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汽車揚聲器設計安裝影響Hi-Fi效果

   在汽車音響領域,人們一直在追求這樣一種效果:坐在汽車裏就如同坐在舞台前,所有的聲音都是從前擋風玻璃處發出來的,閉上眼睛,就如同感受到身處演唱會現場,每種樂器的音響都可以達到最佳的重播效果。這就是我們通常所說的專業級的Hi-Fi(High Fidelity高保真)效果。

  達到理想的Hi-Fi效果,關鍵是做到聲源同步和各頻段信号的放大比例相同。這時家用音響來說并不是件難事。因爲家用音響的高中低頻單元都放在同一個固定的箱體裏,而且所有的音樂信号都經過同一台功放加以放大,放大比例一緻也就比較容易達到一個優良的音色平衡度。但汽車音響不同,由于安裝位置的局限,超低音單元通常隻能安裝在後面行李箱、中低音單元一般隻能安裝在車門的下前方,高音單元則一般安裝在A柱附近。這樣出來的效果很可能隻聽到前面的高音與從後面傳來的低音,而中音部分則顯得較弱。引外出于不同單元的放大及功率要求不同,汽車音響一般隻能采取多台功放驅動揚聲器的方式(許多設計低頻部分就需由多台功放放大),因此音色平衡度方面很難達到一個理想的水平。

  解決這些難題涉及的因素很多,揚聲器的選擇與設計是其中的關鍵之一。

  設計安裝直接影響Hi-Fi效果

  對從專業角度講,具有優秀音色平衡的Hi-Fi效果可通過前置聲場效果(聲響效果感覺前置)、聲場定位(不同音源在聲場中定位準确)、空間感(低音的回響效果對音響效果的空間感受)、重播效果(聲音還原保真效果)、聲像效果(音質、音色及畫面質量效果)等方面分别考核。

  良好的聲場定位(STAGING)主要取決于設置在駕駛室前排的高音單元和設置在駕駛室左右的中音單元。因爲人的聽覺系統主要是靠中音頻率部分的聲波到達左右耳朵的先後來進行聲源定位的。安裝在A柱附近的高音揚聲器與安裝在車門下前方的中音揚聲器隻有達到協調的頻繁匹配才能形成協調的聲源一緻感。同時考慮到聽衆的位置,左右中音揚聲器的放聲角度還要根據不同情況反複計算,準确調校,隻有這樣才能使汽車音響要達到良好的聲場定位。

  要達到良好的前置聲場效果(包括低音也是從前面傳過來的)主要取決于中低音單元揚聲器的配合。人類的聽覺習慣十分微妙,它主要通過中高音頻率對聲源定位,隻要中高音頻率與低音頻率相協調,即使低音來自你的身後,因爲通過中高音頻率已認定音源爲前面,人類聽到的低音依舊認爲是發至前面。同時研究表明,中音單元(一般揚聲器的口徑是5.25″和6.5″)的下限頻率越低,對營造這種前置聲場就越有幫助。所以選擇超低音單元揚聲器時,一般要根據前揚聲器)的口徑尺寸來配合選擇的。如中低音單元是5.25″口徑的,宜選擇8″或10″的單元作超低音揚聲器,如果是6.5″的中低音,可選取15″以下的單元作超低音揚聲器。

  空間感(AMB)對于重播效果的好壞的影響,很大程度上取決于超低音的表現。從聲學角度講,音樂實質上是揚聲器紙盆振動推動空氣運動,進而被人耳接受的過程。由于每一種揚聲器自身結構及參數的不同,推動空氣的壓力及産生的波長都不同,在不同車廂内的反射效果自然更爲複雜。所以汽車音響能否達到理想狀态下的重播效果,既取決于揚聲器本身的性能(是否有足夠的深度和廣度),也取決于不同車型對揚聲器重播效果的影響。根據發聲方式的不同,現時的超低音揚聲器有很多種類型,如密封式、反射式、帶通式等,帶行李箱的小轎車宜選用密封式和反射式揚聲器,而帶通式低音揚聲器應用在面包車、吉普車裏則往往有很好的效果。

  揚聲器品質是實現Hi-Fi效果的根本保證

  揚聲器的品質是實現Hi-Fi效果的根本保證,這首先表現在高音揚聲器上。由于高音聲波對揚聲器振膜沖擊較大,爲了實現準确不失真的高音效果,就要求揚聲器振膜質量較高。此外出于聲場定位要求,可選擇回響方向也是車用高音揚聲器的要求。爲此汽車高音揚聲器多采用钕鐵硼半球型絲高音揚聲器。其钕鐵硼磁體體積小而磁力強大,音膜使用純絲質軟性振膜,這種高音揚聲器聲音自然而豐滿,高音清晰可辨。也有采用純碳圓頂式高音喇叭、圓頂式塗苯乙烯橡膠的聚脂高音喇叭,但其音質表現略有不足。高音揚聲器多安裝在汽車儀表闆兩側和兩側門上方,通過特别旋轉支座選擇回響方向。   

汽车中低音扬声器不仅担负声场定位的重要作用,音乐的主要表现也集中于中音单元。可以说中音单元的表现效果是汽车音响的灵魂所在。从音乐欣赏与技术性能角度讲,中音扬声器特别要求灵敏性、专业Hi-Fi标准要求阻抗为2欧姆时,音响在20HZ到20KHZ间低度失真THD值不应多于0.1%,以期准确表现音乐细节。此外大音量时的大功率表现、长时间工作的耐热性与抗疲劳性也是中音扬声器的重要考核指标。为此汽车中低音扬声器音盆材料多用聚丙烯,这是因为由丙烯聚成的高强度热塑性树脂聚丙烯不仅具有优秀的抗湿性、耐溶性,而且耐热性能极为卓越。聚丙烯十分强韧,既受得了功率猝发,也经得起大音量通过,同时具有高灵敏性,能由适当的阻尼效应,展现出清晰而精细的音乐神韵。汽车中低音扬声器多使用碳铁掺合聚丙烯盆膜。音圈使用的聚酰亚铵耐热性良好,也是大功率扬声器音圈筒管的材料。盆边则使用天然橡胶的皮边以防止畸形和疲劳。   

    汽车音响的大敌是发动机音、行驶振颤音与风声,这部分声音主要集中于低音部分,克服这些噪音以及汽车内部结构条件致使的低音效果削弱问题,是汽车低音扬声器的首要任务。此外表现出浑厚深度的音响效果更是众多汽车音响发烧友的要求所在。这就是说,要想保持整个音乐的音调平衡,听起来富有深度、广度,就要适当提高低音单元的放大比例。此外要想保证音乐的清晰纯净,就要提高扬声器的大功率下性能表现。为此汽车超低音喇叭一般采用强度高的精铜和铝质盆架使之具有整体稳定性:镀金端子具有优质的导电性能并可防止氧化腐蚀:特殊的防弹强化鼓膜为浑厚的音乐提供震憾之源,环氧树脂涂覆纸盆及大型锶合金磁体也都能有效提高整体性能。对于低音的屏蔽要求,汽车低音扬声器一般采用箱式或筒式,也有利用汽车整个行李箱为屏蔽.

     良好匹配也相当重要

     实现理想的Hi-Fi效果与主机、功效和扬声器之间的系统匹配也有切实关系,这主要取决于扬声器的频率表现范围与分频效果的契合,这也正是安装汽车音响多采用同一企业产品的原因之一。但许多汽车音响高手还是喜欢择选不同企业各自优质产品匹配安装,当然这需要对这些产品的深入了解和对汽车音响的深知三味,这大概也是汽车音响发烧的乐趣之一。

   无论是成为一个专业水准的发烧友,还是拥有一套专业级的汽车音响都不是一天之内可以达到的。但同欣赏音乐一样,我们还是有理由先从扬声器开始,毕竟它是离我们最近的音乐之源。

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