马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转社区。
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?快速注册
x
让人惊叹的号角扬声器
l/ r O9 h' [4 J& p! i4 Y
# _6 V7 x$ Q& Y: w; ]影音界有三大古董:胆机、LP和号角喇叭。这些古董之所以可以存活至今,真正的原因并不在于它们的珍藏价值或人们的念旧情结,而是因为仍然有人始终地用新技术、新材料、新理念在改造它们,使它们的生命周期得以延长。
. b! Q( j" l7 E
; _* h" d& y* u% g) p, S大概在100多年前,Emil Berliner创造了机械留声机。唱针滑过唱片沟槽所产生的机械振动非常强劲,无法听到,当时又没有电子放大器,所以用一个号角把振膜的振动放大,使人耳可以闻声,这就是最早的号角喇叭。尔后,一些号角喇叭的先驱者如Gustavus、Webster、Klipsch和Voigt消费了数十年的时间探究号角技术的基本法则。1926年,Paul Voigt初次向英国专利局提交了tractrix号角的专利请求。
3 w# f' m! k1 h6 z
+ r& h. {' Z; D A! P0 R" v/ x: r& a3 D: o8 e* H
' ^5 a! d$ m& }' Y9 \尔后就开始了号角喇叭的黄金时代。那时的电子管功放输出功率很小,必须应用高效率的喇叭与之配合,于是号角喇叭成为一时之盛。知名的经典产品有Altec Lansing设计的The Voice of the Theatre、Paul Klipsch的Klipschorn、Jensen公司的Imperial Hyphex Horns、Paul Voigt的Voigt Domestic Corner Horn以及英国Lowther公司的Acousta和Audiovector等。
% G9 n, a8 t. m, b4 }) S5 u/ E' W: }- a( @9 J
6 o. K9 d+ ?3 J/ h8 t' p3 |! }
* C/ l" e4 h$ m
1925年,Kellog和Rice创造了动圈式喇叭,当时把这种喇叭称为“没有号角的喇叭“,但在相当长的一段时间里,号角喇叭仍然居于优势位置。直到1947年,贝尔实验室的Bardeen、Brattain和Shockley创造了晶体管。因为晶体管可以获得更大的输出功率,高效率的喇叭已经不再是不可缺乏的必要条件,随着电子管的衰败,号角喇叭也日益衰败了。但即便在今日,仍然有一部分人觉得:高效率并不是号角喇叭的惟一优点,它具备一些其它扬声体系不具备的奇特优点,仍然有存在的理由,并保持始终地推出新产品。
; t: K. U3 p" `% @% I; ^7 D7 b1 c2 G7 G/ Q# m
* Z4 M+ s, ]3 H. k( a Y( m6 u: m5 q6 c- x
号角式扬声器所使用的是最基本的物理概念,它的工作原理正好与我们的耳朵相反。外耳道的直径是从外向里逐步减少的,声压也会随之逐步增长。这种构造可以协助我们听到更轻微的声音。耳聋助听器创造之前,听力不佳的人曾经把一个号角放在耳朵上以放大声音,这就是最原始的助听器。基于同样原理,用两只手掌放在耳朵旁边,也可以提高听力。3 ?# u7 f$ C8 D4 v
7 D+ W6 R; n$ n4 n: f8 s
( q f5 X/ m- b1 B2 f2 o
% l& g8 _3 i" a: r. S0 t) v穴居的原始人就已经领会:用手围成一圈放在嘴上,声音可以传得更远。古希腊和古罗马人对此有了更深刻的了解,他们的半圆形剧场实际上就是一个宏大的号角:舞台相当于号角的喉部,演员相当于振膜。在这样的剧场里,即便坐在剧场的最后一排(与舞台相距113米),也可以清楚地听到演员的轻声细语。在中国,天坛的寰丘和回音壁也利用了同样的原理,制造出巧妙雄伟的声音效果。
$ \7 u2 c$ d4 \0 r' L1 P
% Q: M; l1 ~ |- |; j. F7 |) |8 P0 X7 T& [- O- {3 w
3 a- w3 j0 ?* `; _9 f6 Y( D
$ W) G0 E3 G- f; @# i. \. q$ e& U* [2 D8 w: F6 z) P; E
号角喇叭的声音是由安装在号角喉部的振膜产生的。振膜在工作时需要战胜因号角外形而增高的空气压力,所以在相同功率的驱动下,安装在号角上的振膜的振幅会比安装在音箱里时小,减小的水平取决于号角的尺寸和外形。由此,我们可以推导出这样一个命题:振膜的振幅减小得越多,声音的强度就越高。
7 P5 J/ u4 `' H1 P; W
& K8 i1 W! m- C8 L- [) P- J5 ^7 q这个命题好像是矛盾的,因为我们通常觉得振幅越大,声音就越大。但这是一种误会。利用能量守恒定理可以解释这个问题:施加在喇叭单元上的电能将等于辐射的声波所携带的能量与因摩擦而造成的能量损失(会转换成热量)之和。运动部件的行程变短时,这些部件与空气摩擦而造成的能量损失会降低,更多的能量将被转换成有效的声能,或许说,号角所产生的机械阻力会提高电-声转换的效率。对于高效的能量转化机构来说,高的机械阻力是必不可少的条件。这就好像是一个赛跑运发起,把他衣着平底的皮鞋在光滑的跑道上时的状况和衣着钉鞋在正式跑道上的状况相比,后者的能量转换效率显然更高。' U* I7 [" n3 A7 @ N# }1 D
) b# D9 f- {+ p% v0 `! `2 `
2 }3 d: s& A/ x) P- V: l9 r9 R x; E5 i, ^" Q
除了能提高效率之外,行程变短的另一个益处是使瞬态响应得到改良。与安装在音箱中的喇叭相比,号角喇叭的行程会减小到无号角时的1÷10,运动速度则将因之而增长10倍。假如要在相同的时间内从静止状况启动而达到这一速度,加速度也必须增长10倍,其成果是所吸收的能量将增长100倍。
3 j6 D- N i! S! ?9 A/ T0 m/ C- Q6 \- B w$ i0 d
因此,号角喇叭具备非常疾速的瞬态响应,它所驱动的空气几乎没有惯性,这种疾速启动和刹车能力是非号角喇叭无法实现的。当驱动信号过去之后,振膜会极端敏捷地复原中立位置,厌恶的剩余振荡可以得到有效的抑制。因此,号角喇叭的解析力特别好,音乐细节特别丰盛。 |
|
|
|
|