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21多媒体音箱的由来和低音炮常见分类

时间:2018-10-04    点击量:0

  2.1音箱是目前国内多媒体音箱市场的绝对主流,有着数量庞大的用户群,国内除了极个别的厂家(如惠威极典、发友)之外,其余厂家出货量最大的“支柱”型号几乎都是清一色的2.1音箱。

  为什么会出现2.1这种独特架构的音箱,这得从1994年杜比实验室开发的数字化多通道影视音响系统:AudioCoding-3(简称AC-3,现在已经更名为Dolby Digital)说起,该标准将声音根据人的听觉特性和音响心理学进行分析,最终分解成多通道系统,并且命名方式为X.1,X就是声音通道的数目,如最常见的5.1系统就是拥有6个声道的环绕系统,“5”是环绕声道、“.1”是独立的低音通道,回放环绕声道的称之为卫星箱(satellite speaker)、回放低音通道的俗称之为低音炮(subwoofer)。

  众所周知,人耳能听到的声音频率范围一般都是20Hz-20KHz,称之为可听声(audible sound)或音频(audio),在多声道系统中,独立的低音炮回放出的频响范围是一般是20-200Hz(按照分频点的高低上限会有所不同),只相当于这个人耳可听声范围的1/100,严格意义上来讲,不能称之为独立的声道,所以杜比公司把这个低音通道用“.1”标识。

  多媒体音箱诞生之初是以2.0结构为主的,上世纪90年代前期和中期最流行的木质2.0有源音箱就是明证。2.1多媒体音箱的流行是在90年代后期开始的,当时的创新和麦蓝(早期的麦博)将杜比环绕影院上的此类结构移植到多媒体系统上,考虑到当时的PC搭载的多为双声道立体声声卡,所以主推2.1架构的音箱,推出后红极一时,随着越来越多厂商的加入和消费者的认可,2.1音箱渐成主流。分析原因主要有2.1能提供量感丰富的低音,对于影音娱乐时必不可少的低频能量进行了一定的补偿、更能讨好大众用户的耳朵,再加上外观能做的丰富多采、摆放起来相对随意方便,更加符合现代人的实际使用习惯。

  在2.1多媒体音箱领域里,最常见的低音炮有3类:密闭式、倒相式及带通滤波式(ASW)。其实,延伸到Hi-Fi领域,低音炮的设计也还是大致在这个分类范畴内。

  密闭式的低音箱体完全是密封的,低音扬声器工作时压缩的空气被密封在箱体之内。这种结构的音箱结构简洁但不简单(好的密闭箱也极考设计师功力),制作相对容易,瞬态响应比较好,但这种结构的低音箱体在相同的体积下,与其他类型的箱体相比其低频下潜会明显不足。如想要获得更低的下潜频率,需增大箱体容积并选用口径较大的喇叭单元,且此类低音炮的灵敏度要低于其他类型的箱体,对功放的要求比较高。密闭箱体在制作和调校时通常可在内填充适量的吸音棉,增加了箱体容积也能改善其重放低频的柔顺性。

  密闭箱的优点是低频有力度、瞬态好、反应迅速、低频清晰,听古典乐、室内音乐效果不错,但下潜深度有限,通过科学合理的设计才能得以克服,对单元的Fs(谐振频率)要求较高,一般以低于40Hz为好,单元口径最好大于20CM,且以长冲程设计为好,所以国内的多媒体音箱产品采用这种设计的极少,惠威的经典2.1:M-20W就是采用了密闭式的低音箱体,从大多数网友的听感来看,这款音箱的低音重质不重量,所以不要奢望这类低音炮能带来铺天盖地的低音,但低音的干净程度确实非常好。

  倒相式低音炮在多媒体音箱里比较常见,低音单元一般裸露在外,箱体内设置有倒相管与箱外相通,也被称为低音反射式设计,是市场上最常见的一类低音炮。 倒相式音箱在相同容积与同口径单元的条件下,可获得比密闭式音箱更低的低频下潜截止频率,另在理论上灵敏度可比密闭箱大约3dB。当然,倒相式音箱包括倒相管的设计、制作、调校的难度要大于密闭箱,但对于国内的多媒体厂家来说,这类设计可以得到较多的低音量感,尽管低音的质量可能不高,但这种风格比较适合国内普通用户的听音习惯。

  倒相式低音炮为获得较大的声压,与密闭箱一样,宜选用长冲程设计的单元。另外,倒相孔并不是区别倒相式低音炮的唯一标准,有些倒相式音箱并没有倒相孔,而是通过一种所谓的“无源声学辐射器”来达到倒相孔的功效,如某些低音炮采用的“空纸盆倒相式结构”(艺电、创新等的产品就采用这类设计)。

  从上图我们可以看出,K6低音炮的侧面是一个没有电气驱动的“空纸盆”,其声学作用可以看作是倒相孔,但在实际效果上,与传统倒相孔不同的是,因为辐射器震膜的阻断作用,它可以避免倒相管式音箱工作时产生的冲击气流声,防止箱体驻波以及超低音“声短路”效应,因此,低频会更加干净沉稳。

  带通滤波式(ASW)是国内多媒体音箱厂家中逐渐展露头角的低音炮设计方式,从结构来看,这种箱体类似密闭式与倒相式的结合,结构复杂,设计难度也很大,国内厂家能作好此类箱子的也是极少。从箱体的拆解我们可以看出,这类低音炮被分隔为独立的两个腔,喇叭单元就装在隔板上,其中一个腔设置有倒相管与外相通,而另一腔为密闭式设计,一般称为四阶带通式音箱(以三诺iFi-725为代表),这种箱体其中一部分工作于密闭模式,另一部分工作于倒相模式,因而兼有密闭箱与倒相箱的特点;而两个腔均设置有倒相管与外相通的称为六阶带通式音箱。

  倒相式和带通滤波式低音炮在箱体结构、制作,特别是调校的难度比密闭式要大很多,在一般的业余制作者来说要制作出这种箱体形式而又有理想效果的低音炮是有一定难度的。其实就整个音响领域,能掌握好带通滤波式设计精髓的也是比较少见。

  好的低音炮发出的低音应该是没有方向性的,但低音炮的摆位还是一个比较讲究的技巧,这要看空间环境和卫星箱位置而定;好的低音炮不应该追求夸张臃肿的低音,更多的应该是讲究健康适度的低失真低音。并且低音的质量是单元水平、箱体设计、电路搭配的一个综合体,考察低频的指标也是非常丰富。我们会在近期着重讨论一下这个问题。

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