难解的两难和矛盾
振膜质量
先前提到,要降低系统共振频率最简单的就是增加振膜质量;当然,这是很容易做到的。但是,为了高频响应和发声效率,这样又算不上是好方法。那么,我们不要硬碰硬,让单体在低频时“看到”较重的音盆,而在高频时就只看到较轻的音盆。 听起来有点诡异?
这是全音域单体的设计中非常巧妙的一招,也就是“机械性”分频。实际操作时的情况是,低音时,整个音盆一起动作,渐往高频时,利用盆分裂特性使得音盆较重
且声阻较大的外围“来不及”跟着一起动。此时,真正随着音圈动的只剩下较内圈部分,相对上这个“局部”区域的音盆比起整个面积当然就轻得多了。所以,这样
一来,随着频率的不同,音盆“实际有效”的运动质量就不同。如此,高频到低频的响应就可以同时达到。
刚刚提到的“盆分裂”,说来轻描淡写,但稍微想想就可以体会到其中的重重困难。如何在某个频率以上使得一部分的振膜“来不及”跟着音圈动就很难控制了,再
者,要让这些部分“既然跟不上就干脆别动”也不简单,因为,最怕的是跟不上音圈的驱动而自己乱动,徒然增加音染。而且要注意的是,单体实际在播放音乐时其
中包含的频率很广,且时时刻刻在变。所以一旦这样的盆分裂不在控制之内就可以想见其失真之恐怖!
驱动力
先前有提到,若要让高频延伸,势必要有很强的驱动力来使音盆的加速度达到高频的需要。而驱动力的来源有二:音圈及磁力系统。把音圈的圈数绕多些就能产生较
大的磁力,以便和磁力系统相互作用而产生较大的驱动力,但圈数多就意味着电感量的提高和质量的增加,这二者又都不利于高频,所以此路不通,音圈的设计仍要
取一妥协。在此,“小而美”显然比“大而不当”要好得多。
再来,我们只好增加磁力了。虽然先前提过,强大的磁路系统会造成很强的阻尼而使得自由共振频率不易降低,但是为了要达到高频发声所需的振膜加速度,磁力的
强度还是要比一般单体强上许多,才有办法将“不轻”的音盆(注4)推出那种级数的加速度值,否则就和一般的中音单体没多大分别了。至于阻尼过度的问题,只
好由放松机械性阻尼来做补偿了。
系统整合问题
不就只有一只单体,何来的“系统”整合?这里的系统整合指二方面:一是音域平衡的微调,二是装箱调谐的设计。此二者常相互牵动彼此。
理论上,一个理想的全音域单体应该是在装箱后或固定在适当的障板上就可以直接连上后级,没有任何阻隔的发出天籁。但想想先前提过的种种进退两难的窘境,在
设计者绞尽脑汁、呕心沥血,好不容易做出一只能够全音域发声的单体后,你还希望它能“全面性”毫无妥协的发出你想要的一切?请记住,在各种的进退两难中,
绝大多数的出路便是“妥协”。
若你对Stereophile熟悉的话,应该对他们刊出的各种器材测试图谱有些印象。一般来说,扩大机的频率响应图在20Hz─20KHz之间几乎就像是
尺画的一样平直,若是管机,顶多在频域二端有些微的滚降;而喇叭的频率响应图谱就崎岖得多,用坏掉的锯子来画还比它规则些。若再看衰减瀑布图和离轴响应,
那就更糟糕了,各种奇形怪状的高山深谷遍布全频段。
为什么喇叭的频率响应没办法作到像扩大机一样的平直?因为喇叭是机械性动作的组件,一动起来各个部分的能量传递、释放和储存会非常复杂,且相互关联。如
此,免不了会存在许多的能量堆积或相互抵消的状况 ─
能量堆积处形成共振峰;相互抵消处形成凹陷,这么一来崎岖的频率响应就不足为奇了。较佳的情况是崎岖的形态较缓和且均匀,如此可避免集中在一个特定的范围
而形成明显的音染。若起伏很大或集中在一处就不妙了,强烈的音染不但扭曲了音域平衡,其共振峰处的能量不但较强,而且久久不散(常可在瀑布图上看出),所
以会严重掩盖其本身和临近频段的解析力和微动态表现,就算用高Q值陷波器来加以衰减还是无法解决不干净的残余共振。
另外,单体的阻尼状况也常会表现在频率响应曲线的走势上。若高端上扬,则是中低音域的阻尼相对上有些过度,听感上便是紧瘦结实,稍偏明亮;若是反过来低端上扬,则是中低音域的阻尼相对上有些不足,听感上就较为肥胖宽松而昏暗。
说了这么多喇叭单体的“黑暗面”,不外是要提醒大家,就算历年来各“传奇”的全音域单体各自在不同的领域理皆有其“超级制作”之处,但在无可避免的众多妥
协之下,免不了有其取舍,而很难做得面面具到。就连乐器的制作都要投注极大的心力,才能获得音色的完美和全音域响度的平均,更何况是喇叭单体这个“二线”
的模仿者。
所以,一个全音域单体,虽可以做到全音域发声,但不见得一定平直。常见的问题有:中音部分(有些是中高,有些是中低)有宽而缓的凸出,造成听感上某种程度
的音染;还有部分是高端有缓和的滚降,造成听感上较为昏暗;当然还有过度阻尼造成的低端滚降,听感上自然是又瘦又紧,低音没有量感。
若是频率响应有些微的凸出,而这个音染又令人无法忍受,只好用一个陷波器来将这个凸出压平。若症状不严重,这个方式多半能有令人满意的结果。别瞧不起这样的组合,虽然这样一来后级到单体之间有了一些“阻 |