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在音响音质中喇叭线的作用% d& U% I6 Q4 n& P- |0 |) u
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音响喇叭线有讲究吗?1 t0 u! L! k1 b( p4 P4 {9 g
0 c& U2 D- S/ |% ]% t8 e+ R8 W 喇叭线在电子物理上充当什么组件,是一条导线、一个铜块、一个阻抗匹配传输线、一颗电容、一个电感、还是一个电阻?那些夸夸其谈喇叭线的人,是真懂还是唬烂骗钱?到底谁是巫师,谁是麻瓜?; f1 h: v @4 Z; g/ J1 g
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以下分享自一篇网友的“电子学”学习日记,看看他是如何探析个中缘由。5 N N4 F p& l7 N {8 K
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我是学电子学的,音乐素养很差,我都是假装听懂音乐、歌剧、交响乐,钢琴演奏,男高音、女高音。但其实我只是在玩音响设定,欣赏外观及其电路规划。由于我年轻时有设计中级音响的经验,所以自以为可以参加高阶音响讨论。
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我认为要谈喇叭线的粗细、材质是否会影响音质,首先要了解什么是喇叭,什么是喇叭线,什么是扩音机,什么是阻尼系数。
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喇叭是什么?( v# K# y v$ I2 N
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8Ω的喇叭为何用三用表量起来却只有0.1Ω?
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. r8 c4 k, V) R) E 8Ω是用 1000Hz交流正弦波测量到的。至于是用喇叭单体或装入标准音箱,有没有气垫、吸音棉,是用小信号测试,还是大音强时测试,喇叭离墙面多远?怎样设定测量条件,我发现很少资料详细谈到,也没有人音响人真的去测它,因为它们都是行业Know-How(实际知识)。 U. Y6 K5 g* [3 T, J7 _
' P5 b5 W3 [6 U. y6 n s; m; z 一般书上都说,它是线圈在1000Hz时的的交流电感抗。是真的吗?错!
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其实喇叭在无音箱、大音箱、小音箱时,其阻抗测量值是完全不一样的,如果用手强力压住纸盆,阻抗更是大乱。所以喇叭的阻抗一定不是单纯的是线圈在1KHz时的电感抗。如果不是单纯的电感抗,那它是什么?
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, J! |1 ]& r; J, p- f3 F, A% t& a 就好像偶极天线用三用表量,电阻是无限大,但是电磁波专家却说它的射频辐射阻抗是72欧姆纯电阻一样。+ ?0 |; R5 a! @: K6 F, |0 `9 J
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喇叭的8Ω也可看成是纯电阻,是纸盆将能量传到的空气时的辐射阻抗而不是音圈的。% ]& l4 X! m/ a9 y, L3 {$ y
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Z=R+XL=8 Ω" Y, E. h- v9 _
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XL = ωL = 2πfL" s2 _- @$ ~. t u6 z, D
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=2x 3.14 x1000 x ? mH=8欧姆
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2 m& e5 a, G( x! c 但是一个喇叭要处理20Hz至20KHz这个1:1000倍的带宽,实在是很艰巨,便分成三个喇叭:低音 20-200Hz 、中音 200-2000Hz 、高音 2000-20000Hz。5 {/ \, I: w3 ^: q l7 p
/ g: }: _8 i* L; f$ O* Z 每一个喇叭也要处理1:10的带宽范围。但相比通常无线电射频导波管能处理的带宽1:2 ,顶多1:3,喇叭的工作实在很艰难。 u* j+ s/ n4 {* R
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由于音圈是个线圈,所以很多电子学专家,自然的认为它的阻抗8欧姆是来自电感抗。Z=XL=2πfL( f是频率、 L是电感值)% O5 G& i% i. [; F+ t% k0 ^
7 Y+ O5 H$ [* ?+ ~ ~- r 可是实测喇叭在不同频率时的阻抗会发现,阻抗曲线不是完全像一颗电感,乖乖随着频率线性变化。在某个很低的频率例如50Hz时还会突然增高到数十欧姆,而且是呈现电容抗,简单的否定了电感论。
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1 Q, Z7 }0 v% U- w. F, m 喇叭会受纸盆、音箱、空气压力、密度、湿度影响。换句话说,8欧姆是它1KHz 时的声音「辐射阻抗」而不是一个简单的电感抗XL。
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扩音机的阻尼系数* @' f9 M4 y5 j2 k# C
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扩音机的末级输出机制就像一颗可变电压的电池,电流由晶体管节制,电力经喇叭线输出,使电流在喇叭音圈上流动,以产生磁场,磁场与磁铁互相吸斥,推动喇叭纸盆,震动空气产生声音。除此之外末级晶体也要提供阻尼,吸收喇叭音圈产生的电力,否则纸盆就会胡乱颤动,这种控制能力称为阻尼。
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由于纸盆音圈有质量与弹性,音箱内的空气有气压,一旦推力结束后,纸盆就会想要弹回,此时喇叭的音圈会划过磁铁的磁力线,依照愣次定理,线圈就会像发电机一样发电。
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这个电力,必须由扩音机的输出阻抗来吸收控制。此时扩音机的末级晶体必须开通,引导电流,予以消耗成热量。就好像汽车的煞车,在下坡时阻止汽车冲下山坡一样。4 v8 d. t; W$ G/ Q1 n6 K7 H
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所以阻尼的原理就好像用力推车上桥的人,下桥时也要费力拉住让车不要爆冲下桥,物理学家称之为消耗势能。( Y6 C/ }. f! N1 d- {; N& U- y1 d7 P
6 X5 Y W M" J9 K+ w7 | 基本上阻尼就是末级晶体可以提供多少低电阻通路,让喇叭的反电动势被吸收。所以阻尼系数的定义就是喇叭的阻抗与扩音机的输出阻抗之比值。) I0 j6 J; r& S @
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例如喇叭阻抗8欧姆,扩大机输出阻抗是0.04Ω,阻尼系数就是200,(8/0.04=200)也就是说,0.04Ω有强大力量可以吸收电流,精密控制喇叭纸盆走动的位置。4 U; o$ K# q8 n9 N) Y2 U2 N
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一般的扩音机规格) r+ b% L% C1 ~8 F. B
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0.01%失真值,200 高阻尼系数,是高级晶体管音响的基本功。真空管机通常失真5%,阻尼系数则只有10,质量实在很差,是超级差的,但是真空管机因为阻尼不良,控制力不足,因而产生的偶次谐波失真,却是悦耳的,听起来很温润,没有违和感。所以没有人胆敢说真空管机的阻尼不好,控制力不好,就像没有人敢说国王没穿新衣一样。
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丰富的奇次谐波会形成方波,代表激烈冲撞,突然停止,剧烈转向,它可能是波浪拍打礁石,代表危险或有掠食者靠近。8 S9 c* P' X+ p* x
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所以人类听到偶次谐波失真时会很舒服。; j' M r5 P4 h6 _
1 N5 C# {) U" _* H9 O: N 阻尼就像汽车的煞车力一样,法律规定煞车必须要是引擎马力的十倍。扩音机也一样,阻尼至少要达到 10,只是大部分人只当它是一个神圣数目,数钞票用的,不知道为什么需要高阻尼。( F7 V9 k X2 s* {& t1 z
! a$ Z9 c" X9 y7 t( ]% f1 A 知道「阻尼」的人才有资格来谈喇叭线,否则一切都是清谈、胡诌、堆砌形容词。6 `8 J- ?: O% c: O; B
8 K$ o, m$ Y: F$ z4 w k 那些金耳朵说什么清脆、高昂、滚珠、温润、饱满。我都听不进去。我要的是可以测量的物理量。 |
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