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[交流分享] 影音科普:什么是扬声器?

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夏天小风扇 楼主

7 天前

本文是王以真老师在一次电声技术年会上的演讲内容,经编辑整理成为以下文字。在文中,王以真老师对于扬声器的概念、定位、技术、产品属性、行业状况均作了 宏观而极其深度的评述及总结,也对行业发展寄予了厚望。, S7 g$ N/ _1 D9 F# f1 l9 W
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6 j1 R& P" K  F$ R! W  v( M# E8 _4 N# P一、从宏观、多角度解读扬声器
5 b% T1 o7 G' @6 ^+ N+ E中国现在拥有世界最大的扬声器产量,我们扬声器的出口量也占世界第一位,几乎全世界所有著名的扬声器、扬声器箱的生产制造、设计研究公司,都将视线转向中国。他们在中国采购、加工、OEM,在中国设厂生产,有的甚至将产品、产权转让或将设计研究机构设在中国。世界扬声器技术的重量级人物:Neville Thiele,Richard H Small等也到中国访问。7 U' b1 l. `" F3 U: p8 a
我们还拥有五十年以上的扬声器经验以及世界最多的扬声器从业人员。大批扬声器专业技术人员,经过几十年的实除磨练、积累,这些技术人员成长起来了,今非昔比。同国外技术人员相比,他们的实践经验丰富,全面,单个技术人员,常常能独挡一面。在这样的基础上,我们对扬声器有了更多的体会,更多的领悟。我们是不是可以多角度,从宏观的角度,甚至从哲学的角度去探索、解读、研究扬声器。德国哲学家康德,他的名言:有两样东西,我思索的回数愈多,时间愈久,它们充溢我以愈见刻刻常新、刻刻常增的惊异和严肃之感,那便是我头上的星空和心中的道德律。% \9 q& I% H: T9 T* R

9 {0 I( ?) U; j5 d  W8 ~0 U% k有人归纳康德研究中心:“人类是什么?世界是什么?宇宙是什么?我们应该做什么?我们希望什么?”另外有人归纳:其学说用自己的说法是主要回答四个问题:“我能认知什么?我应该做什么?我希望什么?人是什么?”; @( B. w# U/ B
对于扬声器,我们也可以参照康德的思路,我们亦可研究:
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! N  b" C( R" Y. T扬声器是什么?, l0 Q9 D7 V- e
扬声器的技术人员可以做些什么?/ A. ]" r, l" z/ d& H1 F
我们希望扬声器怎样发展?
( q  ~" b. l+ }2 \% l5 A# D 2.jpeg
$ h, R+ s' t& _* Q. x+ D2 c" J+ O  q: |# L9 _3 D& P* h; A
二、为扬声器正名, L# m/ ]9 N# C0 p. c
扬声器,一是扬声,二是指器具、器材。实至名归、名实相符。中文扬声器命名非常确切,无懈可击,这是中国文字突出的优点。而扬声两字,最早出之屈原,屈之当年赋离骚,中有“鼓刀扬声后何喜”。扬声二字出自2000年前,具有丰富的、深厚的文化底蕴。
3 M; X& G, S0 t1 x三、扬声器是什么?
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- x; V  t4 B7 o& @9 C* L, Y/ H# |扬声器是电声转换的小产品:扬声器是一个电声换能器。扬声器是能将电信号转变为机械振动,再转换成声信号的电声换能器。$ `$ g5 M+ {/ w5 s* u
上图是锥形扬声器的基本结构图,它并不复杂,零部件也不多,是一个小产品。但它实现了人类几千年来的一个愿望,将声音重放出来。“此曲只应天上有,人间能得几回闻。”现代录音技术及扬声器的出现,使杜甫的遗憾烟消云散,名家、名器、名曲的天厳之音,随着扬声器的出现而常驻人间。
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/ G, V: q+ x9 O0 x8 r02
9 C' a8 ^. ~  w; W; f9 A扬声器是现代人们生活不可或缺的产品:扬声器是雅俗共赏、上下通吃的产品。扬声器既为惊天大事,又为草芥小事服务;扬声器承担语言、音乐等传送,关系生命、活动、文化、智慧;而其本身又异常简单、低调,是性价比最高产品之一,是20世纪最动听的发明。% m$ k! v/ {, @5 J0 ^; K' l
& y( I! L7 m% Q% W& K
在现代生活中,扬声器无处不在。由于它的低调与平价,人们往往忽视它的存在。可以设想如果某天扬声器突然消失,会对人类现代生活造成什么灾难性的影响,就能感受到它的重要性了。7 y( D$ d& d! ]- o

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扬声器是两次能量转换的器件:现代社会大多电子产品是一次能量转换。如电动机是将电能转换为机械能;发电机是将机械能转换为电能。而扬声器则是将电信号转变为机械振动,再把机械振动转换成声信号的电声换能器,要实现两次转换。两次转换提高了研究分析的难度。同时两次转换的总效率是每一次转换效率的乘积,导致总效率降低,扬声器因而是一个低效率的产品。
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2 w1 u9 G  E; O( H( |! k5 J) ~扬声器是万能乐器:世界上有成百上千种乐器,有管乐器、弦乐器、打击乐器、键盘乐器,每种乐器都有独特的音色和演奏特点,是不能相互代替的。某些口技表演者可能模仿某种乐器,人们出于宽容心理表示赞许,但这些模仿与原乐器差别还是相当大的。4 g% X# U3 e% a7 D+ M9 |7 h( u
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唯有扬声器能取放各种乐器之件,达到大多数专业人员和业余人员都比较满意的程度,只是由于人们见惯了、听惯了,才没有注意到其神奇之处。
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- S& ^( ^7 P0 W8 @. y' H- M0 i扬声器是科学性的产品,又是艺术性的产品# o2 E! |$ c1 t& R8 ]
科学性:是指可以试验验证的、可以理论推导的、符合逻辑的。
7 t$ g8 q! z" c; G  C艺术性:有些内容是想象的、不合逻辑的、难以推导验证的。+ |7 k! |0 q) Q% @
扬声器的原理、结构、设计、制造符合科学性是没有疑问、没有争议的。但是扬声器在使用重放中,同一扬声器的重放,不同的人可能有不同感受;许多感受是难以言传的。& ~( I8 Q8 Z9 A: p: }. X
不同扬声器有不同个性,这与其他机电设备不同。一台复杂的计算机,按程序操作,不同人使用有相同结果。而扬声器的聆听,在相同条件下会有不同效果与感受。用科学性解释往往不充分,有时要借助艺术性来解释。似乎可以说,扬声器可能有某种活力与生命力。
* o/ Z/ w. ~. y/ o& z
7 N. T* \& a( a9 j06! ?; F7 X& o6 K$ h4 V
扬声器具有科学性、艺术性、娱乐性:扬声器除了具有科学性、艺术性以外,还有娱乐性。娱乐性即随意性、不可捉摸、无目的、无需验证,反正高兴就成。
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在扬声器等音响器材形成发展过程中,有许多音响器材的爱好者,甚至是音响器材的狂热爱好者,被称为音响发烧友。他们以极大的热情、充沛的精力、源源不断地投人到“发烧音响”中去,对推动音响业的发展功不可没。但他们大多非音响专业出身,只是出于对音响热爱和执着,可能会形成一些奇特的看法与做法。例如认为换一条电源线可改善音质,他感受到了,而你可能没有感受到。  L0 ?. H; w: X, Z* h

0 }- {- ~8 W- r. N子非鱼,安知鱼之乐?! c+ c7 @$ u; A' a& m
如果我们将它看成玩,看成游戏、看成娱乐,一切问题迎刃而解。
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( s* ~& E& Y2 J2 M! |4 v3 c
扬声器是一个多维产品:扬声器是一个立体产品,X、Y、Z三轴的几何形状不同,结果都会对性能有影响。扬声器的性能与时间有关,首先有一个暂态效应。对扬声器输人一个音频信号,它会发声,但有一个延迟。中断对扬声器输人的音频信号,它会停止发声,但又会有一延迟。对不同频率的信号,扬声器输出又不尽相同。扬声器几何形状、结构相同时,而采用的材料的组成及物理特性不同,也会影响最后的重放效果。和扬声器配合的其他器材不同,放声的环境不同,放声效果会有相当的差异。这都表明扬声器是一个多维多元产品。, V8 L! ~% J/ S+ @3 P
5 s+ o7 [& B5 l! e; y
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' q8 F9 h: _/ A2 l1 j1 D2 A. @  h扬声器涉及了众多学科
! ]$ H' T/ |* h# i: W# \" X振膜涉及几乎全部材料(生物、植物、化工、合成、尖端材料):2 o) a$ r; x0 ~& Z
它使用最常用、最普通的材料,如纸浆制成;
; v) T6 O/ T+ Z, ^* u3 p& Y它使用最昂贵、最稀缺的材料,如黄金、金钢石制成;! e) [9 t& x. G. H% m  @; r
它使用最常用的高分子材料,如聚丙餘制成;
6 y( \: @  _2 O. ]) ?& z0 ^) P3 c它使用最尖端的火箭导弹材料,如精细陶瓷;* |4 b2 a- o  E9 k+ X
为分析扬声器低次谐波,我们还引用最前沿的混纯理论。5 Z+ Y5 a# l) \( J2 h8 o

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( J4 @$ k# z  K+ N+ J; g扬声器是制造快乐的产品,同时又是产生声暴力的产品:从文化、社会学、心理学角度看,扬声器是制造快乐的产品。人们看电影、听戏、听音乐、唱歌,扬声器为人们的快乐服务。扬声器是制造快乐的产品,刚开始有人没有意识到。一经点化,很快获得共识。但是在扬声器广泛应用中,一种被称之为声暴力的现象出现了。在一些扩声场合,一些人将音量极度加大,听众感受到一种很震撼的刺激。却不知这种高声压级会导致人们听力的衰退。由于当事者的无知、商业利益的驱动、监管的缺位,这种声暴力被部分人视为常态。7 V2 J" ^( ?. m$ l# [! Y3 g( B9 T9 m
! t& F" I7 w/ {* a) d2 I  e
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0 y/ y. n! f* |- X9 |! ~  Q我们对扬声器的认识尚处于初级阶段:电动式扬声器的出现到现在还不到100年。它终究是一个小产品,世界各国对它的研究投人都是不多的,中国同样也是如此。中国第一个科学发展纲要尚有“扬声器”三字,后来扬声器就很少进人科研的视线了。因此可以说“我们对扬声器的认识尚处于初级阶段”。
; R5 _# H# l, v7 ^" K  N3 e 3.jpeg ' O+ m  y/ V! r* a

( G9 W" ~9 D; X四、怎样分析扬声器
- c' d* z, M0 k8 U# n- V! J" p2 Y8 N( c* n5 b& c7 W1 t6 m
1.扬声器还没有一个完整的数学摸型6 O8 k- f" l' V# e
马克思说过,一个学科的数学模型可以说明它的发展水平。这话是很对的。对扬声器而言,扬声器还没有一套完整的数学模型。扬声器是有一个等效电路,但是等效电路只适合低频,尚不能对扬声器全面分析;扬声器系统还有一个高通滤波器的数学模型,但高通滤波器只适合低频,同样不能对扬声器系统进行全面分析。
$ Q, g1 k1 e$ m2 o) s" \5 a2 b. p9 R$ m2 ?/ i6 R
2.扬声器很多参数是小信号参数
. {/ A+ }  o9 r( f7 v在实际应用的时候,扬声器大多工作在大信号参数下。之所以采用小信号参数,是便于分析,便于找到一致的参照系统,便于比较。但是扬声器在实际使用中,却很少在小信号下工作。以失真为例,小信号的失真与大信号的失真是不同的。标准规定、研究分析的是小信号失真,而我们则在大信号下使用扬声器。这两者之间有相当的差异。
7 V2 U. S: C) ?
2 h, d# g' B4 j1 a. w  N3.扬声器的测试
6 ?9 y5 L- q, P$ e% @扬声器测试是在消声室进行的,保证了检测的一致性。但测试条件与使用条件相差甚远。在消声室内测试扬声器是一大特色。消声室是人工设计、制造的近似无声反射的空间,测试时扬声器固定、距离固定。而人们在聆听扬声器时,环境千差万别,声反射无处不在,而聆听者也不会稳坐不动。这就产生使用状况与测试条件的矛盾。
' L/ ], P. G- a8 n, w, Z
- U- `+ m- {# A, b8 Y9 D+ l4.扬声器的振膜) j6 t" N1 d' M; O% o0 N
分析认为,扬声器振膜低频是刚体振动,高频是分割振动。这种分析帮助我们对扬声器振膜振动的认识,这也为一些测试分析所验证,如用激光检测。当低频信号、高频信号同时进人时,振膜如何振动?振膜是按刚体振动,还是分割振动?这里遇到一个逻辑问题,一个非此即彼的问题。一个物体是刚体,就不能分割振动。有分割振动就不是刚体。
& w5 f6 @7 F2 U# a; u) g* [
1 j* s0 v# B9 E" d7 e5.材料变化与性能的定量关系) T+ s, S4 Q0 Q1 p
扬声器振膜材料的变化,会影响扬声器的技术指标和听音效果。我们已知道它与材料的弹性模量、密度、内阻尼有关,有一些定性和半定量的分析,其余就要借助设计者的经验与调试了。
6 ]$ A' Q7 g# D, L0 A) C1 C( z# F% ?' \! |8 _
6.主观听音评价的客观度量
$ u" X9 Z5 J8 G: k1 ^1 d扬声器客观的技术指标已有多项,而在扬声器设计、制造、研究的过程中,这些指标还在不断充实、补充、完善、增加。
! Q% D7 }; u0 h+ d
+ I: k% W7 v2 N: b扬声器的主观评价名词术语也有不少,但除了清晰度可以量化以外,大部分主观指标目前尚不能量化。这样就有两个问题:
5 n  ]( q% \/ M(1)主观听音指标可不可以量化?
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(2)主现听进指标和客观听音指标之间,能不能找到一些定量的关系。$ u5 x+ G3 {. J" i6 @" ?- B2 r
目前国内国外都有人在探索。
1 `$ }. v3 |8 C- U& {* i! [
3 L" ^) g1 ^) i) o7.各种软件在设计、试验、检测中的应用4 t) ]+ K* N! z, n
但有的时候会忘记了软件的局限性、条件性、近似性、非真实性。9 r2 O  _! T$ E1 C8 X: t
计算机及相关技术的发展,人们开发了多种电声软件。扬声器测试软件有LMS、CLIO、MLS、KLIPPEL等,还有各种扬声器设计软件,如LEAP、FinCone等。软件确实方便,但同实测、实际结果相比,只能起参考作用。
! e- r6 d- x9 q# K1 c1 d1 c3 y* j4 D6 n% z0 E7 u' I2 Z
8.我们对扬声器了解有限& X& b9 E7 O' q7 B- G& b5 H
综上所述,“不识庐山真面目”就是目前是写照。我们对扬声器还有很多并不清楚的地方。剪不断、理还乱、一团乱麻。这里的原因不全是我们智力的欠缺,另一个原因也是我们的投人不够。这也正是扬声器的魅力所在。也就是说,虽然扬声器属于一个小学科、小产品,但真要读懂它、弄清它,却要大手笔、大智慧、大气度。4 v7 G0 i( M$ ?6 U
4.jpeg   n( w1 j$ j4 k4 D9 E
; \- L& ]1 n; L0 ~5 ]! @
五、扬声器的技术人员可以做些什么?/ |8 Q+ |4 a# V
: W* d2 H1 O# L# \, T8 Z
1.树杆、树根、树梢,树大必须根深1 c  }3 l8 N, `3 _5 W# a, @- U
一部分中国人太喜欢树稍,太喜欢面子工程、太喜欢表面功夫,但根深才能叶茂,所以我们必须从基础做起。
7 E  }' k" ]' e- Q
3 a* b+ ]" v, H4 F$ e. J) Q  X/ f2.我们的电声理论准备不足
! i% m* Y9 O2 d" d我们的实验精神准备不足,我们的文化、音乐修养更是准备不足。扬声器产品与音乐密切相关,而我们扬声器技术人员中,如果说理论差距、实验精神方面的差距,经过努力奋斗尚可缩短。那么文化、音乐的差距的缩短,就决非一日之功、一月之功、一年之功了。
# f7 j9 m' ^: ?6 `2 j6 g, u, q" D4 l( l7 z* x$ [# k& E
3.良好的学习态度与学习方法
3 K) H* l/ Y+ B% G要有世界眼光,这里指不崇洋媚外,也不傲慢自大。实事求是,虚心学习。: f. X; }3 W. ]

7 Q/ Y- d, ^# J$ S4 G1 o  f) F4.扬声器行业的任务  G* R0 i3 Q8 a
扬声器行业并不处于风口浪尖,也不是关系国计民生的大行业,也不是炫目的技术尖端行业,更不是财源滚滚的高利润行业。扬声器行业是少有的能将社会责任、目标追求、个人兴趣、生活快乐结合在一起的行业。从这个角度讲,能成为扬声器行业一员也是一种幸运。2 q4 K7 H7 U# m0 h
/ ?. e1 }7 Y9 O' P$ g8 b
5.一花一世界
0 g6 R3 n& {3 K. ~. U我们在认识扬声器中认识世界,
( w+ I* V9 i+ j+ M2 K; L5 R我们在认识世界中认识扬声器。3 r5 C$ @, n* h* E7 D: z" [
我们在认识扬声器中学会做人," r0 m. L" e' P, s
我们在学会做人过程中做好扬声器。9 l7 r+ a& I2 O$ t9 j: u6 k

8 |5 B  q% m5 w8 S, @0 M% ]2 u6.治扬声器若烹小鲜7 Q, ^" d, V& C9 ?8 U7 P5 z
这里是套用老子的“治大国若烹小鲜”。
1 b0 j$ u' k; x: Q6 v# B: D8 ~
- ?* Z  ?1 {: O+ e& A好的菜肴要:
( @% G1 _; Q3 P8 F4 b; R- S" W(1)好的构思与设想;
! d* {8 Q( d* Z8 m4 y" u3 |, f(2)好的手艺;
# f+ s& l  V0 ?! l( w$ v3 z- f(3)新鲜的材料;: H4 J9 P& S/ w9 ?
(4)完善的加工设备条件;
( m/ k. F$ G) a) U+ b0 |4 e. j' |(5)色、味、香、形具全;8 k3 ~1 \9 P* {0 ?# `
(6)食者满意;
5 Y* P. L% h2 x(7)性价比高;
- H% Q: _, ^* h7 Q  h(8)环保、安全。这些和做扬声器是一样的道理。3 ?: v7 r" a6 B* F3 }
做好扬声器,管理同等重要,也是目前的一个薄弱环节。同先进国家的扬声器企业相比,我们不但在技术上有差距,同时在管理上也有差距。
& ]1 ^; `) `/ c8 X- |6 ?9 D- o' B- U
7.由扬声器大国向扬声器强国迈进$ H4 e1 {4 ]2 p4 A1 _: U
不怕困难,要有耐心。耐心有时比智慧更重要;
5 ]6 V) N' I" `$ x  w: o要有大气势、大决心、大度量、大智慧、大国胸怀;# f& B* G9 s( X* L# }7 T4 f0 G
用外国名牌单元、名牌部件不足以为荣,何日辉煌中国声。$ G& k3 c0 |/ N- D) R
扬声器的中国梦:要使扬声器与外国扬声器平起平坐、平分秋色
' a0 Y0 k5 X$ X, ?( h# t0 ^4 W  ~0 s/ \7 T: q
原文出处:家庭影院技术
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281920236 发表于 6 天前

281920236 沙发

6 天前

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lw1316 发表于 4 天前 Hao4K手机版

lw1316 板凳

4 天前

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