1、現(xiàn)代高保真揚(yáng)聲器的基本要求
對(duì)現(xiàn)代揚(yáng)聲器音箱的根本要求就是重放自然準(zhǔn)確的聲音,包括:大動(dòng)態(tài)的高聲壓級(jí)輸出,寬廣平滑的重放頻率范圍,諧波失真、振幅互調(diào)失真及頻率互調(diào)失真小,指向性寬廣合理。
2、為什么目前還沒(méi)有單振膜全頻帶揚(yáng)聲器能夠滿足上述全部要求?
很簡(jiǎn)單的道理,如果想要重放好的低頻,理論上每秒交換的空氣體積要大,也就是體積速度m3/s要高,這需要非常大的有效輻射面積或者沖程,但是滿足這個(gè)要求的振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)質(zhì)量非常大,從而令這類揚(yáng)聲器構(gòu)成了一個(gè)低通截止頻率非常低的聲學(xué)帶通濾波器系統(tǒng),無(wú)法重放高頻域。再如,如果要重放高頻,需要一個(gè)振動(dòng)質(zhì)量極低的振動(dòng)系統(tǒng),它和磁路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成了完整的高通聲學(xué)濾波器,但是它無(wú)法重放低頻。目前還沒(méi)有一款跨越整個(gè)可聽頻帶、音質(zhì)卓越的全頻帶揚(yáng)聲器,市面上號(hào)稱的全頻帶揚(yáng)聲器通常是寬頻帶中音揚(yáng)聲器,所以多路分頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)就成為了必然。
多路分頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)就是將可聽頻帶分為兩段、三段甚至更多段,分別使用專門為各頻段設(shè)計(jì)的低、中、高揚(yáng)聲器,并將它們組合在一起,這種音箱稱為多路分頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)。
多路分頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)能夠容易滿足高保真揚(yáng)聲器系統(tǒng)的要求,并且還有下例優(yōu)點(diǎn):
1.將音頻輸入信號(hào)多路分頻時(shí),互調(diào)失真小,容易減輕聲場(chǎng)中的調(diào)制失真。
2.通過(guò)分頻網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)頻率/相位特性進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。
但它也有如下缺點(diǎn):
1.各頻段用揚(yáng)聲器組合在一起,使頻率響應(yīng)、阻抗特性的調(diào)整復(fù)雜了。
2.組成元器件多,價(jià)格高。
3、多路分頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)的構(gòu)成
首先,頻段的劃分要考慮的因素非常多,為了使揚(yáng)聲器系統(tǒng)的聲功率響應(yīng)平直,不僅軸線上的輸出聲壓頻率特性應(yīng)平直,還必須使指向性均勻。此外,同時(shí)重放重疊的低頻與高聲頻信號(hào)時(shí),將產(chǎn)生頻率互調(diào)失真(FIM)。振模的速度越大,以及重放兩個(gè)信號(hào)的頻率比越大時(shí),這種失真也越大。為了減小FIM失真,應(yīng)在相當(dāng)窄的頻段內(nèi)使用揚(yáng)聲器,即增加分頻段數(shù)并使頻段寬度比相等;這其實(shí)也是三分頻優(yōu)于兩分頻的原因之一,這和兩分頻聲音優(yōu)于單路揚(yáng)聲器的結(jié)果一樣。
因?yàn)榭陕狀l帶20Hz-20kHz約有十個(gè)倍頻程,則至少需要?jiǎng)澐譃?-4個(gè)頻段。 而揚(yáng)聲器振動(dòng)面積的大小和結(jié)構(gòu)就限定了最佳使用頻段,因此就需要振動(dòng)面積大小不同的至少2-4個(gè)揚(yáng)聲器用于覆蓋整個(gè)可聽頻帶。
4、多路分頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)各頻段揚(yáng)聲器的組合
由于每只揚(yáng)聲器單元都有不同的音色,因此在組成多路分頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)時(shí),最重要需要考慮的問(wèn)題是使各揚(yáng)聲器彼此的特點(diǎn)要融和、音色統(tǒng)一、聲音彼此諧和。此外還需考慮系統(tǒng)指向性的連續(xù)性、失真成分的平衡(奇次/偶次諧波失真比率),瞬態(tài)特性的一致。
5、通過(guò)多路分頻將揚(yáng)聲器組合在一起的分頻網(wǎng)絡(luò)
多路分頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)中各個(gè)頻段的揚(yáng)聲器能夠良好工作的頻段是由分頻網(wǎng)絡(luò)分配、組合起來(lái)的。所以分頻網(wǎng)絡(luò)的作用極大,對(duì)聲壓頻率特性、相位特性和阻抗特性等的最后細(xì)微調(diào)整都是在分頻網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行的。分頻網(wǎng)絡(luò)基本由高/低通濾波器組成。分頻網(wǎng)絡(luò)所使用的元件對(duì)音質(zhì)影響很大,這是由于電感線圈或電容會(huì)產(chǎn)生損耗和失真。高保真揚(yáng)聲器所用的網(wǎng)絡(luò)元件必須仔細(xì)選擇。例如:分頻網(wǎng)絡(luò)用電容損耗要低、耐壓及電流容量要充分大、電容量、損耗及電附著特性等電性能須穩(wěn)定、無(wú)感、誤差小,而分頻網(wǎng)絡(luò)用的電感線圈直流電阻必須小。
所以多路分頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)是目前高保真音響系統(tǒng)的基本配置,三分頻比兩分頻增加一路,如果設(shè)計(jì)得當(dāng),將意味著更佳的重放頻帶、失真度和動(dòng)態(tài)范圍。
小型書架式音箱因?yàn)槭苤朴隗w積的限制通常都采用兩路分頻揚(yáng)聲器系統(tǒng),HiVi惠威是世界上為數(shù)不多的成功地將三分頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)引入到書架式音箱設(shè)計(jì)中的音響企業(yè),這也是HiVi惠威M3A有源無(wú)線Wi-Fi書架式音箱設(shè)計(jì)理念之一:追求更大的聲動(dòng)態(tài)、更低的失真和更平滑寬廣的頻率響應(yīng)。
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