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[扬声器] 大型扬声器之Hartsfield发展史

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发表于 2023年09月03日 16:55 3478 3 来源:高级Hi-Fi> 扬声器 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |

小uu 帖主

2023-9-3 16:55

在电声历史的不同时期,依据每一个时代的技术与生产条件,人们制造了各种类型不同、风格迥异的扬声器。

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几十年来,扬声器的主流产品从大体积转变为小体积,从励磁和钴磁转变为粉磁,从号角驱动头转变为锥盆,高音振膜从金属转变为丝质和钻石……在不同的物理材质和设计出发点之下,声音的变化不可谓不巨大。时至今日,仍然有众多资深级老饕使用七八十年前生产的古董音响听音乐。大家不禁要问,科技更新和技术迭代如斯,为什么还有人如此固执地抱残守缺?难道扬声器和相关音响设备发展了近百年,并没有取得彻底和革命性的进步?极致的好声音,包含音质和音色、频宽和厚度、速度和细节等诸多互相制约的因素。不同时期的扬声器,根据自身的物料和设计特性,往往在不同的声音要素上有所侧重,却无法在所有层面上达到全优。这就造成了不同时期、不同类型的扬声器各有特点、各有拥趸的情况。“大型扬声器”专栏将分析从古到今不同风格扬声器的物理特性和设计出发点,整理出“声音重播”的发展和变化脉络。通过全景式的视野,探寻特定扬声器由物理特性和设计出发点所决定的声音特长,为每种风格扬声器提供具有严谨思路的搭配依据,避免盲人摸象式的随意搭配所产生的“混乱声音效果”。希望能为广大发烧友和爱乐者找到适合自己的扬声器、成功搭建声音表现力全面的音响系统,继而欣赏那些激动人心的音乐,略尽绵薄之力。在人类发明声音录制技术的早期阶段,重放声音甚至不使用电力。由机械发条提供转速、唱针与沟槽摩擦产生机械振动,并通过号角将其放大,重放出录制的声音。

a2197cef861ea4da6ad52aa74a8e7562.jpg 最早期的“声音重播”采用的是不用电的“全频喇叭”
这种不插电的“全频喇叭”频宽非常窄,声音的厚度和细节等音质指标也很差,真的就是“听个响儿而已”。此时的录制和重放技术还处在不成熟的阶段,这一时期留下来的产品,可以说是最早期的古董音响,但它们无法作为欣赏音乐的设备在今天为大家选用。
西电(Western Electric)在上个世纪初,发明和完善了电声技术。工程师把微弱的声音信号通过电子管放大器放大后,驱动较大面积的发声振膜,再通过号角将声音扩散出来。这种方式产生的声压和能量已经可以满足座位达几百人的影剧院使用。即使在今天看来,这样的效果也是非常惊人的。

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西电594a的发声振膜

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西电594a驱动头和24a号角

大家知道,人耳可闻的频率范围在20Hz-20000Hz这个区间内。通过发声振膜重播各个频率的声音,中频是最容易实现的。重播高频需要极小且轻薄的振膜,以实现极为快速的震动。重播低频需要大面积且高刚性的振膜,以实现庞大的能量(大家可以想象一下,迪厅里滚滚低频带来的体感需要多大面积的振膜才能实现)。

在当时的技术条件下,西电594a驱动头配上24a号角,已经可以实现300Hz-12000Hz的播放,搭配18寸的4181低音单元和7395十字障板组成两分频系统,已经可以实现70Hz-12000Hz的声音重播。

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7395十字障板,请注意画面中间那个小圆洞的直径是18英寸,大家可以推测一下整个障板尺寸是多么巨大

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24a号角和7395障板组成的两分频西电系统
这样一套系统放到今天的Hi-end语境下仍然具有极大的不可替代的优势。

一、  高灵敏度带来声音能量、质感和厚度优势‍
几瓦到十几瓦的胆机功率,可以让这套系统发出的声音充满几百个座位的影剧院并实现均匀的声压。反观现代音响那些张牙舞爪的巨型喇叭,由于其低灵敏度特性,即便配以半人多高的功放,仍然发出紧缩的、强努出来的声音。

二、  高灵敏度带来细节表现力优势‍
高灵敏度之下,音乐里的微动态、微表情,比如女声唱歌若有若无的气声和转音,将得到充分的表现。现代低灵敏度喇叭,比如ATC,需要把它推得白热化,才能把音乐里的弱音浮现出来,否则声音会滞重不灵活。大家尝试用ATC音箱播放女声唱歌,会发现这位女歌手不再是自己熟悉的那位,她的歌唱技巧莫名其妙变差了,声音变笨变直。

三、  低分频点带来声音纯净度和音乐流畅性优势
西电594a的分频点低到惊人的300Hz,等于使用一个单元涵盖了人耳最为敏感、绝大部分乐器基础音所在的声音区间。播放这个声音区间内容的时候,音乐没有经过分频点破坏,相当于全频喇叭的效果。大家可以想象一下,德国疯子、Lowther等全频喇叭流畅的乐感和声音的纯净度。现代喇叭的高音分频点一般设置在2000Hz上下,等于在人耳最敏感的频率区域做了分频。声音被切割后,高频和中低频用两个不同的单元发声,要达成最终声音的融合度和流畅性,对分频器的设计要求就极为苛刻了。并且再好的分频器设计,也无法完全避免分频后对声音透明度和流畅性的损失。

四、  大尺寸低音带来低频速度和清晰度优势‍
所谓低频的速度快慢,在于音乐起的时候低频能够快速起,音乐收的时候低频能够快速停。现代低音单元普遍尺寸较小,为实现低频量感,必须要加大冲程,冲程长了,起动和收停都变慢。现代低音单元为追求低音下潜,必须提高音盆的刚性,所以音盆质量比较重,较重的音盆起动和收停都变慢。现代低音单元装入音箱后,容易诱发“箱声”(少部分特别设计的惰性箱体除外)。“箱声”不仅影响低频清晰度,且无法在低频停止时同步停止,会成为低频延迟的尾音。大家设想一下,直截了当、如快刀切豆腐的低频,和拖泥带水、含混不清的低频,哪一个对呈现音乐的感染力有帮助呢?

【一些发烧友对“有限频宽”的诘问】
有发烧友可能会质疑:这种老古董连基本的频宽都做不到,还谈什么高保真呢?看起来这样的疑问是建立在一个假设的基础之上,就是现代音响系统大部分是全频宽的。

但实际上并非如此,现代音响系统要实现全频宽,也必须额外增加超低和超高来实现。未经过这两项措施的现代系统,在频宽上会比古董号角系统的70Hz-12000Hz高一些,大约在40Hz-18000Hz上下。看起来现代音响的频宽往高、往低各延伸了一些,但在中频的厚度、能量和透明度,低频的速度、量感和清晰度方面,均有极大的弱化。

所谓“高保真”,要看声音的整体评价,个别的声音指标,是不具指导意义的。电话发明之后,模拟的声音信号常常需要数千公里的长距离传输,途中经过多次中继放大,催生了电子管放大器。

电子管放大器、号角驱动头和大尺寸低音单元组成的两分频音响系统,又直接推动了有声电影的产生。从以上两项我们可以看到,现代电声技术产生于大规模的专业应用领域,并不是为家庭需求而生的。

后来,人们把用于影院的音响设备,向下移植到家庭环境,服务于居家欣赏音乐的需求。JBL的著名音箱Hartsfield,就是这种向下移植的结果。它保留了影院系统中高音驱动头和大尺寸纸盆低音的两分频方式,但对体积进行了缩小,相关原理做了一些简化,以适应家居条件下相对局促的摆放和使用环境。

至于具体做了哪些简化,在声音特性上保留了影院系统的哪些优点,有没有产生新的缺点,留待我们下期再叙。‍
文章转自大型扬声器
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独舞未央 2

2023-9-5 01:15

每种喇叭的听音风格都不同,我有一对七八十年代的国产北京鸿雁16寸16欧姆的喇叭,据说是德国蔡司的技术,听人声非常好,听别的就不行
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小uu 3

2023-9-9 12:11

独舞未央 发表于 2023-9-5 01:15
每种喇叭的听音风格都不同,我有一对七八十年代的国产北京鸿雁16寸16欧姆的喇叭,据说是德国蔡司的技术,听 ...

是的,您说的这个是古董级别的了,那时的影音器材可都是实打实的好。
您也是挺有耳福的
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13697425304 4

2023-9-24 11:54

第一幅图,给人很震撼的画面感
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