主题：怎樣開始音箱的設計之“設計流派”

怎樣開始音箱的設計之“設計流派”

（美）LYNN OLSEN 原著

你喜歡什麽樣的聲音？答案應該因人而异，每個人都有不同的愛好、側重點。某些人認爲音色最重要，某些人喜歡整體的感覺，另外一些人則喜歡强大的三維空間感或强烈的透明感、聲像等等......

“完美無暇的聲音”往往是廣告用語，你應該知道什麽對你是最重要的，目前的揚聲器都不能滿足所有人的要求。

設計者只能根據自己的主觀因素來進行設計，不能簡單的說某一方法是正確或另一方法是錯誤的。如果有人說某種方法才是正確的，其他都有問題，那可能他正沈醉于自己發明的某一方法或信奉于某一設計流派之下。

我自己的立場？我當然不是某流派的教徒，我注意平坦的回應，小的能量殘存，小的互調失真、幷令人能産生非常逼真的感覺。下面介紹幾種不同的方法，看看是怎樣采用這幾種方法達到他們認爲完美的結果的。

注重脉衝回應（三維聲像）的流派

Duntech、Thiel、Spica和Vandersteen 的産品屬于這一類，設計者不惜高昂的代價來控制有害的反射，幷達至單元相位的連貫性，通常使用一階（6dB/Oct）的分頻器，個別如Spica可能采用三階（18dB/Oct）或四階（24dB/Oct）的的高斯或貝塞爾分頻器。

這是唯一能提供準確的脉衝回應的流派，有時比靜電式、鋁帶式的回應還要好。可是相位變化、脉衝回應的可知性在音響工程中備受爭議。而另外的一些工程師則認爲，過分注意正確的脉衝回應根本是浪費時間和金錢。

典型的相位連貫設計中，單元要求很高，其頻寬要超過實際需要的兩倍以上，因此單元非常昂貴，幷在分頻器中進行精確的修正。實際上要控制聲音的輻射圖和控制單元的諧振在一階的分頻器中是非常困難的事情。

衡量該設計是否成功就要看他是否有十分精確的聲像和空間感，如果達不到的話，該設計不成功--因爲這正是該流派的最重要的目標。

平坦回應（客觀設計）流派

多數的英國、加拿大的音箱屬于該流派，它們擁有非常平坦的頻率回應，英國的産品側重1米或2米的軸向頻率回應而加拿大側重于半球輻射角度內的離軸回應要好。

他們采用由BBC、NRC根據多次盲聽的結果分析而提出了測試的方法。這一派的設計者往往具有著名大學的學位，信奉客觀的測試結果，補品綫材、電阻電容、直熱真空管等如果經不起盲聽測試的“神秘效果”，他們都不相信。

BBC在60年代初最先精確測量和識別了喇叭單元、箱體的諧振、回應問題。許多英國音箱仍然在該領域占優勢。實際上，可聽的諧振往往比用正弦波測試的結果要低20DB以上，BBC首先認識到該問題， 于是采用特殊的方法來測試聲染色、諧振的現象，該方法成爲現在測量系統如FFT、TDS、MLSSA的標準部分。

客觀設計往往采用三階（18dB/Oct）巴氏或四階（24dB/Oct）林氏濾波器。提供最平坦精確的帶內回應和最小的帶外互調失真， 但代價是脉衝回應出現嚴重的過沖。KEF的Laurie Fincham在70年代就用電腦進行優化，設計出具有精確聲學衰减特性幷帶諧振修正的分頻器。現在在任何的486、586電腦上都可以采用XOPT、LEAP等軟體來實現分頻器的優化，現今對設計者的要求是不管其設計流派、哲學如何，應能設計出具有精確聲學衰减特性的分頻器。

設計簡單而主觀的流派

某些義大利、斯堪的納維亞人、英國、美國的音箱屬于該流派。其分頻器非常簡單，有時只有一個保護高音單元的電容（甚至義大利的Sonus Faber連這個電容也取消了，我搞不清怎樣保護高音單元），它們使用的單元是最優質的，使用的綫材和箱體材料也很高級。

這一流派往往不注重測量指標，這種哲學概念指導下，單元的諧振沒有任何的修正，簡單的分頻器帶來的頻率、相位、脉衝的偏差也認爲可以接受。 其表現依賴系統中的其他器材。他們儘管具有一定的聲染色，但實際上能營造出令人激動的效果和投入感。

號角和高效率流派

許多日本的HI-END音箱和少數法國、義大利、英國、美國的音箱屬于該流派。該類哲學起源于西電的影院揚聲器，Paul Voigt的抛物綫號角和其他混血産品，具有很高的效率。最好使用小功率的直熱三極管單端甲類功放來推動，以達到最佳效果。如果使用電晶體放大器，就算是甲類，常常會非常乏味。

號角通常具有非常低的諧波失真、調製失真和非常平坦的頻率回應，但頻率範圍狹窄，在頻率範圍的兩端有非常快速的衰减。而且脉衝回應、衍射、輻射範圍非常難搞好，因此西方的HI-END系統很小采用，而將其留到專業、音響工程的範疇內使用。

然而，在過去的十年，美國的Bruce Edgar和日本的一些人却使號角的設計有重大的進展。得到了一些雜志的肯定，幷開始向HI-END、ULTRA-HI的領域邁進。

我自己的意見？我也完全地可能喜歡新類型的號角，但現在我還不能說什麽，因爲我正準備將 Edgar的中音號角加入整個系統。

1. （按：以下介紹非電動式的喇叭單元）

靜電平面式

少數的英國、美國、日本的公司製造這種産品，設計良好的靜電揚聲器具有最好的綫性和保持活塞運動，同時具有低失真、脉衝回應非常好的優點，QUAD首先生産的靜電揚聲器非常著名而且超越同時代其他産品十年。

當然也有缺點：例如低效率、阻抗低以至令放大器非常難推動、有限的動態的範圍、易損壞、缺乏低音等，而且偶極輻射圖形使其高音特性對房間非常敏感，這些都很難解决，特別是其大面積振膜發聲，對聲像定位非常不利。

老式的QUAD采用最普遍的方法，“面對面”的3路系統，使用逐漸减少的振膜平面來産生高頻，新型的就采用複雜的相位陣列系統達到接近球形的輻射圖。而Martin-Logan的設計采用圓柱形的面板，但仍然存在同樣的問題。所有的靜電揚聲器在200HZ下和8KHZ上某點有諧振。

簡而言之，靜電揚聲器有很好的中音、深度，頻率兩端延伸、聲像還可以，動態有限。

鋁帶和電磁平板式

小數美國廠家生産，如Apogee、Magnepan、Eminent Technology等，又分兩類，鋁帶式使用非常薄的、波紋狀的鋁帶（音圈）放在磁場中左右運動；電磁平板式使用Kapton或聚脂薄膜，音圈印刷或粘貼在振膜上。

電磁平板式通常使用磁鐵陣列在振膜的後方或振膜的前後方都有磁鐵（按推挽方式工作），但磁場分布不太均勻所以比靜電揚聲器失真大、但輸出聲壓也大得多。

電磁平板式的磁隙比動圈式的要大、磁場中導綫長度要短，因此電磁耦合要差。在動圈式中高BL積意味著有强烈的磁場和有較多的音圈放置在磁場中，産生的反電動勢較大，要求功放要有高的阻尼和低的連綫電阻；但在電磁平板式中阻尼主要由振膜的彈性和空氣阻力産生，功放的影響相對較小。而且阻抗和效率很低，如果企圖通過加長“導綫”來提高性能，又會導致相位的回應變差。

它們有統一的驅動，接近綫性聲源，但阻抗、效率太低了，因此不能用在低音單元中，許多實際的鋁帶單元通常使用阻抗變換器來匹配其低達0.5歐姆的阻抗。

電磁平板式的聲音介于動圈、靜電式之間。中、高頻染色少，輻射圖類似靜電式，因此其低音、聲像的問題也相似，也很難用功放阻尼去改變聲音。這一類型的音箱對房間最敏感，在某些房間裏需要對平滑的低音和聲像定位中取捨，因此我不喜歡，但我知道許多人喜歡其自然、開放的聲音，而且鋁帶高音比動圈、靜電的都要好，僅僅次于“無質量”的高音單元。

神奇的“無質量”喇叭

其原理是使用音樂脉衝電離氣體來發出聲音（電離的是氦氣，不能爲空氣，否則會産生臭氧危害健康），因此直到100KHZ或以上都無諧振、相位精確、頻響平坦、幾乎沒有失真。

我記得聽 Plasmatronics是在1979年的冬季CES上，可以說從來沒有聽到如此的高音單元---在黑暗的房間看起來像電子管般發出藍紫色的光，它們發出最美妙的聲音，測量結果也最好，其“振膜”有質量，但跟空氣的質量一樣，因此聲耦合是1：1的。其效率就很難去描述，用電子管的屏極電壓可以直接去控制。 這大概是揚聲器發展的終點。