在音響的世界里面,揚聲器是最重要的因素,因為他決定大部分發(fā)出聲音的音質(zhì)跟音色喇叭如何發(fā)聲?
喇叭構(gòu)造
每一個揚聲器(喇叭)中必有內(nèi)含單體,單體是揚聲器作動的最重要組件,而根據(jù)單體「發(fā)聲方式」的不同,可分為動圈式、電感式、靜電式、平面式、絲帶式、號角式等等。目前市面上所看到的喇叭,大部分都是采用「動圈式」。
下面講一下喇叭各個組件的作用
(1) 振膜 : 振膜是用來直接推動空氣,進而產(chǎn)生聲音。
(2) 防塵蓋 : 防止灰塵進入。
(3) 音圈:環(huán)繞在音圈上的線圈組。音圈和磁鐵組成了揚聲器的驅(qū)動部分。
(4) 磁鐵 : 通常由鐵氧體或強力釹制成。
(5) 定心支片 :連接振膜和音圈為振模震動提供恢復(fù)力。
(6) 框架:框架為單體的骨架,其他元件都安裝在這上面。
(7) 懸邊:振膜邊緣外的橡膠稱為懸邊。
現(xiàn)在大多數(shù)的喇叭都是動圈式單體,而它的發(fā)聲原理,當(dāng)喇叭接收由訊源設(shè)備輸出的電訊號后,電流通過單元上的線圈,電流的正負(fù)電使單體上的線圈產(chǎn)上磁場反應(yīng),且通過線圈的是交變電流,正負(fù)極是不斷變化的,由于正正 排斥 振膜往內(nèi)收,正負(fù) 振膜往外擴,一收一擴之間產(chǎn)生的聲波和氣流,就會發(fā)出聲音了。
單元中用到的磁鐵、音圈線材、振膜、還有懸邊等的材料隨著多年發(fā)展變得非常多樣化,但其實目都是希望可以更準(zhǔn)確重現(xiàn)音樂原本的聲響效果。以振膜為例,就需要選用堅韌、變形少的物料,常見的材料有紙盆振膜、塑料振膜、金屬振膜和合成纖維振膜這幾種,還有如其他石墨纖維、玻璃纖維、碳纖維等材料。
紙盆振膜 : 常見的振膜材質(zhì),技術(shù)最為成熟,聲音特性平滑自然,不帶有個性鮮明的刺激部分。紙盆重量輕,能量轉(zhuǎn)化效率高,且由于內(nèi)部纖維的相互交織,傳輸過程中的能量可以被很快吸收,因此紙盆的阻尼特性也比較理想,不過缺點由于材質(zhì)的特點,紙盆對溫度和濕度變化比較敏感,環(huán)境變化會對聲音造成影響。
塑料振膜 : 一般由聚丙烯材料制成,簡稱PP音盆。相對于紙盆,PP音盆在防潮防水效果方面勝過許多。PP音盆同樣具備出色的阻尼特性,聽感上柔順自然,而缺點方面,PP音盆的剛性相對一般,表現(xiàn)高頻較豐富的音樂并不適合,容易產(chǎn)生失真現(xiàn)象。
金屬振膜 : 一般金屬材質(zhì)給予高貴、喧嘩個性的感覺,在聲音方面的特點鮮明。一般由鋁或者其合金材質(zhì)制成,相對其它金屬穩(wěn)定,重量輕。金屬振膜剛性出色,因此在動態(tài)和解析力方面表現(xiàn)出眾,但金屬振膜偏重,而且阻尼特性并不算好,因此對單元的驅(qū)動與控制并不簡單。
合成纖維振膜 : 合成纖維振膜能夠聚集各類特性優(yōu)點的振膜材質(zhì),這種材質(zhì)從航空軍用材料移植過來,擁有很高的強度和剛性,而且自身重量輕盈,這些優(yōu)點極為適合作為單元振膜。由于制造成本偏高,常用于一般在高級揚聲器,如知名 Focal 常使用的 Kevlar 人造纖維振膜。
喇叭單體分類
揚聲器內(nèi)的喇叭單元設(shè)計的種類很多,最簡單的一種就是一個單元就負(fù)責(zé)所有音頻范圍,也就是「全音域」單元的設(shè)計,多見于超小型喇叭、藍(lán)牙喇叭。但是目前的技術(shù)而言,沒有一個單體可以完美的負(fù)責(zé)所有頻率。
另外一種是「同軸式」單元,使用兩顆以上的單體分工負(fù)責(zé)全頻段的聲音,且兩顆單體的開口都在同一直在線,通常低音單體的軸心上再加上中音、高音單體,有分音器。
而要求較高的的喇叭就至少是「二音路」分音的設(shè)計,喇叭前面有兩組單元,分別是「高音單元」及「中低音單元」出聲。市面上多數(shù)書架喇叭多采用這種設(shè)計,部分落地型喇叭雖然都是二路分音,不過就會配備兩組或以上的中低音單元。多音路設(shè)計運作過程,由擴大機驅(qū)動的電流訊號,會先經(jīng)過分音器,將高、中、低頻音訊分配到對應(yīng)的高、中、低音單元上發(fā)聲,然后「混合成」成我們聽到的聲音。
高音單元
高音單元通常位于喇叭最上面的單元,這樣的擺位主要是因為高頻音波的擴散性較低,稍微偏離單元指向的方位就會衰減得厲害,所以通常都會設(shè)計水平接近于耳朵的位置。高音單元通常負(fù)責(zé)重現(xiàn) 2,000Hz 至 5,000Hz 以上,直到 20kHz 的高頻音效,當(dāng)然,視乎單元、分音設(shè)計的不同,另外研究顯示,雖然人耳的聽力范圍是 20Hz 至 20kHz,不過20kHz 以上的超高頻普通人其實仍可感受得到,可以擴大聆聽者對于音樂音場跟氣氛感覺,所以有部分高階喇叭的高音單元可以重現(xiàn) 30kHz 甚至更高頻率的音樂,高音單元多數(shù)采用球頂形(Soft Dome)設(shè)計。超高音單元通常位于喇叭的最上面。
中音單元
中音單元 : 負(fù)責(zé)最主要音域 ,注重人聲表現(xiàn)中音單元常負(fù)責(zé)的 200Hz – 5,000Hz 頻段,正好是人耳日常聽到最多的頻響范圍,包括大部分的樂器,例如鋼琴、吉他等,此外,最重要是人聲也大部分落在這個頻段。所以人耳對于中音最為敏感,一旦出現(xiàn)一點點的失真,都很容易被察覺到。當(dāng)然并非所有喇叭都有獨立的中音單元大部分是由一個中低音單元同時負(fù)責(zé)中頻及低頻。
低音單元
低頻對于看電影跟游戲來說更為重要,甚至獨立出來一個超重低音來負(fù)責(zé)更低頻率的聲音部分,低音單元多數(shù)會負(fù)責(zé) 200Hz 至 80Hz 以下,直到20Hz 甚至更低的頻段。通常愈大尺寸的單元,就愈有能力展現(xiàn)更低頻的頻段,5 吋、6 吋都是常見的尺寸,甚至大到 10 吋都有。而通常揚聲器會有低音反射孔,以增加低音單元的效率,低音反射孔比較常置于喇叭后方,不過也會有前置的設(shè)計,另外因低頻較無方向性的關(guān)系,超低音喇叭的擺位并不太需要費心。獨立的超重低音單體,負(fù)責(zé)20Hz–200Hz頻段部分