到海方知浪渺茫--英国KEF-109述评


一、KEF的发展

KEF位于英国Kent郡的Medway河畔。KEF的全名是Kent Engineering Fonndy,是肯特郡的一个公司。我们介绍的R-109 MAIDSTONE梅德斯通,梅德斯通就是KEF工厂所在地。KEF建于1961年,是由原来在英国广播公司工程部担任技术主管雷蒙德•库克(Raymond Cook)创办的,到今天已有近40年的历史,不论是在我国、在英国、还是在世界上都可以算是历尽沧桑的老厂了。

20世纪80年代曾经看到伦敦出版的《High Performance Loudspeakers》一书。在这本专论扬声器的书中涉及到KEF至少有4次---5次之多。

我国的扬声器厂家多家超过40年的历史,可惜都没有取得像KEF这样世界范围内的知名度。为了学习和借鉴,让我们看一下KEF 40年来有些什么重要产品和技术建树。

 

1)大胆采用新材料

在20世纪40年代KEF最早推出的三分频扬声器箱中,中频单元、低频单元采用了3×Polystyrene(聚苯乙烯)振膜;高频采用了Mylar(聚酯)振膜。20世纪60年代中期,KEF又采用了人造橡胶中频单元的折环,还采用了一种Bextrene振膜(一种轻、薄而坚韧的纤维材料,耐高温,防潮)。在扬声器业内流行一句很有名的话:“扬声器的问题,某种意义上就是材料问题。”一种新的优良的材料的选用往往会改变扬声器的面貌。事实证明这话是很有道理的。回想我们在20世纪60年代初开始介入扬声器,正是以纸盆工艺研究开始的。KEF一开始就抓住了一个材料问题,说明了他们的大胆与创新,也说明了他们一开始就抓住了关键。

2)LS3/5A的坚实基础

LS3/5A称为英国一代扬声器的典范、经典之作。关于LS3/5A我们已经讲了很多,这里就不再重复,但是KEF为3/5A提供了高频单元T27。KEF和英国其他公司一同成为LS3/5A的制作厂家。一家好公司会生产某件好产品,某件好产品又会使该公司名声大振。几十年来,音箱的名牌、型号多如牛毛,但经过岁月的洗礼,风韵犹在宝刀不老的音箱实在不多。LS3/5A不久前停产,还引起许多人的感慨和怀念,足见其影响深远。

3)开创用计算机分析扬声器的特性

只有很少数的扬声器工厂会认真去做研究发展,KEF算是一家。20世纪70年代初,KEF开始用计算机分析检测扬声器的振动。除了在极低的频率条件下,振膜呈刚体活塞振动,到了高频振膜呈现分割振动,即在振膜上每一点的振幅和相位都不尽相同,而我们用肉眼简直无法观测。KEF率先采用了激光扫描的办法,拾取扫掠点的信号(振幅和相位),再用计算机分析,可以看到在一定频率下,一定时间振膜振动模式。这样就可以寻找出扬声器振膜设计上的缺陷以及工艺制作中的不均衡和偏差。这项技术在英国其他扬声器公司也被采用,例如B&W公司,日本亦有公司采用。我国却没有哪个扬声器采用这个技术。在20世纪80年代,我曾经与天津大学力学系佟景伟教授合作对一个耳机振膜作了激光扫描计算机分析,取得了很好的效果,当然具体方法与KEF并不完全相同。

4)UNI-Q同轴共点技术

同轴共点(UNI-Q)技术是KEF在扬声器设计上的一项专利发明。由于一只扬声声器难以重放全部的音频频率,所以采用几只不同频段的扬声器(低频、中频、高频)组成一只音箱,来重放全部频率。但是由于不同位置扬声器的摆放,相位不一致,指向性不一致,会产生一些干扰,而且时间也先后不一致,也会产生相位变化。

同轴扬声器一定程度上解决了上述难题,刚开始高频单元悬置在中频或低频单元的前面,轴线是一致了,但是不同音频的时间差没有解决,而且还有一定的相互干扰。后来有了改进,将高频单元放在中频、低频扬声器的后面,磁路中用一个号角连接,它避免了放在前面的相互干扰,但是时间差的问题仍没有解决。由于钕铁硼磁体的出现,扬声器磁路可以做得很小,将这样的高频小单元放在中频或低频扬声器的中间,即所谓UNI-Q技术。

图18-31是这种UNI-Q技术剖面图。由图可以看见这种UNI-Q技术与另一家英国扬声器公司的同轴技术有异曲同工之妙。高频单元是放在低频单元的导磁柱之中。

图18-32是三种音箱的示意图,依次为同面式、同轴式和相合式,即同轴同时式(UNI-Q)。

图18-33是一个UNI-Q单元剖面示意图。研制扬声器的人一眼就可以看出其中的奥秘。能实现UNI-Q的关键在于低频单元的导磁柱要足够大,高频单元足够小,小到可以放进去。

5)耦合音腔(Coupled Cavity)技术

这项技术一直沿用至今。“耦合音腔”顾名思义,就是利用扬声器音箱内一对互连的音腔来达到某一种功能,而KEF则运用此技术在低频之上。长期以来,扬声器设计者对直立柱形扬声器设计都有一种顾虑,那就是由于前障板变得修长,导致在选用低音扬声器单元时受到很大的限制,而单元口径大小,自然与低音的排放量和伸缩性具有直接的关系,所以一般来说,座地柱形扬声器的低音分量会相对减少,而“耦合音腔”就正好是针对这个问题而设计出来的解决妙法。

KEF先在扬声器音箱上下两端各设一个开了排气孔的音腔,如图18-34所示,跟着以一对同口径的低频单元,以相对方式互相击荡,结果大量的低频便会朝着预先设定的前障板上的排气孔排放出去。这样便大大加强了扬声器在低频上的表现。而且亦解释了KEF的座地柱形扬声器,为什么可以经常营造出超越它们体型和单元直径的低频,还依赖于它们另一外表特征,就是特大口径的低频反射孔。由图18-34可见,这种结构上下两只低频扬声器装在箱体中部,磁路用一柱相连,保持稳固,声从倒相口发出。这种结构有省障板的一面,也有结构复杂的一面,支持的轴会对辐射有影响。

二、寂寞后的辉煌

KEF在20世纪70年代推出Reference SERIES 104,这是代表KEF技术的参考系列,后来又陆续推出105、103、101、105/2;80年代又推出旗舰107。90年代,KEF虽然不断推出新产品,但看不到它好的代表性的作品,有点销声匿迹的感觉,形形色色的传闻也不少。但是人们都知道KEF是一个有实力、有创新精神的扬声器公司。利用计算机分析测试扬声器一直是处于领先地位的公司。我们终于在2000年以前到了KEF新的大型旗舰式音箱,Mode 109 The Maidstone。果然从气势上,音质上都得到人们良好的评价。


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