在上圖的情境中，存在什么問(wèn)題？一個(gè)清晰的音頻流，會(huì)通過(guò)那些最先進(jìn)的數(shù)字設(shè)備進(jìn)行層層處理，并通過(guò)那些先進(jìn)的放大設(shè)備進(jìn)行放大之后，通過(guò)木制音箱箱體中的紙盆揚(yáng)聲器喇叭，再次傳送給觀眾。
在這一整個(gè)聲音鏈條中，最為薄弱的環(huán)節(jié)，就是音箱，也被稱作揚(yáng)聲器。任何系統(tǒng)中，觀眾所聽到的最終音質(zhì)效果，都是取決于揚(yáng)聲器重現(xiàn)整個(gè)上游那些出色音頻設(shè)備的音色的能力。
在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)中，商用揚(yáng)聲器經(jīng)過(guò)了一個(gè)緩慢而又穩(wěn)定的發(fā)展過(guò)程。而相比之下，音頻系統(tǒng)中的電子元件部分的變化，卻是光速發(fā)展，無(wú)論是物理屬性還是使用方法都發(fā)生了徹底的、根本的變化。
然而，僅僅因?yàn)閭鞲衅鳎〒P(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器）沒(méi)有跟上相對(duì)應(yīng)的電子原件的發(fā)展速度，并不意味著所有的傳感器都是落后的。恰恰相反，使用當(dāng)今最好的設(shè)計(jì)也依舊可以實(shí)現(xiàn)驚人的性能。了解揚(yáng)聲器的工作原理是從任何音響系統(tǒng)中獲取最大收獲的一個(gè)非常關(guān)鍵的步驟。
它的內(nèi)部構(gòu)造是什么樣的？
專業(yè)揚(yáng)聲器通常在單個(gè)外殼中包含多個(gè)驅(qū)動(dòng)器（組件）。最常見的設(shè)計(jì)被稱為“雙向”，兩個(gè)組件組合起來(lái)提供輸出。雙向設(shè)計(jì)通常包括一個(gè)直徑為15英寸或12英寸的錐形低音揚(yáng)聲器和一個(gè)小型（1至1.5英寸）壓縮驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器與喇叭口相連，可以提供規(guī)定的覆蓋范圍。
對(duì)于再現(xiàn)較低頻率的低音揚(yáng)聲器，外殼一般會(huì)提供一個(gè)操作面板，一種直接將輸出輻射到周圍空氣中的裝置。
相反，那種處理高頻的壓縮驅(qū)動(dòng)器，如果直接發(fā)送到覆蓋空間的話，實(shí)際上是聽不見的。因此，通過(guò)以規(guī)定的速率和分散模式展開聲波，驅(qū)動(dòng)器必須與喇叭配合以使驅(qū)動(dòng)器的輸出與周圍的空氣相匹配。最終，喇叭/驅(qū)動(dòng)器設(shè)置的效率獲得顯著提高，只需要幾瓦的輸入就可以提供足以填充整個(gè)室內(nèi)的電平。
在揚(yáng)聲器箱內(nèi)，輸入信號(hào)通過(guò)無(wú)源分頻網(wǎng)絡(luò)在兩個(gè)分量之間分配，無(wú)源分頻網(wǎng)絡(luò)通常稱為分頻器，它將低頻引導(dǎo)至低音揚(yáng)聲器，高頻引導(dǎo)至壓縮驅(qū)動(dòng)器。
傳統(tǒng)的揚(yáng)聲器很像汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，其驅(qū)動(dòng)器的錐形動(dòng)作類似于活塞的運(yùn)動(dòng)。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的來(lái)回運(yùn)動(dòng)是完成工作所需的動(dòng)力源 ——轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸或傳播聲波。
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)使用汽油作為燃料，而揚(yáng)聲器使用功率放大器的電輸出。在這兩種情況下，將燃油與電機(jī)匹配對(duì)于優(yōu)化性能至關(guān)重要。
揚(yáng)聲器和功率放大器具有給定和接收關(guān)系，放大器推動(dòng)揚(yáng)聲器的自然平衡狀態(tài)（揚(yáng)聲器箱體內(nèi)外壓力相等），揚(yáng)聲器推回放大器的變化輸出。
鑒于市場(chǎng)上可用的揚(yáng)聲器品牌眾多，找到適合特定應(yīng)用的最佳揚(yáng)聲器單元可能類似于大海撈針一般。但是，通過(guò)那些信譽(yù)良好的制造商堅(jiān)持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的堅(jiān)韌，才使得尋找合適的工具變得沒(méi)那么麻煩。而這些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，包括：頻率響應(yīng)，靈敏度，功率處理和方向性的額定值。
頻率響應(yīng)
這個(gè)參數(shù)是用來(lái)量化一個(gè)揚(yáng)聲器在人耳可聽辨的十個(gè)八度音程范圍中再現(xiàn)聲音的能力。而造成單個(gè)揚(yáng)聲器組件在頻率圖響應(yīng)這項(xiàng)科目上獲得完美分?jǐn)?shù)的制作工程障礙，始于聲波的物理構(gòu)成以及使得實(shí)際公開的揚(yáng)聲器在尺寸和重量上所使用時(shí)需要所施加的限制。
低頻的波長(zhǎng)可長(zhǎng)達(dá)56英尺，而高頻可短至半英寸。因此，想要建造一個(gè)在整個(gè)頻譜上表現(xiàn)都同樣出色的揚(yáng)聲器幾乎 是不可能的。因此，進(jìn)一步復(fù)雜化的設(shè)計(jì)是非常必要的，既要讓箱體盡可能小一些，并且保證美觀。而頻率響應(yīng)確定之后，將會(huì)使用一個(gè)可定義范圍的數(shù)字來(lái)量化，比如+3dB或者-3dB。如果沒(méi)有前面的限制范圍的+-號(hào)的話，單純的數(shù)字號(hào)去一一。因?yàn)槿魏螕P(yáng)聲器在特定電平上都有可能產(chǎn)生任何頻率的聲音（比如-45dB）。
標(biāo)準(zhǔn)范圍+/- 3 dB實(shí)際上允許存在相對(duì)較寬的6 dB窗口，因此應(yīng)該被視為最大可用方差。對(duì)于全頻設(shè)計(jì)的音箱來(lái)說(shuō)，頻率響應(yīng)為50 Hz至15,000 Hz（15 kHz），這可以作為標(biāo)準(zhǔn)性能的基準(zhǔn)。
靈敏度
和頻率響應(yīng)一樣，靈敏度這個(gè)參數(shù)也需要限定明確的定義和單位，它的通用規(guī)格包括1w/1m，或者瓦每米。
如果一個(gè)揚(yáng)聲器的數(shù)據(jù)列表上列出的靈敏度為87 [email protected]/1m，那么表示，當(dāng)揚(yáng)聲器的輸入端施加1瓦的功率的時(shí)候，距離揚(yáng)聲器1米的軸上的聲壓級(jí)將為87 dB。1米的軸上的聲壓級(jí)將為87 dB。如果功率加倍導(dǎo)致輸出增加3 dB，則2瓦特的功率應(yīng)在同一位置產(chǎn)生90 dB的可測(cè)量輸出。
輸入功率為256瓦意味著輸出為111 dB，由于采用平方反比定律，在距離揚(yáng)聲器8米的距離處將降至93 dB——距離加倍導(dǎo)致了輸出電平在指定位置下降了6dB，因?yàn)榫嚯x倍增導(dǎo)致了覆蓋面積增加四倍。
相比之下，頻率響應(yīng)相同、靈敏度更高的揚(yáng)聲器（(92 [email protected]/1m）將在8米（略大于25英尺）距離處提供98 dB的電平。輸出的5 dB增益是免費(fèi)的，因?yàn)樗辉傩枰斎雭?lái)獲得更多輸出。然而，與所有設(shè)計(jì)一樣，權(quán)衡取舍和靈敏度只是難題的一部分。
功率響應(yīng)
這個(gè)參數(shù)是靈敏度的相對(duì)面，其中一個(gè)的增加，會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)的減少。例如，增加功率響應(yīng)的一種最簡(jiǎn)單的方法，就是讓組件更加穩(wěn)定，但是，增加驅(qū)動(dòng)器功率響應(yīng)所需要的附加質(zhì)量，會(huì)導(dǎo)致這些組件的靈敏度下降，通常最終的結(jié)果是輸出的電平整體并沒(méi)有增加。
但是，功率響應(yīng)能力對(duì)揚(yáng)聲器來(lái)講很重要，因?yàn)樗_保了揚(yáng)聲器系統(tǒng)的長(zhǎng)期可行性。揚(yáng)聲器在現(xiàn)場(chǎng)演出時(shí)，鑒于現(xiàn)場(chǎng)聲音核心所具有的未知性，揚(yáng)聲器可能會(huì)接收到高于平均操作水平的輸入峰值。對(duì)于那些不可避免的峰值，極端電平足夠?qū)嵱谩⒑虾踉O(shè)計(jì)的功能便是系統(tǒng)最后的余量和持續(xù)性功能之間的差異性。
當(dāng)揚(yáng)聲器制造商夸大他們的產(chǎn)品所處理搞輸入電平的能力數(shù)據(jù)的時(shí)候，問(wèn)題就出現(xiàn)了。因?yàn)�，�?shù)值越低，反而意味著揚(yáng)聲器的功率響應(yīng)能力的持久性。根據(jù)品牌的不同，持久性可以指代特定的輸入信號(hào)可以連續(xù)操作4, 8,或者24小時(shí)。
而峰值功率通常是持久性音量的兩倍，代表了揚(yáng)聲器可以縮短可變寬帶音樂(lè)素材處理時(shí)間的瓦數(shù)。順便一提，有一個(gè)令人印象深刻但是沒(méi)什么用的評(píng)級(jí)，叫做峰值程序（或脈沖瓦數(shù)），它代表了系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)可以維持的功率。
指向性
指向性是指揚(yáng)聲器控制其輸出位置的能力。低指向性的揚(yáng)聲器適合在短投射距離內(nèi)放置，以便覆蓋更寬廣的覆蓋范圍，而高指向性在方向模式控制的要求最為重要的時(shí)候，是最合適的。
由于聲波的物理屬性，方向性控制取決于頻率大小�？刂聘哳l的頻散較小，控制起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，但10英尺長(zhǎng)波長(zhǎng)（100 Hz）的頻率控制起來(lái)就會(huì)困難得多。
通常來(lái)講，喇叭的開口越大，越低的模式控制，越得意有效保持。例如，兩英尺的喇叭口對(duì)應(yīng)于低至約500Hz的模式控制。因此，額定角度為60度×40度的喇叭形圖案僅顯示高于由喇叭尺寸決定的截止頻率的那些度數(shù)所覆蓋的范圍。
高頻雖然更容易控制，但卻傾向于以緊密的方式聚集在一起，迫使喇叭設(shè)計(jì)者開發(fā)諸如恒定方向性的技術(shù)，以幫助確保高頻率在喇叭的工作范圍內(nèi)可以更加均勻地分布。當(dāng)然，這種通過(guò)武力強(qiáng)制控制會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生新的異�，F(xiàn)象，需要進(jìn)一步的創(chuàng)新技術(shù)來(lái)解決。
雖然現(xiàn)代商用揚(yáng)聲器基本上與其古老的祖先相近，但鑒于當(dāng)前技術(shù)的計(jì)算能力和快速創(chuàng)新，未來(lái)的揚(yáng)聲器可能最終擺脫與那些古老設(shè)備之間的聯(lián)系與限制。
但就目前而言，頻率響應(yīng)，靈敏度，功率響應(yīng)和指向性這些問(wèn)題，依然是客觀判斷的定義參數(shù)。雖然這些參數(shù)將如何實(shí)際轉(zhuǎn)化為整體音質(zhì)表現(xiàn)，完全是屬于主觀問(wèn)題——但那就又是另一個(gè)話題了。 |
