出的MAT技术也是如此,但是它不是导管,而是一个类似迷宫的MAT部件,安装在同轴驱动器的后方。MAT部件里面有多条长度不同的管道,每个管道对应一个特定频率,达到吸收高音驱动器的背波的作用。对于箱体结构,音响公司会在箱体内部采取一些支撑结构起到加固箱体的作用。比如说,英国宝华韦健Bowers & Wilkins 著名的Matrix结构就是为了加固箱体,还有Magico(魔力)音箱内部复杂的金属支撑结构,也是为了加固箱体,防止共振。当代的音响公司会采用有限元分析(FEA)来分析箱体的振动分布情况,针对振动特别剧烈的部分做针对性的加强结构。

【专题】知之非难,行之不易 小谈扬声器的失真(连载2)
【专题】知之非难,行之不易 小谈扬声器的失真(连载2)

新款KEF扬声器使用了MAT技术,就是驱动器后方的部件,用于吸收高频驱动器的背波

【专题】知之非难,行之不易 小谈扬声器的失真(连载2)

MAT技术主要是针对600Hz以上的频率进行吸收

对于低音反射式扬声器,倒相管的设计很重要

低音反射式设计是扬声器当中十分常见,可以提高灵敏度,让低频延伸更低。但千万不要以为低音反射式就是给箱体挖个洞,再装上一根管子那么简单。实际上,倒相管的设计也是大有学问,否则倒相管也是一个引起失真的部件。当驱动单元发声时,振膜往后移动会压缩箱体内的空气,然后从倒相管中排出,当振膜往前移动时,又从箱体外部吸入空气,所以管道中会有进进出出的气流,空气在管道里流动就有流阻,流阻是非线性的,取决于管道中的空气速度。当驱动单元播放声音时,振膜的运动幅度大小不断改变,管道中的空气速度也不断变化,流阻也随之不断变化会造成管道内的气流紊乱会产生噪音。另外,空气是有惯性的。当振膜往后移动将箱体内部的空气压缩,再通过管道推往外部。当振膜往前移动时,因为空气但惯性问题,吸入需要一定时间。但这时候振膜已经往前运动,与空气的进入形成一定的滞后,这对音圈运动造成影响,也会引起磁路产生失真。

【专题】知之非难,行之不易 小谈扬声器的失真(连载2)
【专题】知之非难,行之不易 小谈扬声器的失真(连载2)
【专题】知之非难,行之不易 小谈扬声器的失真(连载2)

从倒相管想到了压缩驱动器

说到倒相管,我也想到了压缩驱动器。它被广泛的应用在专业扬声器里面,通常负责高频和中频的回放。另外,少数的家用扬声器里面也使用压缩驱动器。压缩驱动器搭配号角波导器一起使用,被人称为“号角喇叭”。号角喇叭的好处是灵敏度高,轻松发出强大的声压。它们通常会搭配大口径的低音驱动器工作。对于发烧友来说,号角喇叭听交响乐,钢琴的录音,气势和动态都好出色。

对于压缩驱动器,因为有压缩腔体,有喉嘴。振膜往前运动时会压缩腔体内部的空气,再从喉嘴输出,往后运动时又会从外面吸入空气,这过程跟倒相管道无异,一样会产生失真。而且这里面还牵涉到压缩比的问题。比如说,振膜越大,喉嘴越小,压缩比越大,失真越大,相反压缩比越小,失真相对小。所以要设计一个“HIFI级”的压缩驱动器的确不是一件容易的事情。

【专题】知之非难,行之不易 小谈扬声器的失真(连载2)

压缩驱动器 + 号角是专业音响中最常用的扩音方式,这种方式效率高,能够输出强劲的声压,在音响发烧友里面也有人喜欢压缩驱动器 + 号角的声音

【专题】知之非难,行之不易 小谈扬声器的失真(连载2)

频率响应失真

“频率响应失真”我相信很多人还是头一次看到这样的说法。其实失真的含义就是指信号在传输过程中与原有信号(或标准)相比所发生的偏差。在测试扬声器时,测试音频信号的频率响应范围从20Hz~20kHz,频响曲线是平直的,经过扬声器播放之后最终由测试麦克风接收,最终得到扬声器的频响曲线,与原来的标准对比起来就有很大的差异,扬声器的频率响应不可能像输入信号那么平直,所以没有任何一款扬声器不存在频率响应失真。但同时你会发现,几乎每一款扬声器的频率响应曲线都会有一段处于比较平稳的,平均输出声压级最高的范围,这就是扬声器的频率响应。

另外,这里的频率响应曲线通常都是近场测试,或者在专业消声室里面测得的结果。实际上,扬声器到了消费者家里因为房间声学因素的影响,频响曲线会被改变得更厉害,频率响应失真越严重。有追求的,财力允许的发烧友会有一个独立的听音室,然后做好声学处理,甚至会借助音频处理器来修正频率响应曲线。

对于采用音频处理器来修正频响曲线,我相信很多学员都熟悉不过。它的原理就是提高,或者降低某一段频率的电平来改变扬声器的输出声压,用于补偿聆听区域的频响曲线。如果是提高电平来补偿,意味着扬声器的总谐波失真会提高,补偿程度越大,失真越大。音频处理器的均衡功能要慎用。

【专题】知之非难,行之不易 小谈扬声器的失真(连载2)

修正前的频率响应

【专题】知之非难,行之不易 小谈扬声器的失真(连载2)

修正后的频率响应

//

未完待续

继续阅读