掌握喇叭基本細節與能力 – 了解各種參數意義part1

　　喇叭是一套音響最重要的部分，幾乎占有七成重要性。挑選最適合的喇叭，決定了聆聽(tīng)時(shí)的質(zhì)量。好的喇叭帶你上天堂，不好的喇叭破壞了影視欣賞樂(lè )趣。但市面上喇叭品牌、型號族繁眾多，有時(shí)難免無(wú)從入手。除了親身試聽(tīng)，去現場(chǎng)實(shí)地了解喇叭的聲音個(gè)性、取向外，在出發(fā)前，從網(wǎng)絡(luò )上先找到目標待選列表，不失為一個(gè)方法。尤其音響一大堆專(zhuān)有名詞，對于新手而言簡(jiǎn)直是天書(shū)。

　　如何了解喇叭的性能、適用與否，最簡(jiǎn)單的方式就是看懂喇叭背面標注的參數意義。我們可以從喇叭的基本規格稍微了解到喇叭的基本特性。本文將從「頻率」、「響應」、「靈敏度」等喇叭的基本參數介紹，從外觀(guān)大概了解一個(gè)喇叭的基本細節，在選購前可以對數據「心中有個(gè)譜」，知道喇叭的基本特性，也不致于無(wú)從下手，也無(wú)法理解店員的介紹。

　　什么是分音?為什么要分音

　　簡(jiǎn)單了解喇叭分音

　　所謂分音顧名思義就是把人類(lèi)可聽(tīng)到的頻率，從20~20KHz的聲音分成幾個(gè)頻段，分別送往對應的高、中、低音不同的單體。其原理就是利用電容電阻及電感，將擴大機發(fā)出的信號，在某一頻率以上過(guò)濾掉(Low Pass Filter，俗稱(chēng)低通)，或以下過(guò)濾掉(High PassFilter，俗稱(chēng)高通)，或上下過(guò)濾掉(BAND PASS俗稱(chēng)帶通)，透過(guò)高低通的電子電路，將全音域頻率分割為低頻、中頻及高頻的音域。而實(shí)現這種高低通的電子電路，我們稱(chēng)之為分音器。

　　ARENDAL的ˊ分音網(wǎng)絡(luò )設計在材料上幾乎都采用訂制零件

　　由于高、低音單體間，必須有兩者皆可工作的頻率，但又不希望實(shí)際發(fā)聲時(shí)，同一個(gè)頻率兩者都一齊「全力」發(fā)音，所以就有了分音器的存在。如果拆開(kāi)喇叭箱，您會(huì )看到一些電線(xiàn)及一些被動(dòng)式零件，例如電容、電阻及電感，而這些零件就是組成這個(gè)揚聲器的分頻網(wǎng)絡(luò )，俗稱(chēng)分頻器的主要組件。有些制造商是將這些零件焊在電路板上，有些是直接焊在喇叭單體上，兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。

　　分音就是為了讓每個(gè)單體分工合作

　　越高階喇叭對于分音越細分，以求在最佳特性范圍內工作，發(fā)揮分工組合效果，達到 HI-FI高傳真的目標，因此了解喇叭的第一個(gè)重要部件就是分音器。分音(分頻)器，可以說(shuō)是喇叭系統的靈魂。分音器依據分音器在訊號路徑上所在的位置，可分為被動(dòng)分音器與主動(dòng)分音器，其中所謂主動(dòng)式分音又叫電子分音。被動(dòng)分音器位于功率放大器與揚聲器之間，主動(dòng)分音器則位于功率放大器之前。主動(dòng)分音器又可根據訊號處理的模式分為模擬與數字兩種，數字主動(dòng)分音器通常能提供除分音以外的功能如：限制、延遲、等化等功能。也有人稱(chēng)不需外加電源的分音器為被動(dòng)分音器，這里說(shuō)明的就是被動(dòng)式分音器。被動(dòng)分音器有顯著(zhù)的缺點(diǎn)：體積龐大、消耗大量的功率，但成本相對低廉，不過(guò)高效能的被動(dòng)分音器造價(jià)很可能比主動(dòng)分音器來(lái)得昂貴，因為能承受高電壓、電流的被動(dòng)組件非常昂貴。

　　主動(dòng)分音器再訊號路徑上的位置在于功率放大器之前，處理的訊號等級也是被放大之前的小訊號;相反地，被動(dòng)分音器則是處理功率放大器與揚聲器之間的大訊號。但也由于這樣的特性，主動(dòng)分音器有增加額外噪聲的可能性。

　　一個(gè)理想的全音域喇叭系統，是不需要分音器的，但由于音頻信號的頻譜范圍很寬，所以要使用同一個(gè)喇叭單體，來(lái)詮釋20 ~ 20KHz的整段頻率響應信號是不可能的，因為一般 12英寸以上大口徑喇叭單體，低音特性很好，失真不大，但超過(guò) 1.5KHz 的信號，它的表現就很差了;1 ~ 2英寸的高音喇叭單體，播放 3KHz 以上的信號性能很好，但無(wú)法播放中音和低音信號。不過(guò)雖然分音的目的達到了，但分頻器內部的被動(dòng)原件，卻也消耗掉擴大機的輸出功率?，F實(shí)上反而通常是分音越細，定位越高階。

　　分音器到底提供什么樣的功能?

　　在專(zhuān)業(yè)技術(shù)上，我們可以稱(chēng)分音器的功能主要有「提供斜率與分頻點(diǎn)」，及「控制阻尼系數」二項功能。

　　提供斜率與分頻點(diǎn)

　　斜率指的是頻率每升高八度音程所衰減的幅度。以一個(gè)分音高、低音頻的兩音路喇叭來(lái)看，分音器就是設計讓喇叭的高、低音單體以我們希望的斜率衰減，這時(shí)候便交會(huì )出一個(gè)分頻點(diǎn)(Fx)，讓單體各自在表現最佳的區域內工作，發(fā)出理想的聲音。

　　控制阻尼系數即Q值

　　分音器讓不同頻段重迭部分的頻率響應更為平坦，此外更重要的是，分音器具有相位等化(修正相位)的功能，能讓整個(gè)系統阻抗更容易受控制，相位表現優(yōu)化。依據經(jīng)驗，Q值低較佳，在0.5時(shí)最為恰當，不僅重迭部分的波動(dòng)幅度最小，分頻點(diǎn)的相位也會(huì )趨近于0度。但Q值過(guò)低，頻率會(huì )衰減得過(guò)早，而減低高階分音的效果。

　　分頻器的設計與類(lèi)型

　　一般來(lái)說(shuō)，分頻器包括三個(gè)基本參數：

　　分頻點(diǎn)(Crossover Frequency)：分音器的分頻點(diǎn)。

　　路(Way)：就是所謂分頻器的”路”，也就是分頻器可以將輸入的原始信號分成幾個(gè)不同頻段的信號，我們通常說(shuō)的二分頻、二路(Two-Way)、三分頻、三路，就是分頻器的路。

　　階(Order)：也稱(chēng)類(lèi)。

　　分音器本質(zhì)上就是幾個(gè)高通和低通濾波電路的復合體，而這些濾波電路的數量，就是所謂的路。若以濾波器的頻段數量來(lái)分類(lèi)分音器，通常會(huì )以「N音路」的方式來(lái)表明，例如：二音路揚聲器的分音器，由低通濾波器與高通濾波器組成;三音路則是低通濾波器、帶通濾波器、高通濾波器。四音路的揚聲器并不常見(jiàn)，因為分音器的設計復雜度過(guò)高，且整體的聲學(xué)表現不見(jiàn)得較二、三音路者為佳。

　　但是在每一個(gè)濾波電路中，還有更精細的設計;換句話(huà)說(shuō)，在每一個(gè)濾波電路中，都可以分別經(jīng)過(guò)多次濾波，這個(gè)濾波的次數，就是分頻器的階。通常我們用多少「階」分音來(lái)設計，一階分音表示每八度音程衰減6dB(-6dB/octave)，二階是每八度音衰減12dB(-12dB/ octave)，依此類(lèi)推，四階分音則是每八度音衰減24dB(-24dB/ octave)。即階數愈高，衰減愈快。

　　一個(gè)完整的分音器敘述應該是「雙路分音器，高低頻皆采用二階濾波Second Order(12dB/ octave)Two-way Crossover」。

　　喇叭規格會(huì )標明分音設計，例如二路分音、三路分音等。另外由喇叭外形也可以大致分辨出來(lái)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，兩個(gè)單體就二路分音、三個(gè)單體就三路分音。不過(guò)有時(shí)就并不是這么簡(jiǎn)單，例如很多中置喇叭都有三個(gè)單體，不過(guò)就只是二路分音：中間是高音、兩邊兩只是中低音單體;又或者一些高階落地式喇叭，會(huì )有兩組中音或兩組低音單體，甚至會(huì )有更多「重復」的單體來(lái)提升音質(zhì)、增加輸出。越高階的喇叭通常分音就愈細致，而且單體通常也愈大。

　　一階分音器

　　一階分音器具有20 dB/decade( 6 dB/octave) 的分頻斜率，在輸出端有 90°的相位誤差，而高通方面它與輸入信號有正 45°的誤差，而在低通方面有負45°的誤差，在分頻點(diǎn)的頻率附近或有這樣的誤差。

　　一階分音器被許多音響發(fā)燒友視為理想的分音器，因為這類(lèi)分音器在瞬時(shí)響應良好，亦即在濾波器的導通帶當中，頻率響應與相位響應非常平坦;此外，它使用最少的電子組件完成分頻的工作，產(chǎn)生的損失相對較低。不過(guò)，也因為一階分音器的分頻斜率低，在導通帶以外也保留了更多我們不想要的訊號。如此一來(lái)，低音單元容易接收到在分頻點(diǎn)以上的高頻成分、產(chǎn)生較大的失真;高音單元容易接收到在分頻點(diǎn)以下的低頻成分，除失真外更可能因此損壞。

　　實(shí)際應用上，采用一階分音器的揚聲器系統不容易設計，因為必須配合頻率響應非常寬闊的揚聲器單元, 且較低的分頻斜濾使得單元之間的干涉更加明顯，也就是揚聲器的離軸頻率響應將有劇烈變動(dòng)。

　　二階分音器

　　第二階分音器的零件剛好是第一階的兩倍。二階分音器具有40 dB/decade(12 dB/octave) 的分頻斜率，兩倍的零件造成更多的 90°旋轉，因為它是一個(gè)更陡峭的衰減。這個(gè)意思就是說(shuō)，在分頻點(diǎn)上有 180°的誤差，它是以 12dB 做為分頻斜率。12dB 的分音器一般都應用于汽車(chē)音響，一般的喇叭也適用此種分音方式。

　　這類(lèi)分音器在被動(dòng)分音器中最為常見(jiàn)，因為它在設計復雜度、頻率響應與高音單元保護性當中取得了合理的平衡。當揚聲器的所有單體在擺放時(shí)對齊，二階分音器與所有的偶數階分音器都能夠提供對稱(chēng)的極性響應。

　　第三階和第四階分音器

　　第三階分音器零件更多，當然它的相位誤差也更大。它是以 18dB 做衰減，具有60 dB/decade(18 dB/octave) 的分頻斜率。高通與低通有 270°的相位誤差。而第四階分音器則是以 24dB 斜率做衰減，具有80 dB/decade(24 dB/octave) 分頻斜率，高通與低通有 360°的相位誤差。這類(lèi)分音器則可確保低頻部分遠離高靈敏度的高音喇叭，使音場(chǎng)更深，尤其24dB低音，您可以感覺(jué)更深的低音。分音器的設計需要儀器測試，不是自己可以任意改變的。

　　三音路分音器

　　采用高階分頻的好處在于其濾波衰減斜率更大，分頻效果更好，而且也有利于設計分頻補償電路(因為并不是”分”得越徹底越干凈的分頻器就是好分頻器，理論上說(shuō)，分頻后的兩個(gè)信號曲線(xiàn)在迭加之后，與原曲線(xiàn)完全一致，這才是真正的好分頻器)。

　　分音器的基本判斷

　　分音器能完全決定喇叭聲音的走向，因此分音器的設計相當重要。如何設計一個(gè)良好的分音器?首先要根據單體的特性曲線(xiàn)，選擇最佳的頻率段，進(jìn)而決定喇叭的分頻點(diǎn)，此外，還要依據高低音單體的效率與阻抗，來(lái)設計出最適合此音箱與單體的分音器。

　　在家用的領(lǐng)域上，分音器的設計是盡可能使喇叭擁有最平坦的頻率曲線(xiàn)。但在專(zhuān)業(yè)的領(lǐng)域上則不然，例如在舞廳的喇叭，為了使喇叭能擁有強勁的力道，因此分音器在中低頻段上會(huì )特別的加強。另外，分音器的設計也會(huì )影響喇叭的效率，當使用的零件越多，相對也會(huì )減少喇叭整體的效率。

　　綜上來(lái)說(shuō)，購買(mǎi)時(shí)應該先了解揚聲器采用了哪種方式的分音，是二階、三階或其他設計，有時(shí)候廠(chǎng)商會(huì )特別在營(yíng)銷(xiāo)上說(shuō)明采用了良好材料的分音網(wǎng)絡(luò )，這些將有助于喇叭的表現。

　　了解單體規格的組合與配置

　　另一個(gè)從喇叭的規格列表當中可以了解到的重要項目，就是用到的單體組合(DriveUnits)。書(shū)架式喇叭較常采用二路分音設計，配備高、低音單體;落地式喇叭就多數采用三路分音，有高、中、低音三個(gè)或以上的單體。而衛星喇叭或者入門(mén)多媒體喇叭，就多都只是一個(gè)單體。

　　值得留意的是單體的大小，通常愈高階的喇叭會(huì )擁有愈多、愈大的單體。例如兩個(gè)或以上的中、低音單體，讓中頻或者低頻的輸出與控制力更好。而直徑愈大的單體，理論上低音的下潛越好，振幅可以愈強，可以輸出的聲壓也愈大。不過(guò)這些當然都要與振膜、驅動(dòng)電路、分音等組件配合良好。因此單體大小有參考價(jià)值，不過(guò)并不是絕對的指標。以高音單體為例，半英寸、1英寸、1½英寸都是常見(jiàn)尺寸，4至 6 英寸就常見(jiàn)于中音單體，低音則是 5 至 10 英寸較常見(jiàn)。