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Hi-Fi基础谈屏风式扬声器

2020-10-16 09:54:56     来源:爱威影音AVSTYLE     类型:转载



【HIFI说 2020年10月报道】屏风式Planar扬声器,也分电动式及非电动式两大主流,而以非电动式(Dynamic Loudspeaker)之静电式为Hi-Fi史上屏风式扬声器之鼻祖。屏风式,又名双极式(Dipole),前后都有出声,我们通常当双极式扬声器是360发声,其实它的发声扩散图形是一个8字,屏风边沿不发音。8 字形扩散屏是两个0的耦合,按设计者的理论及逻辑,两个0的扩散音压量可能一致,可能前大后x小,也可能前小后大。前小后大的逻辑,是应用较多反射音来构成音响舞台形象,Magnepan 屏风,便是将向前扩散面加以处理,令向后发射的音压量较大。Infinity 双极单元两侧在背面略加吸音,但又特别加装一只向后放射的高音单元。Apogee 屏风前后扩散量相等。此外,绝大部分双极放射的静电屏(也有单面放射的品种,例如已停产的 Janzen)都是前后同量发射。另外,以前和现在都有将普通圆锥形喇叭装成屏风式的,例如近来惹起发烧热潮的加拿大Mirage。

 



单看上一段,已可推测双面扬声器非常考究摆位,与及跟听音室音响效果有更大的纠缠关系。因为,双面扬声器是借重很多反射波来营造效果的东西,室内的驻波谐振,和房间的形状,对屏风的影响都比单面扬声器影响多得多。

结构方面,所有电动式屏风都大同小异,把圆锥形振膜演变成一块很薄很薄的“屏风",(或由一格一格单元组成),振膜的原料是铝,或其他合金或塑料。音圈的结构不一,Magnepan 屏风是把磁铁网一前一后将振膜夹在当中,达成推挽式工作。

 

非电动式扬声器主流,是静电式,又称电容式。振膜被夹在两面电极之间,形成一块可变电容屏。电极变动改变电容值,令振膜推动空气发声。

所有屏风式扬声器,若属开放障板(open baffle)式,屏前与屏后的声波便会在屏沿上互相碰撞,引起反相作用气漩,产生抵消低音效应。屏风面积愈大,滚降频率愈低。但屏风扬声器亦可以靠摆位技术来调节平衡度,令可闻的低频有所增加。以目前科技水平来说,一般巿面上流行的屏风,如 Quad ESL、Magnepan MG3.7 等,其可听回放频率在理想环境下可低至 50Hz。举凡屏风式扬声器,都有个共同点,就是没有声箱(薄箱身,作屏风状的不算),没有随声箱而来的音染,这特质已具吸引力。推挽式磁场控制的屏风,其反应速度敏捷,音色透明度高。Quad、Magnepan 等的弦乐音色,的确别具一格(有毒)。迷上它的人都说这是最像真的弦乐,无屏风不欢。此外,双面扬声器能提供很深很阔的 3D 音场。

 

屏风的双面发声特性,却是爱与恨的交织。它需要环境去配合,需要耐性去调校。屏风与墙的距离,是决定直接 / 反射波混合成份,屏风的 toe-in 角度,影响音场阔度,屏风的垂直角影响音场高度。上述摆位招数,虽然一样改变有箱(单面发声)喇叭演出,但远不及对屏风之干扰性。屏风的 toe-in 角度和垂直角之改变,可以因环境不同而产生相反效果。自由独立(free standing)离边墙背墙都相当远的大厅,便分分钟和体积较小,屏风与墙角颇贴近的中厅有完全相反效果。

 

屏风的优点,故此,对某些发烧友来说,也是屏风的弱点。有些人提起屏风就摇头摆手,因屏风靠和建筑的反射产生音场。反对派说,屏风也会因反射声而引起音染。单面扬声器的声波扩散,中、高频都向前,较易控制。双面扬声器所提供的人声和独奏乐器,通常声形较大,这是无可置疑的事实。

双面扬声器比较上输了超低频,配 Subwoofer 是一项对音乐平衡度及 Hi-Fi 常识的最严格考验。

 

零质量重的扬声器

理想的扬声器,其振动体质重是等于零。只有零质重发声体才有条件 100% 实时响应讯号的变化。零质量重的物质是空气。

50 年代,已经开始有电声专家着手研究以空气为振荡体的零质重扬声器。

一对电极在近距离跳火发出噼啪声,是零质重空气扬声器的发声原理。只要两电极有足够的电压,它们在放电时,就能发出巨大的声浪;行雷闪电就是这样。

最实际的零质重扬声器,是把空气控制在两个电极之间,产生电离作用(Ionization),同时令空气振动发声。

电离作用的副产品,一是离子(Ion),二是臭氧,三是极光(Plasma 即等离子区所发出的光采)。

最早出现的离子化高音单元(Ionized tweeter),上世纪60 年代由别超代理过。这东西不错可发声,但失真大,易坏,是高科技玩具。70 年代,欧洲 Magnat 推出原理相同但有颗头像煤气灯的离子化高音单元,外型娇美,音色相当透明。同时,美国有轰动一时之 Plasmatronic 高、中音衬电动式低音的体系。上述三款零质重扬声器,全部领教过。最「渣」的是首款 Ionized tweeter,最贵是 Plasmatronic。

三款零质重扬声器的共同点,是在操作时都产生臭氧,份量足以对人体有害,在美国被全面禁售。

 

未来扬声器

现代高科技,已进步到九分。在室内回放 Hi-Fi,若听室乐,听者会产生如置身演奏现场的贴身享受。平面扬声器已经是最接近真实的现场效果。现在还能长期留存下来的也就Magnepan和Martinlogan等少几个品牌。

另方面,电声界也在积极检讨 Hi-Fi 与现场的差别在哪里。新一派的音响回放学问,着重听觉心理。其实,Psychoacoustics 这门学问不是新课程。只不过从前的人连 acoustics 都不懂不理,Psycho 更属多余。


展望将来,扬声器设计要兼顾听觉心理学。目前,作为不插电代表的Magnepan和插电代表的Martinlogan可以说是走在了前列。又或将来的扩音设计把一组线与内耳及脑部神经中枢耦合,音响讯号直接输入人体,在真空里也听到 Hi-Fi。