音箱的设计与技术
关于分频器,我想谈一点哲学,国内曾经片面地宣传“一分为二”,而忽略了“合二为一”,而实际上笔者觉得,“一分为二”为表,“合二为一”为本,高音单元音色明亮,可喻之为“阳”,低音单元音色低沉深厚,可喻之为“阴”。阴、阳有对立的一面,也有相互包容的一面,是故古代之太极黑白鱼的图形,并不是一个圆劈为两半这样简单,而是阳之尾就是阴之头,首尾相连,相生相化,并且黑白鱼的眼睛,更是阴中之阳,阳中之阴的所谓至阴至阳,回到分频器来说,其作用与其说是分割阴阳,勿宁说它是调合、融冶阴阳于一炉。试想一下,如果分频点以下,单是低音单元发音,分频点以上单是高音单元发音,那么音色岂不是被割裂了,音像定位也会上下跳动,决无可能达到较好的音质。相反,如果单元质量优良,则在分频点以下以低音单元为主,高音单元为辅,分频点以上则反之,则分频点处由于分频器的调度之妙,将高低音单元这两个音色等各不相同的“阴”与“阳”有机地融合为一体,可以得到较佳的音色。
通过以上分析可以看出,在单元性能有保证的前提下,较低阶的分频器肯定是优于高阶分频器的,尤其是考虑到高阶滤波会带来的较大的相位变化与较大的时间延迟,低阶滤波的优点是不言而喻的。当然低阶滤波对单元要求相当高,如果分频点较低,而滤波阶数也较低的话,高音单元的功率负担就越大,这也是监听一号设计中高音滤波用了二阶,而低音用一阶的原因之一。
决定高、低音滤波的阶数配合还要考虑到单元本身在分频点处相位的衔接问题。通过高低通滤波的相位差来弥补单元滤波会带来的较大的相位变化与较大的时间延迟,低阶滤波的优点是不言而喻的。当然低阶滤波对单元要求相当高,如果分频点较低,而波波阶数也较低的话,高单元的功率负担就越大,这也是监听事情 设计中高音滤波用了二阶,而低音用一阶的原因之一。
决定高、低音滤波的阶数配合还要考虑到单元本身在分频点处相位的衔接问题。通过高低通滤波的相位差来弥补单元之间的相位差,以获得较平直的相频响应,而平直的相频响应是中频音色纯美自然的必备条件,我在此推荐N601与T301配合时,分频点取在2.5-3KHz之内时,以高通滤波比低通滤波高一阶为佳。
其次是阻抗补偿,由于低音电感在分频点的作用不可忽视,故加以适当的阻抗补偿电路为佳,但补偿一定不要过头,否则会对音色带来较大的劣化,以补偿后的阻抗不低于补偿前阻抗曲线的最小阻抗值为佳,对于高音灵敏度的调整以L型电阻衰减网络为佳,单个电阻衰减并不会节约多少成本,而对音色又无好处。
最后还要提一句,一定是双线分音为佳,至于有些朋友讲有些单线分音的箱体改双线分音后高音过多的问题,是由于其原设计是单线分音,为了抵消低音串扰对高音的掩蔽效应而将高音的灵敏度调高了一点,改双线分音后,要将高音衰减加多一点,对于本身按双音设计的就无此问题,关于双线分音可以参考《音响世界》上我的一篇文章。
设计后的音箱做出样箱后还需要进行一系列的测试调整,包括阻抗测试、幅频测试、相频测试以及失真度频响曲线、落水图或者瞬态响应等,发现问题进行改进,作为专业设计一定是在测试无问题后才进行人耳校声调整的,因为无科学的基础就谈不上艺术,“皮之不存,毛之焉附”。对于业余制作,如无测试条件,这一顶只能付之阙如,就一定要认真研究厂方提供的测试曲线,并且吃透原设计,并且在人耳校声一关多花功夫,才能弥补测试条件的不足。
前面谈了很多,仅是音箱设计的技术部分,对于高级Hi-Fi来讲,这或许仅占四成,而人耳校声等艺术部分对于一个好的设计来说却占到六成。上面谈的那些技术部分虽然繁杂,却毕竟有迹可循,只要下一番功夫,是可以吃透掌握的。而“人耳校声”这部分不仅要求多听常听,对现场音乐有丰富的经验,对于高档知名器材有深切的了解,更关键的是要求具备较深厚的文化艺术根底,对哲学的了解或许不无帮助。正如欲语所言“功夫在诗外”,仅学做诗只能成为“诗匠”,只有博学人文地理等诸般学科,才能冶诸家之长于一炉,铸就磊磊大观的“诗才”,以此推之,我们或许可言,“功夫在Hi-Fi外”,这仅指校声,并且是顶级的要求(对于一般Hi-Fi或许只要适当的技术积累和Hi-Fi经验)。
关于校声,为求得Hi-Fi所追求的中性,必须广泛的用各类音乐来校声,因为一种音乐往往只覆盖某一段或某几段频率,用各种音乐来校声,可以最大可能地把整个频段调至最佳。音乐信号中,我个人觉和人声可能是最复杂、最难重放的,古语有“丝不如竹,竹不如肉”之说,这“肉”就指人
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