單元背後的故事
要是正厰產品,揚聲器一般都有標示多種參數,究竟其背後有何意義?以下要談的,或許內容是深了點、悶了些,但對於「有心」的發燒友來說,可長一點見識,就僅此一次吧。
低音單元:
頻率影響———-通過分頻器,低音單元只負責某段較低的頻率,而單元本身的頻響上限,要較分頻點高出一至兩個倍頻程,這樣才能夠保證工作頻率處於較線性區內,減少使用額外元件來進行修正。打個比喻,分頻點定於500Hz,那麼低音單元的有效頻率響應需要達到1,000Hz,甚至1,500Hz,而且是愈線性愈好。
功率承載———-由於低音單元承受的功率佔據整隻揚聲器大半的輸入,故此低音單元的功率承載,成為了揚聲器這方面參數的依據。
阻抗———-揚聲器一般是根據低音單元的相關特性來標示,但有可能其它頻段阻抗要比這標稱阻抗低(即最低阻抗,不超過20%)或急升(說不定100%以上)不少,無論阻抗是升是降,都對晶體管擴音機帶來不同程度的推動難度。額定阻抗為8歐姆的揚聲器,要較4歐姆的易推。而超過8歐姆的揚聲器,又會削減晶體管擴音機輸出。
Q值———-它根據低音單元的特性確立,基本決定了揚聲器與放大器之間的阻尼匹配要求(箱體設計及吸音綿都有影響)。籠統來說,高Q值揚聲器配高阻尼特性放大器;低Q值揚聲器配低阻尼特性放大器,讓聲音控制力與音樂餘韻沒有向任何一方傾斜。這個當然,就連箱內的吸音物料,都可以改變揚聲器的總Q值。
擴散(指向性)———-當波長接近低音單元口徑尺寸,聲音擴散度會收窄。隨著頻率愈高,波長愈短,擴散度只有更窄。基於這個特性,低音單元口徑與分頻點的配合和選定需要慎重考慮。將低音反射孔向地面方向360゚幅射聲音,可改善低音擴散,建立龐大音響舞台。基本原則是低音單元愈大,頻率響應範圍愈低,故此分頻點要跟著往下移。由於高傳真要求,低音單元水平擴散±60゚要求不超過-6dB;垂直±20゚為-6dB。單元垂直擴散角度特性要較水平角度要求嚴格,脗合人耳聽覺特性,水平比垂直敏感。
靈敏度———-低音單元靈敏度高有兩方面好處,其一是放大器儲備同輸出可以較小;其二是單元不用輸入太大功率,就能產生足夠的音壓。聲學上,揚聲器靈敏度每多加3dB,所需功率減半,而得出相同音壓。
中音單元:
頻率影響———-基於聯同高音及低音發聲,中音單元頻帶上、下兩端同樣要超過分頻點一至兩個倍頻程,本質上跟低音單元相同,但後者只有一個分頻點。
功率承載———-中音單元負責處理的輸入功率遠少於低音單元,當不會超過揚聲器總量的一半。由於負責的頻帶窄,功率承載不大,工作時只有輕微振動,用手才感應到。
阻抗———-一般要求中音單元與低音單元阻抗相同。有時候因為靈敏度與其他單元不同,可以利用相異的阻抗特性(高或低)讓二者達成一致。比方說中音單元靈敏度低於低音單元,前者可通過降低阻抗來提高輸出。換言之,揚聲器單元與單元之間的匹配性,取決於靈敏度、阻抗,與及頻帶等多方面,絕非把靚單元胡亂倂在一起聲音便好。
擴散(指向性)———-半球體中音因應外型關係,比錐盆中音散射幅度闊,但市面上這種設計不多,這是由於機械強度不及錐盆。半球體中音為進一步改善擴散角度,可把圍繞著中音單元的前障板設計成號角開口。
靈敏度———-在有關阻抗部分已經提及到,不再贅言。需要補充的是,其工作靈敏度與低音單元相同,若不符合,可通過阻抗變化進行調整。假設中音單元靈敏度低於低音單元3dB,而阻抗高出一倍的話,可調低阻抗,減少輸出,讓二者靈敏度相同。
高音單元:
頻率響應———-其頻率響應下限要超過分頻點一至三個倍頻程(這就是為何有些厰方强調其單元向下延伸其中一個原因),情況跟中音與低音單元道理相通。
功率承載———-高音單元用於二路要較三路所負責的頻段為寬,故此承受功率較大。基於單元結構,一般高音承載力不高,有需要而又容許的話,可把分頻點定高一些,減少功率輸入的負擔,先决條件是要為揚聲器加上中音。這個當然,揚聲器使用號角高音,也是提高靈敏度及減少功率輸入的有效辦法。據稱有半球體高音能忍受數百瓦以上的瞬間功率衝擊。
阻抗———-這部分與中音單元相同,在此不再詳述。
擴散(指向性)———-頻率愈高,高音單元射角愈窄。另一方面,像揚聲器棄3/4吋凸半球體高音取1/2吋,由於弧度增加,有利於高頻擴散,但犧牲了功率承載力。此外,凹半球體擴散力是不及凸半球體,勝在機械强度高,兼可承受高功率。市場中有金屬製凹半球體高音用到大型揚聲器去。
靈敏度———-高音單元與低音單元靈敏度最好是相同的,但由於二路設計關係,高音單元負責頻帶較三路闊、功率輸入便大些,承載力要求較高,針對這方面可改用高靈敏度設計如號角高音,以減少功率輸入而取得高聲壓,問題是發燒友不一定喜歡號角聲。一般而言,號角高音靈敏度高於低音單元3至6dB,甚至更多。
作者:李英立
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