turboman206的部落格

        首先，我們來談談如何認識一個喇叭單元，這是我們每個生產廠家、每個揚聲器系統設計人員要面對的一個最基本而又是最重要的問題。根據我國目前的生產和工程   設計的實際情況來看，可以從以下六個方面的客觀物理特性來認識喇叭單元。（注：主觀聽感是認識喇叭單元的另一種重要方法，隨著科學技術的進步，客觀物理特性的描述與主觀聽感愈來愈趨於一致。也就是說，隨著科學技術的發展，我們將能夠用客觀物理特性的描述來表達主觀聽音的心理感受。）

一、T/S參數

       T/S參數是由THIELE和SMALL先生首先提出的揚聲器系統數學模型的基本參數。

    小信號參數包括四個基本參數：

1.                   Fs為揚聲器單元的諧振頻率。

2.                 Vas為揚聲器單元的等效容積。

3.                Qes為揚聲器單元的電Q值。

4.                Qms為揚聲器單元的機械Q值。

                   大信號參數包括兩個基本參數：

   1.    Pe（max）為揚聲器單元的散熱能力所確定的最大功率額定值。

   2.  Vd為揚聲器單元振膜在最大振幅時所推動的體積。

            上述參數主要是向我們提供了模擬和設計喇叭單元在諧振頻率附近的頻率響應特性的依據，通過合理地優化箱體結構參數，從而達到我們所期望的揚聲器系統頻率響應，用以滿足不同的使用場合和不同的使用要求。從某種意義上講，T/S參數沒有更好，只有更合理和更合適。例如Fs/Qts的比值在那個範圍適合那一類聲箱系統，Vas如何取值更為合理等。T/S參數最重要的是它們如何搭配和優化。

            在這里需要指出的是，T/S參數的實際測量誤差應引起足夠的重視。T/S參數誤差過大，會導致在系統設計的過程中的理論值與實際值偏離過大，甚至失去T/S參數的指導意義。在實際工作中有以下幾個方面皆會引起測量誤差。

      1. 不同的測試方法引起的誤差。如定壓法與定流法的誤差，容積法和加載法的誤差。

      2. 在加載法中選取加載量引起的誤差。根據經驗，定壓法比定流法對加載量的大小更為敏感，引起的誤差更大。

      3. 不同的測試電平引起的誤差。定壓法和定流法均存在同樣的問題。

      4. 測量運算中給定值引起的誤差。如“振動面積”、“直流阻抗”等參數，尤其是“振動面積”對測量結果影響很大。

      5. 其他因素引起的誤差。如測試環境、被測喇叭單元放置的方向、測試電纜的阻抗大小等。

             下圖是ROGERS旗下的LS系列LS33音箱中低單元（型號為：DU-160-LS2a/2）的T/S參數，該參數由LAUD系統給出，是採用定流法測試的。

                 

         二、頻域特性

               頻域特性由幅頻特性和相頻特性組成。這一客觀物理特性描述了喇叭單元在頻率軸上，隨著頻率的變化其響應幅值和相位的變化情況。過去人們都比較重視幅頻特性對音樂重放的影響，現在人們也越來越重視喇叭單元的相頻特性對音樂重放的影響，尤其是對揚聲器系統音樂重放的影響。

                下述兩點應引起注意：

         1. 幅頻特性中的低端部分。這一部分的響應（尤其是100Hz以下）與測試環境和測試條件相關很大。如是否消音室、是否近場、使用障板的大小、使用箱體容積的大小等，這些都會使低端響應產生很大的差別。一般地說，在非消音室和非近場的條件下，100Hz以下的幅頻特性曲線資料是不可靠的。因此，在觀察喇叭單元的幅頻特性時，應注意其測試環境和測試條件。

         2. 幅頻特性中的高端部分。特別要注意的是1.5--4.5k的這段響應，不應有過大的峰谷。首先此處是人耳最為敏感的頻段，對音樂（尤其是人聲、弦樂）的重放效果影響很大。其次這也是二分頻系統的分頻點頻段，過大的峰谷，其相頻特性也比較差，導致高低單元對接不好，造成此頻段的相位失真過大而影響重放效果。

         3. 相頻特性中3K-6KHz段部分。低音單元在此段的相頻特性都比較差，相移比較大。從系統的角度來看，應盡量避免選擇相移比較大的頻段作為分頻點。

                下圖同樣是ROGERS旗下LS33音箱6.5"中低單元的頻域特性曲線,使用的是LAUD系統測試（非消音室下近場）。上半圖給出的是真實相頻曲線，下半圖給出的是幅頻曲線。從相頻曲線可以看出6k-8k處相位變化過大，應避免使用該頻段，並提示該單元的分頻點應為2k附近較為合理。

                   

                下圖是SEAS的黃金系列excel-w17ex 6.5"單元的幅頻曲線。從該曲線來看，該單元有不錯的中頻特性，但在曲線的高段(3.5k-6k)處有10dB的峰。看來這個價格不菲的單元也有不盡人意之處。該特性曲線是由LMS系統給出（非消音室下近場）。LMS系統不能給出真實相頻特性曲線。

                  

                下圖是Vifa的3/4”高音單元（型號為：D19TD-0508）的頻域特性曲線。從下圖看來它的主要不足之處是低端延伸不足，其相頻特性還滿不錯的（非消音室下近場測試）。

                   

            三、時域特性

                   時域特性這一客觀物理特性描述了喇叭單元在時間軸上，隨著時間的變化其頻域特性的變化情況。時域特性不僅在頻率的變化過程中描述了喇叭單元的響應狀態，而且還在時間的變化過程中描述了喇叭單元的響應狀態，也就是從三維的角度全面地描述了喇叭單元的響應特性。這點很重要，但往往被人們所忽視！應該注意到，很多主觀聽感的評述，如聲低是否干凈，背景是否清晰，層次是否分明，音場的深淺等均與喇叭單元的時域特性有密切關係。由於喇叭單元不同的時域特性才賦予揚聲器系統千姿百態的個性。依個人觀點，喇叭單元的時域特性是客觀評價喇叭單元性能優劣的一個不可缺或而且很重要的方面。作為揚聲器系統的設計人員來說很有必要對喇叭單元的時域特性作更深入的研究分析。后沿累積頻譜圖（俗稱瀑布圖）和階躍脈沖響應就是喇叭單元時域特性的一些比較直觀形象的表達方法。后沿累積頻譜圖不僅適用於對喇叭單元特性的測試分析，而且對揚聲器系統的特性分析（包括聲箱內部駐波情況）更有幫助。同時需要強調的是，時域特性的測試對環境因素的影響很敏感。一般情況下，要盡可能選擇消音室的環境下測試，否則，測試的結果將是不可靠的。

               下圖是一只德國產的1”球頂絲膜高音的階躍脈沖響應圖。從圖中可以看到脈沖的上昇沿只用了0.03ms，整個脈沖響應寬度也只有0.18ms,不難看出該單元的瞬態特性還是不錯的。

               

                下圖也是1”球頂絲膜高音的后沿積累頻譜圖。圖中500Hz左右的“余波”很可能是測試環境影響所致。

               

                下圖是一只8”碳縴維錐盆低音單元的后沿積累頻譜圖。可以看出在800Hz附近有一些遺憾，將在清晰度和層次感上受到一些影響。

               

            四、電阻抗特性

                   這是喇叭單元的基本特性，為人們所熟悉。它描述了喇叭單元的電阻抗模的大小隨頻率變化而變化的情況。下圖是Vifa5"(c13wg-08-08)單元的阻抗特性，是由來自歐洲的電聲測試系統CLIO所給出的。

                

                我們可以通過阻抗特性了解到喇叭單元的直流阻抗、諧振頻率、諧振阻抗峰的大小、額定阻抗以及音圈感抗的大小等情況。在這里有兩點應該引起人們的注意：

               1、音圈感抗的大小

                  通常低音單元f>200Hz時，阻抗特性將呈單調上昇，上昇的速率反映了音圈感抗的大小。過大的感抗將對喇叭單元的工作產生不良影響（尤其是對頻率特性的影響）以及對分頻器的設計帶來困難。為了減少喇叭單元音圈感抗的影響，往往可以採用磁路和電路補償的辦法來以予解決。

               2、諧振阻抗峰的大小

                  諧振峰過大也會給喇叭單元在該段頻率附近工作產生不良影響，這在高音單元尤為突出，在生產中應給予適當的控制和處理。下圖是1"單元的阻抗特性，可以看出，高音單元的諧振峰是出現在人們聽覺最為敏感的1K-2K頻段，也是二分頻系統的高低分頻的結合部，處理不當，將會產生主觀聽感該頻段發硬、不圓潤等不良感覺。

               

            五、失真特性

                   我們常說的失真應包括諧波失真、互調失真、瞬態失真、相位失真、分諧波失真等多種線性和非線性、穩態和非穩態失真。在這里我們主要地討論幾種影響較大而又能夠被常用的電聲測試系統所描述出來的失真形式，以進一步加深對喇叭單元的客觀認識。

                1、諧波失真

                   諧波失真是喇叭單元的最常見的非線性失真。引起諧波失真的主要原因是喇叭單元的振動系統和磁路系統的非線性。在工作實踐中，可以通過改善喇叭單元的材料（振膜、定位支片、折環等）的特性和改善磁路系統的線性來改善喇叭單元的諧波失真。下圖是JBL公司的產品（型號為：JBL806G-1 S/N-1645）的諧波失真曲線圖，由LAUD系統給出。從圖中可以看到，該單元的諧波失真特性還是不錯的，除了極低頻以外，二次諧波失真在2%以下，而三次諧波失真更在0.2%以下。

                

                  根據有關資料和實際聽音的經驗，一般地說，諧波失真在1%以下時，就有良好的主觀聽感；諧波失真在3%就容易被人們所察覺；諧波失真達到5%時，主觀聽感就令人煩躁；如果諧波失真超過10%，主觀聽感就令人難以忍受。同時，人們對奇次諧波失真更為敏感。通常三次諧波失真應遠小於二次諧波失真（在不同的數量級上）才會有良好的主觀聽感。在實際工作中，我們會常常見到這種情況，喇叭單元的三次諧波失真與二次諧波失真是同在一個數量級上，甚至三次諧波失真的分量比二次諧波失真的分量更大。這樣的喇叭單元應該說是有很多方面需要改進的，其主觀聽感也是令人擔憂的。因此，奇次諧波失真的大小，不能不引起我們更多的關注。若想取得較好的主觀聽感，我們還必須在改善喇叭單元的奇次諧波失真作出更大的努力。

                2、瞬態失真

                  瞬態失真是由於喇叭單元的振動系統跟不上電信號的變化而引起的失真。這種失真通常可以通過測試喇叭單元的階躍響應的上昇沿特性和下降沿特性來表達。上昇沿特性反映了喇叭單元的聲響應起始瞬間速度的情況，而下降沿特性反映了喇叭單元的聲響應消失中止的阻尼情況。人們都知道，喇叭單元對電信號響應的“速度”和“阻尼”在主觀聽音評價上產生很大的影響。還有一種能夠更形象地表達下降沿特性的方法是喇叭單元的后沿累積頻譜圖。從上面的兩幅后沿累積頻譜圖圖中不難看出，后沿累積頻譜圖從整個頻段形象地描述了喇叭單元在電信號消失后的阻尼情況，不同的頻段具有不同的下降沿特性，也就是說喇叭單元在不同的頻率下具有不同的瞬態響應（也是瞬態失真）。因此，反映在主觀聽音上就是我們聽到了千萬種具有個性的喇叭單元和揚聲器系統（這點在本文的時域特性中已有敘述）。

               3、相位失真

                  電信號通過喇叭單元后，電相位與聲相位發生了變化而形成的失真。正如前面所說的一樣，聲相位失真對主觀聽音評價的影響越來越被人們所重視，尤其是揚聲器系統，聲相位的失真對聲場、定位等主觀聽音評價產生不容忽視的影響。有資料說明人們的聽覺對高頻部分的相位失真比低頻部分要敏感得多。

                  相位失真除了可以用相頻特性來表達以外，還可以用群時延特性來表達。一般地說，在中高頻段，群時延>3ms時，對揚聲器系統的重放效果就會產生可聞的影響。下圖是一個二分頻揚聲器系統的群時延特性的事例。我們可以看到上半圖所顯示的群時延特性在4K附近，群時延>4ms，不難判斷，該處是分頻點的相位沒有對接好的緣故，將會給主觀聽音評價帶來不良影響。

                

                   產生相位失真的原因除了喇叭單元本身以外，主要有分頻器設計不合理和各頻段的喇叭單元的安裝平面布置不合理等原因。

            六、指向性

                   指向特性是喇叭單元在空間各個方向的頻率響應。它是從空間的角度描述了喇叭單元在參考軸上以外的空間的頻率響應情況。前面我們提到了喇叭單元的頻域特性、時域特性，那麼在這里的指向特性可以說是喇叭單元的空間特性，也是喇叭單元的重要特性之一。

                  根據聲學原理，在低頻段，喇叭單元所輻射聲波的波長遠大於喇叭單元振膜的邊長，此時的聲輻射沒有明顯的指向性。但是隨著頻率的上昇，當喇叭單元所輻射聲波的波長等於或小於喇叭單元振膜的邊長時，聲輻射就會沿著參考軸方向產生聚焦現象輻射聲壓產生明顯的方向性，在聽音空間產生不均勻現象，使得主觀聽音效果受到嚴重的影響。因此，不難知道，每一個喇叭單元都會受到自身尺寸所規定的實用邊界頻率的限制。喇叭單元的振膜面積越大，其實用邊界頻率就越低。例如8”低音單元的實用邊界頻率約為1.8K。下圖就是一個8”低音單元指向特性頻率響應曲線的實測情況，從圖中可以看出，在參考軸上的頻率響應高端可達5.5KHz，當偏轉30度時，其頻率響應的高端只能達到2.2KHz。

                

                   指向特性通常不僅可以用指向特性頻率響應曲線來表達，還可以用指向性圖的方法來表達。如下圖所示,是由CLIO系統測試的vifa 1”高音單元(型號為:d25TG-85)的指向性圖，該指向性圖呈指向性較好的心型狀，說明該高音單元在10KHz時仍有良好的指向性。良好的指向特性是獲得良好的主觀聽音評價的起碼要求之一。

                

                  以上我們從六個方面談了如何認識喇叭單元，都是一些基本的客觀物理特性。但從全面認識喇叭單元的角度來說，是很不夠的，也是很膚淺的。喇叭單元還有很多客觀物理特性需要我們去研究和認識，特別是喇叭單元的時間域和空間域方面的特性，仍未被我們所全面認識和理解。可以相信，隨著科學技術的進步和同行們的不懈努力，完全有可能揭開喇叭單元（包括揚聲器系統）的客觀物理特性與主觀聽音評價之間的神祕面紗。

         分頻器的作用:  在一個揚聲器系統里，人們把箱體、分頻電路、揚聲器單元稱為揚聲器系統的三大件，而分頻電路對揚聲器系統能否高質量地還原電聲信號起著極其重要的作用。尤其在中、高頻部分，分頻電路所起到的作用就更為明顯。其作用如下：

1. 合理地分割各單元的工作頻段；

2. 合理地進行各單元功率分配；

3. 使各單元之間具有恰當的相位關係以減少各單元在工作中出現的聲干涉失真；

4. 利用分頻電路的特性以彌補單元在某頻段里的聲缺陷；

5. 將各頻段圓滑平順地對接起來。

         顯然，分頻電路的這些作用已被人們所認識和接受。

              分頻點的選擇：

   1. 考慮中低單元指向性實用邊界頻率f=345/d（d=單元振膜有效直徑）。通常8”單元的邊界頻率為2k，6.5”單元的邊界頻率為2.7k，5”單元為3.4k，4”單元為4.3k。也就是說使用上述單元，其分頻點不能大於各單元所對應的實用邊界頻率。

   2. 從高音單元諧振頻率考慮，分頻點應大於三倍的諧振頻率。也就是說從高音單元的角度出發，通常分頻點應大於2.5k。

   3. 考慮中低音單元高端響應Fh，通常分頻點不應大於1/2 Fh。 實際上，二分頻音箱上述條件很難得到同時滿足。這時設計者應在這三者中有一個比較好的折中選擇。但必須強調的是，第一個條件即實用邊界頻率應該優先滿足。

   4. 三分頻的情況下，通常應將兩個分頻點隔得愈遠（應在三個倍頻程以上），組合后的系統響應會變得愈好。否則，將會出現復雜的干擾輻射現象。

   5. 低音與中音的分頻點應考慮人聲聲像定位的問題。應使人聲的重放盡可能由中音單元來承擔，以避免人聲的聲像定位音色發生過大的變化。這一點往往容易被設計者所忽視。通常這一分頻點應為200-300Hz。

      　

    人類的聽覺器官比現今最精密的測試設備還要靈敏。

      基本價值信條：

     1、增添不良信號的罪行，遠比減少信號的罪行還要大。

     2、即使音樂表現品質上只有小小差異但仍是相當重要的。

     3、測量時看得到的小小改進，能對耳朵聽覺造成極大影響。

      假如經過長時間欣賞后，你會覺得振奮和滿足。那就能認為這器材有能力表現音樂的內涵和意義。事實上，這是 音響器材品質的最重要指標。

      怎麼樣的音響器材是好的呢？簡單地說，就是播放你所熟悉和喜愛的音樂，你可以長時間地去聆聽欣賞，從而得到滿足和享受。那麼這套音響器材對於你來說就是一套好器材。

      hifi音響即音樂美的再現，而音樂美的再現最終要看其是否具有音樂味，而構成音樂味的基本要素包括音質純正，音色自然，音場深闊，定位精確，空氣感強，動態大，瞬態好，密度高，結像力強，解析力強，平衡感佳，透明度高，個性鮮明。

      評價音響的基本要件：

      1、音色：音響因高次諧波不同的構成而引起的聲音差異。

      2、音場：音響產生不同聲音及其狀態所形成的空間關係的總和。

      3、定位：音響空間中所呈現三維分布的發音器件的固定位置。

      4、動態：音響的強弱變化之比。

      5、瞬態：音響表現瞬間爆發聲音的控制力。

      6、空氣感：音響重放中各種發聲的振動程度。

      7、結像力：音響重放對音像的聚焦能力。

      8、解析力：音響表現對象細節的能力。

      9、平衡感：音響在全頻段重放的量感是否自然的程度。

      10、透明度：音響形態是否鮮明易懂的程度。

        常用於評價的“發燒語”：

      1、干，甜，澀，軟，硬，冷，暖，濕，潤，亮，暗，肥，瘦，厚，薄，虛，實，空，脆，悶，飄，散，毛，哄，尖。

      2、單薄，暗淡，粗糙，光澤，豐滿，圓潤，渾厚，燦爛，澀耳，毛刺，明亮，細膩，透明，通透，干澀，空洞，柔和，清晰，干凈，活躍，灰暗，模糊，渾濁。

        如果你是一位非專業人員，如何去選擇一套比較好的系統呢？在這里，向您推荐一種簡單易行的方法。      請注意，這里說的是音響系統，並非指音箱，因為在一套音響系統中包括四個主要部分：錄音載體（如錄音磁帶，光盤等），錄音播放機（如錄放機，CD機等），功放機，音箱。在這四個部分中，任何一個環節的素質都會影響到整套系統的重放效果。當錄音載體，錄音播放機，功放機的素質比較高時，你就可以用以下的方法來選擇一套音箱了。

        1、你不會嫌音樂的聲音大，也不會嫌吵。

        2、你不會感覺到音箱的存在。

        怎樣選擇一對好音箱

       1、能夠聽到定位的是好音箱

如果您不知道什麼樣的音箱才是好的，那麼最簡單的方法是先聽定位。也就是說，您要試著用自己的耳朵聽出是什麼樂器在演奏，在什麼地方演奏，左還是右，前還是后。如果歌手是在中間演唱，左右音箱都會同時發聲，但給您的感覺是人站在音箱的中間的—個恰當的位置里唱歌。越高級的音箱，人物形象形體感就越強，可以聽到歌聲似乎從一個與人同高的點發音的，其唱歌的口型與真實人物的口型很相似。這種情況就是音響書上稱之為“結像力良好”，“歌手有血有肉，能聽得到口型”。

另外，好的音箱是有層次的，唱歌的聲音和伴奏的聲音絕不相混，除了能聽到左右上下的平面感外，還能聽到前后的縱深空間感。即使您不是發燒友，您也不難聽到這—切。

     2、能聽到細微聲音的是好音箱

　　 試聽時不需要太大的聲音，音箱對細節的表現程度而不是聲音的大小決定了它的好坏。很顯然，對細節表現越多越準確，對聲音的還原才越真實，也就是說，一只好的音箱可以讓您聽到更多的東西（而不是更響的聲音），尤其是低電平的細節。好的音箱根據信號的不同可以驚天動地，也可以細膩如絲。試聽時如果只用具有強烈動態的信號如一些勁曝的電影場面，大型的打擊樂，固然容易給人留下很深的印象，但也會掩蓋掉器材的真正弱點。所以，在試聽時大部分精力用來聽音箱的細微表現，只須帶著聽一下大動態的效果來檢查音箱大動態的表現。

       3、感覺不吵人的是好音箱

　　品質優良的音箱失真小，重播聲音時聽起來“松松的”、“甜甜的”，讓您很願意多聽一會。好音箱無論音量大小，聲音都不會吵人，更不會聽起來不舒服。在一些大動態的場面如地震，爆炸時，強烈的低音可能會讓您坐著的沙發震動，但絕對不會使您的耳朵不舒服，您只會感到強烈的震撼力。理論上講失真大（尤其是三次諧波失真大），其音箱的表現為聲音“薄”、“硬”、“吵”，不耐聽，當然也就不好。而失真小，其音箱的表現為聲音“厚實”、“甜暖”、“圓潤”，自然就有更好的音樂感，更能夠讓您投入地欣賞。