【详解】好的扬声器的音质由哪些主要因素决定

 汽车喇叭     |      2019-12-20 20:19

  报道 我们听音响设备,当然最注意它的音质好坏。有一位作者写到,音质好坏最为重要,至于扬声器振膜用什么材料并不重要。这句话逻辑上没有什么问题,关键在实质上。这句话似乎应该反过来说,扬声器振膜材料是十分重要的,振膜材料对扬声器的音质起着至关重要的作用。不同振膜材料决定了扬声器的音质取向,或者说为了使扬声器的音质满意,而费尽心机去选择一种新材料。一种新材料的选择与运用往往意味着对扬声器音箱的一个改观。在早年的电动式扬声器基本采用纸浆振膜,那时扬声器称为纸盆扬声器。到了20世纪90年代出现了聚丙烯振膜(PP盆);随后出现防弹布振膜(Kevlar纤维)都给人耳目一新的感觉。而Thiel、AE等音箱其音色的不同,与他们采用金属振膜有很大的关系。

  在音响界、音响与音乐爱好者之间,音质这一个名词几乎是一天到晚挂在嘴边的。音质是什么?和许多日常概念一样,我们很少去想它,很少去深究它。顾名思义,或望文生义,音质就是•□▼◁▼声音的品质。但是什么是声音的品质呢?声音的品质又如何表现,如何衡量、如何评价呢?有没有客观的一致公认的标准呢?

  对于人声的理解区别更是毫发入微。我们能区别生人与熟人,对自己熟悉的人,甚至未见其人,如闻其声。单凭脚步声、推门声、咳嗽声就可以准确判别出自己熟人的到来。与这种区分相对应的听觉印象我们称为音色,各种声音有自己的特★◇▽▼•色,声音具有看不见、摸不着的神秘色彩。

  在评价声音,描述声音时,常感词藻贫乏。所以我们向日常经验求助,既然有五彩斑斓的图画,就可以有五光十色的声音。除了色彩以外,我们描述声音音乐不断利用熟知的日常生活经验。温暖感来形容声音的冷热;物理感来形容声音的软、脆、松、硬;物理感形容声音的厚、薄、窄、宽。而音色又与声音的成分、时间结构有关。

  我们不妨将音色的问题从物理上稍为深入地探询一番。世间有各种各样▽•●◆的声音,各国各地又有种类繁多、花样△▪▲□△翻新的乐器,自然它们的音色各不相同。音色同声音的成分结构也有关。声音成分为简单的、最单纯的是纯音,自然界纯音很少。由仪器比如音讯信号发生器可以发出各种频★△◁◁▽▼率的纯音。

  最近有杂志将纯音信号烧录成光碟赠送,方便了许多没有仪器的读者。 400H◆◁•z、600Hz的纯音是什么味道,确实需要感受一下,特别是对从来没有感受过的人们。纯音的感△▪▲□△觉是淡”、清”,淡是天高云淡的淡;清是水至清者无鱼的清。声音单薄,也就不是音乐,多种成分音组成的声音,音色就比较丰满。各种乐器(先将电子乐器除外)发出的都不是单一频率,单一振动的纯音。乐器声一般是由基音和基音成整数倍的谐音组成。而自然界几乎所有的声音都是复合音,包括了振幅高低不同的谐波和杂讯,从而形成了不同的音色。

  长笛的频谱,由图中可见谐音比较少。长笛的音域还比较窄,大约在600 ~ 6000Hz之间。莫札特写过两首长笛协奏曲,表现了长笛的多种音色。有人爱称长笛为“花腔女高音”,表现了对长笛的爱好。

  小提琴的频谱,它包括许多高次谐波,表示音色丰满、圆润。弦乐的音色是极●为丰满、复杂的。人们对200年前义大利的名琴斯特拉底瓦里、瓜那里推崇备至,即使是用同样的形状、尺寸、材料、工艺制作的小提琴也难以望其项背。经验告诉我们,在世界上找两个完全相同的人是很困难的,找两把音色完全相同的小提琴也是相当困难的,更不用说不同演奏家演奏技巧,控制音色的变化了。

  在乐器中也会有一定的杂讯。像打击乐器,杂讯在音色中占有重要的地位。一个钹的频谱。不仅成分音之间没有整数的关系,音色杂乱,有很多杂讯,即便是小提琴,弓在四根弦上拉动,而弓上是抹有松香的,弓在拉动弦时不仅会发出如歌如诉,似梦似幻的动人心弦的乐曲。也会有摩擦的杂讯,拉位越高,这种杂讯越大。有些发烧友说能听到小提琴的松香味,至今尚未发现声音能传播香味。这种摩擦杂讯引起的联想,大概就是我们一些发烧友听出的松香味。另外,音色还与时间结构有关,即与声音的建立与衰减方式有密切的关系。钢琴频谱图所示。钢琴的声音开始一按是强的,然后一放逐步衰减。而风琴是逐步增强的在短时间保持一定声级,然后比较快衰减。这也可以称为音形、包络。

  将上◇=△▲面的意思归纳一下,之所以有不同的声色,从成分上讲,是由于每个声音成分不同。它会有许多的谐波和杂讯;这些谐波和杂讯可以有一定的规律,也可以没有一▼▼▽●▽●定的规律。从时间结构讲就是它的形状不同,其振膜同时间的关系也各有不同。这种组合变化是无穷的。而好的扬声器就是要将音乐本身的音色特点,不失真地重放过去。

  拿烹调来说,有人喜欢原汁原味,有人喜欢加一点味精。过去的厨师腰里还有一些小包,那是某种海鱼干磨制的粉末,稍加进去,果然不同反响。而川菜就广加各种姜、辣、麻香调料,味道浓郁。到底哪一种好,是见仁见◇•■★▼智的事。扬声器音箱重放声音要求不失真,要求重放声音真实,但人们▼▲又要求好听,两者折中就形成各种风格的扬声器音箱。

  就我们常用的、常见▪▲□◁到的电动式扬声器而言,其客观测试指标主要取决于其结构与几何形状。而其音质好坏取决于扬声器振膜材料、振膜材料的种类和它具有的物理性能。例如;B&W 801,其低频单元振膜原来是采用铝合金振膜,测试结果虽然不错,但是主观音质评价却不那么理想,所以最后采用混有10%的Kevlar纤维的纸架振膜。

  根据研究扬声器振膜的音质又取决于振膜的材料三项指标:它们是振膜材料的弹性(用弹性模量E)、密度(p) 和适当的内阻尼。也就是希望它弹性模量E高,密度p小,还要有适当内阻尼。这样扬声器传播速度快,上升快,而且有适当的内阻尼,阻尼掉不必要◆■的杂波,振动停止下降快,声音干净柔和。但是金无足赤,人无完人。世界上也没有绝对理想的振膜材料。如钢合金振膜弹★▽…◇性模量高,密度小,对振动反应很快,对声音的爆发力强。但是金属内阻尼小,要振动迅速停下来就比较困难,声音就不干净。相反对纸浆类材料,声音比较柔中,声音上升也比较慢,但下降速度快,力度也不是很强。同时满足E/p大,内阻尼足够的材料是一件很困难的事。近年来材料技术的发展,出现了许多新材料。例如有些锥形振膜除了采用传统的纸浆、玻璃纤维、Kevlar纤维(防弹布)以外,又采用了T▪•★PX、 HD-A, HD-1等复合式材料,性能有很大进步。

  “振膜采用★-●=•▽什么材料不重要,只要音质好就行”,这句话可以认为“用什么样的振膜材料大体上决定了扬声器的音质”。

  我们常常看到人们在评价扬声器的瞬态反应,提到某某扬声器瞬态好,或瞬态回应好。仔细一☆△◆▲■分析,问题就来了,我们常○▲-•■□常讲的瞬态有两种状况,一是上升,声音由无到有,一是下降,声音从有到无。我们希望声音从无到有是瞬间完成,从有到无也是瞬间完成,但是这是很困难的。需要一种材料上升更快,下降也就很快,那几乎是不可能的。例如金属材料,上升快,下降就更慢了。它会产生一个阻尼振荡,不那么容易消失,月有阴晴圆缺,人有悲欢离合,要扬声器两头都好,也不是一件容易的事。

  所以□◁有不同振膜材料,就有不同音质的扬声器。或者说,有一万种不同类型的振膜,就会有一万种不同特色的扬声器。清代严沅有一首谈画诗:

  对于扬声器也和绘画一样,有相通•☆■▲之处。我们即要传形(不失真),又要绘意(音质好),我们尽量做到两者兼顾,实又不可能。 “贵▲=○▼取绘意非传形”就是一种选择。

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