怎样开始音箱的设计之“设计流派”

你喜欢什么样的声音？答案应该因人而异，每个人都有不同的爱好、侧重点。某些人认为音色最重要，某些人喜欢整体的感觉，另外一些人则喜欢强大的三维空间感或强烈的透明感、声像等等......

    “完美无暇的声音”往往是广告用语，你应该知道什么对你是最重要的，目前的扬声器都不能满足所有人的要求。

    设计者只能根据自己的主观因素来进行设计，不能简单的说某一方法是正确或另一方法是错误的。如果有人说某种方法才是正确的，其他都有问题，那可能他正沉醉于自己发明的某一方法或信奉于某一设计流派之下。

    我自己的立场？我当然不是某流派的教徒，我注意平坦的响应，小的能量残存，小的互调失真、并令人能产生非常逼真的感觉。下面介绍几种不同的方法，看看是怎样采用这几种方法达到他们认为完美的结果的。

注重脉冲响应（三维声像）的流派

     Duntech、Thiel、Spica和Vandersteen 的产品属于这一类，设计者不惜高昂的代价来控制有害的反射，并达至单元相位的连贯性，通常使用一阶（6dB/Oct）的分频器，个别如Spica可能采用三阶（18dB/Oct）或四阶（24dB/Oct）的的高斯或贝塞尔分频器。

    这是唯一能提供准确的脉冲响应的流派，有时比静电式、铝带式的响应还要好。可是相位变化、脉冲响应的可知性在音响工程中备受争议。而另外的一些工程师则认为，过分注意正确的脉冲响应根本是浪费时间和金钱。

    典型的相位连贯设计中，单元要求很高，其频宽要超过实际需要的两倍以上，因此单元非常昂贵，并在分频器中进行精确的修正。实际上要控制声音的辐射图和控制单元的谐振在一阶的分频器中是非常困难的事情。

    衡量该设计是否成功就要看他是否有十分精确的声像和空间感，如果达不到的话，该设计不成功--因为这正是该流派的最重要的目标。

平坦响应（客观设计）流派

    多数的英国、加拿大的音箱属于该流派，它们拥有非常平坦的频率响应，英国的产品侧重1米或2米的轴向频率响应而加拿大侧重于半球辐射角度内的离轴响应要好。

    他们采用由BBC、NRC根据多次盲听的结果分析而提出了测试的方法。这一派的设计者往往具有著名大学的学位，信奉客观的测试结果，补品线材、电阻电容、直热真空管等如果经不起盲听测试的“神秘效果”，他们都不相信。

    BBC在60年代初最先精确测量和识别了喇叭单元、箱体的谐振、响应问题。许多英国音箱仍然在该领域占优势。实际上，可听的谐振往往比用正弦波测试的结果要低20DB以上，BBC首先认识到该问题， 于是采用特殊的方法来测试声染色、谐振的现象，该方法成为现在测量系统如FFT、TDS、MLSSA的标准部分。

    客观设计往往采用三阶（18dB/Oct）巴氏或四阶（24dB/Oct）林氏滤波器。提供最平坦精确的带内响应和最小的带外互调失真， 但代价是脉冲响应出现严重的过冲。KEF的Laurie Fincham在70年代就用计算机进行优化，设计出具有精确声学衰减特性并带谐振修正的分频器。现在在任何的486、586计算机上都可以采用XOPT、LEAP等软件来实现分频器的优化，现今对设计者的要求是不管其设计流派、哲学如何，应能设计出具有精确声学衰减特性的分频器。

    近来英国的设计者非常注意高质量的音箱支架。客观设计者往往不注意脉冲响应，也不注意单靠主观听音而区别出的电容、电感和线材，反而，他们重点是研究如何提高单元的质量、控制箱体谐振和精确的配对。

设计简单而主观的流派

    某些意大利、斯堪的纳维亚人、英国、美国的音箱属于该流派。其分频器非常简单，有时只有一个保护高音单元的电容（甚至意大利的Sonus Faber连这个电容也取消了，我搞不清怎样保护高音单元），它们使用的单元是最优质的，使用的线材和箱体材料也很高级。

    这一流派往往不注重测量指标，这种哲学概念指导下，单元的谐振没有任何的修正，简单的分频器带来的频率、相位、脉冲的偏差也认为可以接受。 其表现依赖系统中的其他器材。他们尽管具有一定的声染色，但实际上能营造出令人激动的效果和投入感。

号角和高效率流派

    许多日本的HI-END音箱和少数法国、意大利、英国、美国的音箱属于该流派。该类哲学起源于西电的影院扬声器，Paul Voigt的抛物线号角和其他混血产品，具有很高的效率。最好使用小功率的直热三极管单端甲类功放来推动，以达到最佳效果。如果使用晶体管放大器，就算是甲类，常常会非常乏味。

    号角通常具有非常低的谐波失真、调制失真和非常平坦的频率响应，但频率范围狭窄，在频率范围的两端有非常快速的衰减。而且脉冲响应、衍射、辐射范围非常难搞好，因此西方的HI-END系统很小采用，而将其留到专业、音响工程的范畴内使用。

    然而，在过去的十年，美国的Bruce Edgar和日本的一些人却使号角的设计有重大的进展。得到了一些杂志的肯定，并开始向HI-END、ULTRA-HI的领域迈进。

    我自己的意见？我也完全地可能喜欢新类型的号角，但现在我还不能说什么，因为我正准备将 Edgar的中音号角加入整个系统。

（按：以下介绍非电动式的喇叭单元）

静电平面式

     少数的英国、美国、日本的公司制造这种产品，设计良好的静电扬声器具有最好的线性和保持活塞运动，同时具有低失真、脉冲响应非常好的优点，QUAD首先生产的静电扬声器非常著名而且超越同时代其他产品十年。

    当然也有缺点：例如低效率、阻抗低以至令放大器非常难推动、有限的动态的范围、易损坏、缺乏低音等，而且偶极辐射图形使其高音特性对房间非常敏感，这些都很难解决，特别是其大面积振膜发声，对声像定位非常不利。

    老式的QUAD采用最普遍的方法，“面对面”的3路系统，使用逐渐减少的振膜平面来产生高频，新型的就采用复杂的相位阵列系统达到接近球形的辐射图。而Martin-Logan的设计采用圆柱形的面板，但仍然存在同样的问题。所有的静电扬声器在200HZ下和8KHZ上某点有谐振。

    简而言之，静电扬声器有很好的中音、深度，频率两端延伸、声像还可以，动态有限。

铝带和电磁平板式

    小数美国厂家生产，如Apogee、Magnepan、Eminent Technology等，又分两类，铝带式使用非常薄的、波纹状的铝带（音圈）放在磁场中左右运动；电磁平板式使用Kapton或聚脂薄膜，音圈印刷或粘贴在振膜上。

    电磁平板式通常使用磁铁阵列在振膜的后方或振膜的前后方都有磁铁（按推挽方式工作），但磁场分布不太均匀所以比静电扬声器失真大、但输出声压也大得多。

    电磁平板式的磁隙比动圈式的要大、磁场中导线长度要短，因此电磁耦合要差。在动圈式中高BL积意味着有强烈的磁场和有较多的音圈放置在磁场中，产生的反电动势较大，要求功放要有高的阻尼和低的连线电阻；但在电磁平板式中阻尼主要由振膜的弹性和空气阻力产生，功放的影响相对较小。而且阻抗和效率很低，如果企图通过加长“导线”来提高性能，又会导致相位的响应变差。

    它们有统一的驱动，接近线性声源，但阻抗、效率太低了，因此不能用在低音单元中，许多实际的铝带单元通常使用阻抗变换器来匹配其低达0.5欧姆的阻抗。

    电磁平板式的声音介于动圈、静电式之间。中、高频染色少，辐射图类似静电式，因此其低音、声像的问题也相似，也很难用功放阻尼去改变声音。这一类型的音箱对房间最敏感，在某些房间里需要对平滑的低音和声像定位中取舍，因此我不喜欢，但我知道许多人喜欢其自然、开放的声音，而且铝带高音比动圈、静电的都要好，仅仅次于“无质量”的高音单元。

神奇的“无质量”喇叭

    其原理是使用音乐脉冲电离气体来发出声音（电离的是氦气，不能为空气，否则会产生臭氧危害健康），因此直到100KHZ或以上都无谐振、相位精确、频响平坦、几乎没有失真。

    我记得听 Plasmatronics是在1979年的冬季CES上，可以说从来没有听到如此的高音单元---在黑暗的房间看起来像电子管般发出蓝紫色的光，它们发出最美妙的声音，测量结果也最好，其“振膜”有质量，但跟空气的质量一样，因此声耦合是1：1的。其效率就很难去描述，用电子管的屏极电压可以直接去控制。 这大概是扬声器发展的终点。