我们说德国是一个扬声器强国,是有大量事实为依据的。他拥有一批生产有特色、有独创精神、与众不同的、音质优美、技术精良的扬声器的公司。有些甚至可以说是举世无双、绝无仅有的。在本栏《锦瑟华年》中介绍过MBL扬声器就是一个突出的例于。另一家德国German Physiks公司的扬声器同样给人耳目一新之感。German PhysikS(按英文应写成PhysiCS,而厂家自己却写成PhysikS,造了一个德英混身词)直译是德国物理或德国物理学。有译成“斐声国际”、“德国乐理”。
下图中看到的是一种German Physiks生产的称之为“Uflllffiltd”(无限)的音箱。这只音箱外形和一般的音箱确有不同。你看顶部僧俗生辉,是不是有点像一盏灯,特别是明暗的光影,给人一种生动而神秘的印象。我借向清代袁枚的一首诗“试把一灯来照影”,来配这张图片。并用来做为本文的题目,可能沾点边。袁枚倒不以诗名,他的《随园诗话))(随园食单》有名,特别是《随园食单》是早年传世食谱之一,简明扼要,多经验之谈。大家在听音乐之际,可仿单照制、品袁派菜肴之美味,亦一快事。
German Physics的特点,是顶部这只扬声器。他们称之为三D(DIohs-Dipole-Driver)结构。直译是狄克偶极驱动单元。可以根据原理称为弯曲波(Bending Wave扬声器,还可以根据发明者命名为Wal sh(沃尔什)扬声器。这种扬声器究竟有什么特点?它的工作原理是什么?结构上与一般扬声器有什么不同?借此机会,根据搜集到的材料,作一番介绍。
German Physics对DDD的研制DDD的原型是197O年是由MIT(Massachusetts nstitute of technolosv,即我们熟知的麻省理工学院)Walsh教授设计的。左图是由OHM公司生产的F扬声器箱。上部单元用Walsh扬声器。一般扬声器单元的空间辐射是限定在一定角度的,而Walsh的声音却是向36O度全方位辐射的。如同一个石头投人平静的水面,水波似同心圆式向外扩散。还是这所麻省理工学院,有一位Bose教授,是有名的BOSE音箱的技术开发、创始人。可见外国教授并不因扬声器技术是雕虫小技,而不去研究它。Walsh扬声器由美国OHM公司推出系列产品,不过名气不大。
后来德国有一位狄克(Peter Dick,不是当年混迹上海滩的那个狄克)先生,原本不是搞音响出身,是搞数学和信息技术。有一次他看到扬声器结构,觉得有改进的余地。于是经过2-3年的努力,并用计算机模拟实验,终于在 1985年制出这种无方向扬声器的原型。狄克找到德国及欧洲的一些扬声器公司联合研制生产这种产品,也可能觉得工艺难度太大,都没有接受合作。正在四处碰壁山穷水尽之际,走进德国的Manhattan ACOOStiC公司,见到了它的负责人荷尔加·米拉先生。荷尔加·米拉先生慧眼识珠,看到了彼得·狄克试制的样品,非常钦佩和欣赏,马上预见到有光辉的发展前途,对其前景充满信心。所以两人惺惺相借、一拍即合。双方稍后签订合作协议。为此荷尔加·米拉专门创立了 German Physics公司。荷尔加·米拉之所以有非凡的洞察力,在于他本身有丰富的扬声器设计经验,而过去他所经营的公司只生产中档扬声器,他一直在追求如何提高档次。他所收集的扬声器样品中,就有OHM公司的带有 Walsh扬声器之 F音箱,就是我们前面图中看到的。显然Walsh扬声器独特的结构和外形,有很大的吸力,当然也有不足之处。狄克的初步工作,已显示出可以克服Walsh扬声器的一些缺点的可能性。
German Physics公司设在德国的法兰克福。法兰克福是德国古典诗人歌德的诞生地,是少年维特烦恼的地方,也是狄克先生烦恼的地方。这种DDD的单元,从样品到完全具备生产条件,足足用了七年( 1985-1992),如果加上狄克制样品的时间,前后达十年之久,真是十年磨一剑。不难想象这十年要化多少精力,要不断投人大量的费用,遇到多少困难和挫折,承受多大压力,相对我们太喜欢“短平快”、太喜欢“立竿见影”、太喜欢“炒作(美其名曰营销策略广)。
右图示DDD单元的外形,很多地方不同于原来的电动式扬声器,例如振膜选择什么样的材料?多厚?弹性如何?选择什么形状?磁路系统如何?粘接如何办?性能如何控制?都是要反复试验,绝非一朝一夕之功。
DDD单元的工作原理
下图是这种最初Wal sh扬声器的示意图。它与一般的电动式的组成大体相同。一个磁路系统;一个有振膜与音圈组成的振动系统;一个辅助支架系统。因此我们可以认定不论是先前的 Wal Sh扬声器、还是后来的DDD单元,都属于电动式扬声器。妙在它的创新,它也有一个磁路,推动此圆锥形振膜振动,振膜传播声波,又推动空气振动,另外振膜本身还会弯曲振动。圆锥形振膜一端同音圈相连,一端通过折环与框架相连。设振膜中声波传播速度为CI;,空气中声波速度为CO,选择振膜中心角sin a二C。八;;。位于圆锥形振膜顶部的音圈产生弯曲波,沿着圆锥表面以大于空气中声波传播速度CO而传播。如果弯曲波的波长小于空气中声波的波长,圆锥上相邻的(反相振动的)各个表面单元之间的上压力和下压力趋于平衡,这样就不可能产生声辐射。
当弯曲波的波长超过空气中的声波波长时,由圆筒的各个表面单元产生的局部声波就会在远声场中同相相加,这样产生弯曲波的圆锥就会辐射声音。圆锥的表面有一定斜度,保证相关的同相波群从这样有一定斜度的圆锥体各个表面单元辐射出去。下面的图是这种弯曲波的示意图。a是侧视图,b是顶视图。由于圆锥的特点是无反射负载,所以弯曲波不会引起驻波。这种圆锥也不容易出现分割振动。这种扬声器是全对称的,向36O度方向辐射,因此是无指向性的。具有一种透明度良好的音色。振膜通常选用钛、铝、纸制成。Wal sh扬声器圆锥材料分为三段,依次为钛、铝、纸。纸是为了增加阻尼。现在看到的DDD单元振膜基本是钛材料。材料不同音色有不同特点。这种扬声器的缺点是效率低。厂方提供的灵敏度级是88.sdB。在IOOHz以下重放不好听,所以我们看到的German Phys-iCS音箱都是由DDD单元和低频扬声器、箱体共同组成的。并通过分频网络保持整体的均衡输出。
DDD单元试制中更要解决一系列工艺问题:各种振膜材料对音质、电声性能的影响;钛膜如何处理?选用多厚材料?如何将钛腊制成圆锥形?圆锥形应多高?两端如何固定?磁路和圆锥体的位置何种状态最佳?
在试制过程中,曾出现另一种推动方式,如下图所由DDD单元组成的音箱结构。我们以“Legato”为例。Legato源自意大利语,表示圆滑奏、圆滑唱之意。这是一个两分频的扬声器箱,由一个DDD单元和一只ZOOmm的低频单元组成。从图可以看出它是一个开口箱,阻抗4欧,频率范围35-1900OHZ,分频频率155HZ,额定功率 IOOW。和一般音箱不同,它有一项对放大器的要求,要求放大器最小功率IOOW(4 O)。这是由于DDD灵敏度太低。
此DDD单元固定在两支架间.环有六根吉林保护。振膜为钛,厚度O.25mm。外磁式磁路在最上端,音圈外径SOmm重1.sg。音圈与圆锥振膜粘接牢固,并夹有一层硅酮树脂。示意如下图所示。DDD单元频率F限为15OHz,高频上限1900OHz。155Hi分频正好与ZOOmm低频扬声器(德国Eton单元)频带衔接。
German Physics装有DDD单之的音箱还有Unicorn(独角兽),是一只DDD单元组成的音箱;Unlimited(无限),是一个两分频音箱。由一只DDD单元和两只1.8Omm低频扬声器组成。两只低频单元横放,上下相对安装,并用推挽方式工作。声音从上下箱体之间的狭缝出来,以36O度方式辐射。orderland(边境),也只一个两分频信音箱,与Unlimit不同之处在于使用两只2OOmm低频单元。箱体由木板制成。
Carbon(碳),这也是一只两分频音箱。由一只DDD单元和两只ZOOmm扬声器组成。箱体是用高强度碳化纤维制成。Gaudi(华丽),是一个庞然大物,高 2.35m、宽 1.28m、重74Okg。它由 4只 DDD单元、 8只15Omm的铝振膜中低频单元、 4只300mm的平板扬声器低频单元。这类扬声器箱可以属于声场型扬声器箱。企图营造一种声音向四周扩散的效果,形成一种身临其境的感觉。我们通常在聆听音乐时,扬声器箱在我们前面,听到的是扑面而来由音箱发出的声音,也同时听到来自墙壁、地板、天花板的反射声,不过强度较弱。在聆听German Physics音箱之类声场型音箱时,我们还是坐在音箱前面,除了扑面而来的声音不绝于耳以外,还会感受到强劲的来自墙壁、地板、天花板的反射声。两种感受自有不同。由于两种欣赏习惯不同而形成两种不同流派,孰是孰非只是一个仁者见仁的问题。
需要指出的是这种现场感是由扬声器箱与聆听环境共同营造的。聆听环境不同,效果便不相同。真正达到现场演奏效果,不是一件容易的事。从商业角度讲,从Walsh扬声器到DDD单元,其超群脱俗的外观、与众不同的造型,本是一个耀眼的亮点。但是OHM公司却将它用网罩罩起来(见本文图,并非无道理,要保护不受损坏),却藏在深闺人未识。而German Physics却将DDD单元放在最突出的位置。看到的人都会发出一连串的问题,“这是什么?”“这是扬声器吗”“它是怎样发声的?”取得了光声夺人的效果。