喇叭的发展史（三）

audioapp · 发表于 2015-9-19 06:49:57

气垫式喇叭
除了单元本身的改良，从五○年代开始，工程师也在音箱上动脑筋，希望用同样的单元就能表现出更好的效果。其中最著名的设计有两种，一种是气垫式喇叭，一种是传输线式喇叭。
1958年立体声唱片问世，音响进入立体世界，喇叭不像唱头等需重新设计，消费者多买一只同型喇叭就可以了。但也正因如此，体积庞大的喇叭不再受到青睐，大家需要小巧又有足够低频的新产品，气垫喇叭应运而成。造成气垫喇叭流行的背后功臣，应该是晶体扩大机，他提供了不发热的大功率，来应付气垫式设计带来的低效率问题。气垫喇叭同时也是大功率扩大机的幕后原凶，七○年代许多人都有这样的观念；不是大出力扩大机就不好，不是气垫式喇叭就不够高级。
　　气垫式也就是密闭式的一种设计。当单元运动时，如果背波传到前方，会造成低频讯号抵消，所以有无限障板的概念产生。一个密闭的箱子也可以当作无限大障板，使前、后波彼此作用的机会降到最低。低音反射式则是无限大障板的衍生设计，由于锥盆的尺寸大小与共振频率会限制喇叭的低频表现，所以在装一个具有开口的音箱可延伸低频响应。开口的大小由音箱体积和单元的共振频率所决定，当音箱反射发声相移，使开口和锥盆发出的低频相同而产生加强效果。
　　1954年AR的创办人Edgar Villchur推出气垫式喇叭，改善一般密闭式音箱的刚性空气导致低频快速衰减的问题。动圈式单元通常是由锥盆与音圈构成，锥盆边缘由弹性物质支撑，这使得它无法有自由空气振动频率。如果在气密式音箱中塞满吸音材料，扬声系统会产生有比单独驱动器还高的振动频率，Edgar Villchur把自由空气振动频率约10Hz的单元装到1.7立方呎的气密音箱中，扬声器共振频率提高为43Hz。这种设计一方面使系统的失真大为减少，一方面还能发出深沈的低频，缺点则是效率大为降低。
传输线式喇叭
　　传输线式喇叭最早称为迷宫式设计，喇叭单元被装在音箱的一端，透过一个复杂而且很长的调协通道，单元的背波从另一端的开口被扩散出来。第一个迷宫式设计是Banjamin Olney在1936年为Stromberg-Carson所设计的，他将一个共振频率为50Hz的单元装入迷宫式音箱中，结果其共振频率降到40Hz，并且在40Hz的半波75－80Hz获得增加，从而产生良好的低音。但他同时发现响应曲线产生不少峰值，这些峰值来自音箱通道本身的共鸣，于是他在通道里铺设吸音材料与导板，把150Hz以上的频率在开口处截止。迷宫式设计可以获得良好的低频延伸，但它的制作麻烦，又比不上经济的低音反射式获致做简单的密闭式有竞争力，所以五○年代Carson再度推销迷宫式设计，仍然没有成功。等到六○年代中期迷宫式喇叭重出江湖时，它有了新的名字－传输线式喇叭。
　　传输线式可以说就是在通道中塞满阻尼物的迷宫式，其理论是由英国布拉福特技术协会（Bradford Institute of Technology）的A.R. Bailey教授所提出来。他认为低音反射式音箱由于急遽的低频衰减，容易导致铃振，就像用电子方式突然的把低频切掉。如果在扬声器背后设计一个无限通道可以吸收背波的反射，就能消除扰人的驻波，所以他用长纤羊毛等吸音阻尼物来替代无限的通道，极低频的音波波长较长而可以从通道口逸出，增强了喇叭的低频效果。Bailey教授的设计一度被许多厂商采用，包括IMF、Infinity、ESS、Radford等，它们有的是把通道当成增强低音之用，有些则专做阻尼之用。迷宫式的出口截面积通常等于或大于单元振膜的面积；传输线式的通道是逐渐缩小，出口截面积小于振膜面积。
　　英国Robert Fris曾推介一种传输线的变体设计，名为「分离耦合抗共鸣线」DaLine（Decoupled Anti-resonant Line），这种设计号称没有共鸣现象，而且可以使用小尺寸的单元而获得良好的低音，也比大尺寸单元有更好的瞬时效果。目前并没有标榜以DaLine设计的喇叭，不过一些低音反射式音箱却从这里得到灵感而进行改良。习惯于密闭式或低音反射式设计的人，对传输线式设计一直有意见，传输线式较大的体积、复杂的结构，以及难以预期的效果，也阻碍了他的发展。目前生产传输线式较有名气的厂商，只剩英国TDL（前身就是IMF）与PMC，PMC以传输线式成功的设计了录音室鉴听喇叭，再度引起大家对传输线式的兴趣。
全音域喇叭
　　喇叭单元从单一的全音域设计，逐渐发展成多音路设计，工程师发现到不同频率单元间有许多衔接的问题，包括分频点、分频斜率、灵敏度、相位等都可能产生误差，于是有两种新的思考方向被提出来，一种是全音域喇叭，一种是同轴喇叭。英国Goodmans曾请E.G. Jordan设计AXIOM80单元，是针对录音鉴听所设计的，也是全音域单元的长青树。Jordan与另一位英国人Watts在1964年组成了Jordan Watts公司，当时所推出的Model Unit单元一直持续生产了20多年。这个单元采用十公分的金属振膜，铍青铜制的音圈，以及方形的框架，非常有特色。1975年Jordan Watts推出的Flagon花瓶状全音域扬声器，一直到今天还在生产，是少数像艺术品的喇叭。1932年创立的英国Wharfedale，在二次大战前后也推出不错的全音域单元，1958年老板换人后，开始往计算机等尖端科技发展，放弃了全音域单元的发展。英国另一家Lowther倒是始终坚持，60多年来一直浸淫于全音域单元领域中，它们单元的特色是白色独立边缘、中心均衡器等，现在台湾仍可买到它们的产品。
　　日本方面有多家全音域单元制造商，一度与Pioneer、Onkyo并称为扬声器三大老铺的Coral，曾推出20公分大的全音域单元。Diatone在1946年成为战后最早生产全音域喇叭的公司，它们采用OP磁铁得到很大成功。1947年与NHK合作开发了P-62F单元，作为广播鉴听之用，之后改款为P-610，整个系列畅销将近40年，成为日本音响史上的一个传奇。

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