由喇叭设计看BBC LS 3/5A与三款新世代喇叭(2)


    另外,有一点不得不提,高Q值单体因为前後活塞运动的振幅较大,为了避免前一个讯号的活塞运动还没停止,下一个讯号又传输进单体造成失真现象(重叠失真),因此多运用密闭式箱体来控制活塞运动的量能。这时候您一定会问∶密闭式箱体如何控制单体的活塞运动呢?

    回答这个问题,应该先由反射式箱体设计谈起。由於低Q值单体做活塞运动时前後的振幅较小,因此速度快而且次数少,比较不发生讯号的重叠失真,这时候设计师便可因应这样的特性,将之运用在反射式箱体设计上,并将单体做往复运动时所产生的背波加以运用,藉以增加低频量感,因为低频必须藉由锥盆推动空气来产生,当然往复运动除了会往前推动空气以外,往後的运动当然也会有另一股背波产生,这背波理所当然的也是低频波的一种,这些背波经由箱体的开孔,往外逸去後当然就可以增强低频的量感了!这时候设计师还可以根据个人对低频的喜好,藉由增减反射孔口径的大小与管道的长短,来控制这些背波的强度。

    既然反射式喇叭是运用低Q值单体的特性来设计,那回过头来谈像BBC LS 3/5A这样的密闭式设计,我们就得注意单体的Q值特性了!由於高Q值单体的活塞往复运动的振幅,比低Q值单体大,因此必需藉由密闭的箱体来控制单体的运动,以避免先前提过的重叠失真。

深黑色的部份,即为抑制共震的沥青胶。

箱体材质

    现代常见的喇叭箱材质,当然是压缩密集板也就是所谓的MDF,前一阵子Discovery频道曾经播过高压密集板的制作方法,它是将细微的木质碎屑,经过高磅数压力的挤压後形成。这些MDF板将会因为使用材质的颗粒大小丶组成材质丶密度,而产生不同的谐振频率,当然这些MDF板作为喇叭箱之後,对发声也会产生若干的影响罗!

    当年BBC公司所规定的LS 3/5A箱体材质,是采用一种叫做Plywood的材料,您一定好奇Plywood到底是什麽材质?聪明的您晓得了吗?嘿嘿Plywood就是所谓的合板。当年BBC公司之所以会使用合板,纯粹是因为当时的材料科学,不若现代进步,因此便以最容易取得的材料作为箱体材质,您可别误以为是BBC公司「偷工减料」或者是有什麽密技存在。合板好,还是MDF好?就现代科学的眼光来看,当然是MDF好,不过只要LS 3/5A声音好听就好了,您还会在意箱体材质吗?!内面的馅谈完了,接下来跟各位说说外皮吧!您一定听说过,玫瑰木皮比核桃木皮声音还好听吧!为什麽?道理一定众说纷纭,没关系在此提供一些资料,让各位参考,或许能解出这个谜吧!

    木皮的不同为何会造成声音的不同,这与箱体内部贴覆沥青胶应该有异曲同工之妙,因为大家都知道不同的贴覆物,将会影响谐震频率因此将造成音色的变化。既然如此,箱体外部所贴覆的木皮,当然也会影响声音的表现了,就以乐器常用的玫瑰木与云杉为例,玫瑰木(Rosewood)的密度为0.777丶动弹性系数为1.40丶内部摩擦系数为7.4丶?纵向音速为4243,云杉的密度为0.427丶动弹性系数为1.25丶内部摩擦系数6.4丶纵向音速5392。

   这些数据显示出云杉的比重较小丶动弹性系数较大丶内部摩擦系数小丶纵向音波速度大因此极为适合用来作为钢琴的响板。而玫瑰木的比重较大丶动弹性系数大丶内部摩擦大丶纵向音波速度小,因此音响特性并不是很优良,但是它的材质坚韧丶强度大丶表面纹理美观,因此经常使用来作为乐器之背板使用。

    由以上的二个例子,应当不难看出箱体的外皮,对声音表现的对应关系。当然,这二个例子并不足以证明玫瑰木与胡桃木外观的LS 3/5a,在声音上的差异关系,之所以会提出这二个例子,是因为想让读者能更容易了解,木皮与箱体对喇叭的影响,如果有举证错误之处,尚请各位读者不吝指正。

    三款准备用来取代LS 3/5A的喇叭,箱体材质用的正是现代喇叭的新宠「MDF板」,用意当然是取其质地紧密丶容易加工丶共振少箱音小……等优点。外表再贴覆原木皮,如此一来美观的程度自然不在话下。

箱体结构

    各厂牌LS 3/5a的内部结构,都是根据BBC的规范进行制造的,就吸音材来说,每一家厂商都是使用聚亚胺脂发泡材料作为吸音材料,这些吸音泡棉塞满了箱体内部,藉以吸取单体运动时所产生的背波。抑制谐震的材质,则是像现今Harbeth公司使用在喇叭箱体的黑色沥青贴片,当年各家授权生产LS 3/5A的公司,便是将这种沥青贴片打洞,贴覆在箱体内部的侧板藉以增加阻尼,顶板与底板也同样贴覆沥青贴片,不过是铺上二层。

    除了这些吸音与抑制谐震的材料以外,还不能漏掉单体边框的发泡垫片!猜看看,这一圈垫片的作用是什麽?聪明的你一定猜到了,没错这一圈软质的发泡垫片的主要用途,是作为密封之用。密闭式喇叭在高音压的状态下,箱体如果有空气渗漏的话,便会产生「嘶嘶」的杂音,这杂音不只恼人,也会影响声音的表现,因此这一圈密封用垫圈的重要性可是不容忽略的喔!

    看完箱体内部,我们把视觉焦点转到箱体外观吧!首先当然由高音单体谈起,当您看到那颗半球形的铁网时不用惊讶,当年这对喇叭因为主要是作为户外鉴听之用,因此便少不了会有搬运以及拆卸的动作,为了怕搬运的过程会对隆起的高音单体造成伤害,因此设计小组便为这个高音单体加上防护铁网,以避免造无谓的伤害,这里面并没有任何的密技成分,可别误会了!

    单体边缘的羊毛毡与刚才提过的铁网不同,可没有任何的保护作用,主要是因为高音单体的振膜很小,扩散角度接近无指向性,因此为了防止它在发声时受到突起的箱板干扰,因此便在高音单体的周围加上羊毛毡,降低箱板的边缘干扰。

    另外三款喇叭的音箱设计,由前障板开始便有了极大的变化,LS 3/5A在前障板有一小段突起的箱板,新世代喇叭则无此设计,因此连带的黏贴在高音单体四周的毛毡,也不见了踪影;又因为不用考虑到搬运的问题,因此全部取消了高音单体的金属保护罩;背後的喇叭端子,不仅端子的材质各家不同,接续的方式也更接近现代的设计,全都是使用Bi-Wire端子(特别声明一点,这次商借的Spendor LS 3/5A,背後的端子也是Bi-Wire设计)。

 

新世代喇叭的设计与规格

    接下来我们整理了一些LS 3/5A与三款新世代喇叭的基本资料,并将这些资料制成表格,让有兴趣的读者做比较之用。

外箱材质
末代LS 3/5A∶合板箱体,内部除障板与背板面外,其馀皆黏贴黑色沥青胶抑制谐振。


    Rogers Studio 3∶MDF板,外观与内部同时贴覆原木皮,箱体内部除障板面,其馀皆黏贴黑色沥青胶抑制谐振,左右二侧板加贴纸纤板,箱体厚度10mm。


    Harbeth HL-P3ES∶MDF板,外观与内部同时贴覆原木皮,箱体内部除障板面,其馀皆黏贴黑色沥青胶抑制谐振,左右二侧板加贴纸纤板,箱体厚度10mm。

    Spendor S3/5∶MDF板,外观与内部同时贴覆原木皮,箱体中心加柱补强,箱体内部除障板面,其馀皆加钉黑色板块抑制谐振,箱体厚度15mm。

障板构成
末代LS 3/5A∶内凹式设计
Rogers Studio 3与LS3/5a一样,采用内凹式设计。
Harbeth HL-P3ES∶平面设计,采用该公司无绕设面网设计。
Spendor S3/5∶平面设计,外加黑色防尘罩。

高音单体
末代LS 3/5A∶KEF T27 27mm Mylar振膜。
Rogers Studio 3∶使用Seas单体。
Harbeth HL-P3ES∶使用Seas 19 TAFD/GB单体,阻抗8欧姆。
Spendor S3/5∶使用Vifa TC20SD05-06单体,阻抗6欧姆。

低音单体
末代LS 3/5A∶KEF B110 SP1228 110mm Bextrene锥盆。
Rogers Studio 3∶使用Rogers DU-125-ST3单体,锥盆为半透明塑料材质丶橡皮悬边,未采用防磁设计。
Harbeth HL-P3ES∶使用Seas E14RC/TV-HB单体,锥盆为塑料材质丶橡皮悬边,具备防磁设计。
Spendor S3/5∶低音单体∶Spendor公司自行设计制造单体,锥盆为塑料材质丶橡皮悬边,具备防磁设计。

原厂规格
末代LS 3/5A∶频率响应70Hz-20KHz,效率83dB,平均阻抗11Ω,重量5Kg,承受功率30瓦。
Rogers Studio 3∶频率响应80Hz-21KHz,效率85dB,平均阻抗8Ω,重量5Kg,承受功率∶45瓦。
Harbeth HL-P3ES∶频率响应78Hz-20KHz,效率83dB,平均阻抗6Ω,重量5.9Kg,承受功率∶50瓦。
Spendor S3/5∶频率响应70Hz-20KHz,效率83dB,平均阻抗8Ω,重量4.7Kg,承受功率∶70瓦。

喇叭输入端子
末代LS 3/5A∶大型镀金喇叭端子,采用Bi-Wire设计。
Rogers Studio 3∶采用Bi-Wire设计。
Harbeth HL-P3ES∶大型镀金喇叭端子,采用Bi-Wire设计。
Spendor S3/5∶大型镀金喇叭端子,采用Bi-Wire设计。


写在最後

    以上所分析的分频点丶阻尼系数丶箱体材质与体积等因素,都会影响到整体音质丶音色的呈现,而且是牵一发动全局,其中只要有任何一个项目更动,整体的声音表现就会发生变化。当然,刚刚所谈到的那些因素,并不足以代表LS 3/5A全部的好声条件,其实喇叭单体也是一个极为重要的关键,但是这些年来各类音响杂志,对单体的介绍着墨甚多,我们并不想班门弄斧丶狗尾续貂一番,因此单体的介绍我们就在此掠过,有兴趣的朋友可以参考其他杂志的介绍。这个章节只在探讨各对喇叭的设计差异,声音的表现将由下面的章节做介绍。


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