关于音箱扬声器的十三条准则

y83elrao8p · 发表于 2006-7-12 18:25:00

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一、难精原则
可以说扬声器易响而难精。这句话是从明代文学家、戏剧家……李渔先生一句名言借用而来。李渔讲“琴易响而难精”。我们借用，也算东抄西抄，改为扬声器易响而难精。
“易响”表明扬声器部件少，制造相对容易，扬声器的生产门坎低。“难精”表示扬声器做精、做好、做成公认的精品却相当之难。
中国是扬声器生产大国，产量和出口量皆占世界第一位，但大部分是中、低档扬声器。当然，高端的扬声器我们也做一些，但比例及数量都相当少。这就是“易响难精”的现实证明。之所以难又有两方面原因，一方面由于理论、技术、人文的原因，扬声器难做好。
另一方面，由于国内投入攻克扬声器难题的人力、财力极少。明显的例证，国内大学几乎没有电声专业，扬声器专业的技术人员大部分是半路出家的。研究人造卫星、火箭导弹，肯定比扬声器更难，但由于投入一流，有卓越的研发人员，有充足的资金，有各方的关心和支援，难题也就不再难了。
扬声器虽小，却难做好。而扬声器之难精，在于：
1、扬声器是一个多维多元系统，它的性能与X、Y、Z轴三维空间有关，与时间有关，还与频率、振膜等部件材料的成份、工艺有关。
2、扬声器的能量转换是电能转换为机械能，再由机械能转换为声能，最后被人感知，而人的这种感知是非常复杂和难以定量描述的问题。这在一般工业产品方面是少有的。
3、扬声器及部件的制造牵涉到钢铁、有色、化工、造纸、纺织、机械、电子、计算机等等多个工业部门，从普通的民用材料一直到航天的尖端材料。
4、扬声器的研究不但涉及声学、电学，还涉及材料学、力学、计算机、磁学等学科。要运用到高阶微分方程、有限元法、非线性、概率论等，甚至混沌理论。直至目前，扬声器和音箱才刚建立了初步的数学模型，还有待充实、完善。目前扬声器的设计制造，不仅需要正确的理论指导，更需要丰富的实践经验协助。
5、扬声器的聆听与环境有关（建筑与建筑声学）、与生理（听力学、语言学）有关，与心理（心理声学、心理学）有关。
6、扬声器承载的内容又与音乐、艺术有关。没有一定的音乐素养，更难于设计出好的扬声器。
7、人类社会中往往最简单的东西最难精，例如中国书法，而扬声器又是一例，这也是许多从事扬声器工作的设计人员的实践体会。一位设计、制造放大器的朋友，后来设计、制造音箱。他对我讲“扬声器比放大器难弄多了”。我笑着说“你算入门了”（这里丝毫没有贬低放大器之意）。
8、由于扬声器发展的时间短，投入的研究力度不够大，扬声器还存在许多未知、神秘的领域。
当然，克服困难，攻克难关，是一种挑战，又是一种乐趣，还是能力和意志的考验。
二、小鲜原则
老子讲“治大国，若烹小鲜。”我借用为：“冶扬声器，若烹小鲜。”
王蒙认为“治大国，若烹小鲜”是整个《老子》中最奇特、最有光泽、最迷人、最令人拍案叫绝的千古名句。这是思想与语言的杰作，这是智慧与经验的异彩，这是出人意料的闪电雷鸣，更是超常得令人一路三尺高的命题。这是游刃有余、举重若轻、平常心、有把握、舒舒服服、笑容满面的精神状态、精神境界。
这些解读是正确的、精彩的，但是这个解读不完全，王蒙和其他解读者都是解读的“前烹小鲜状态”，没有解读、或者没有理解还有一个“后烹小鲜状态”。因为烹小鲜只是一个过程、一个手段，吃小鲜才是目的。也就是这个小鲜烹好了，老百姓肯不肯吃？敢不敢吃？想不想吃？爱不爱吃？如果你的鱼是假鱼、臭鱼、木鱼、人造鱼……老百姓敢吃吗？如果你在这里设鸿门宴、在“钓鱼”，后面的人看到前面的上当了，还会再上当吗？如果你的鱼有三聚氰胺、铅超标，老百姓还敢吃吗？只有真正鲜活的鱼、认真仔细地烹调、亲切平和的态度、清洁温馨的环境，老百姓才可以信任、放心、高兴地来吃鱼。治大国之道在于营造一个真实、信任、亲切、平和的环境。民以食为天。在中国，全体老百姓能经常放心、舒畅地吃小鲜，国家应该治理得差不多。
“治扬声器，若烹小鲜。”就是说既要有游刃有余、举重若轻、平常心、有把握、舒舒服服、笑容满面的精神状态、精神境界，还要有真实。
这种真实有三方面的含义：
（1）扬声器要减少失真，尽可能做到真实地重放。
（2）扬声器制造中不掺假、不欺骗。
（3）在市场经营上不可造假、不欺骗。
回观中国扬声器、音响发展过程中，确有少数不良经营者大量制造假冒伪劣产品,打着假洋鬼子的旗号,鱼目混珠,掀起层层恶浪,欺骗顾客、欺骗媒体、欺骗一切人。
骗术虽然被陆续揭穿，但后果已极为严重。一粒羊屎坏一锅汤。造成人们对中国音响业的不信任感，降低了一部分人的音响购买欲望。信任失去容易，再建很难。
三、水桶原则
一个木制的水桶，其装水的容量，不取决于最高的木板，而取决于最低的一块木板。所以有时候亦称之为短板原则。
当扬声器（音箱）使用在一个由声源、放大器、调音设备、扬声器（音箱）等组成的一个系统时，系统的性能不取于质量最高的设备，而取决于质量最差的设备。这个原则其实是一个常识，但常识却极容易被忽略。
例如有一次应邀试听某品牌线阵列系统，但一开声效果很差，检查放大器、调音台等等都没有问题，而声源却是极普通的DVD。换上CD机后，系统的音质马上提高了。
对于个人配置器材时，也要考虑到各器材质量和价格的均衡。听音系统不但包括声源、放大器、音箱等器材，还应包括听音者和听音环境。
四、均衡原则
扬声器的设计方案取决于扬声器的用途和使用场合。它具体体现在以下的一些技术指标和要求中：
1、扬声器的重放频带；
2、扬声器的的频率性；
3、扬声器的指向性
4、扬声器的失真；
5、扬声器的承受功率、动态范围；
6、扬声器的阻抗、阻抗特性；
7、扬声器的谐振频率、质量因数；
8、扬声器的灵敏度和效率；
9、扬声器的寿命与可靠性；
10、对扬声器的其它要求。
而扬志器的设计则要具体解决：
1、扬声器的类型；
2、扬声器的口径、有效辐射面积；
3、扬声器的高度
4、扬声器的音圈口径、材料、圈数；
5、扬声器的振膜的几何形状；
6、扬声器的振膜的杨氏模量、密度、阻尼衰减；
7、扬声器折环的形状和性质；
8、扬声器的磁路结构和性质；
9、扬声器防尘罩的构成和性质；
10、扬声器的工艺选定（含粘合剂及粘合工艺）和尺寸公差。
扬声器的理论和实践都证明，扬声器的性能要求影响着扬声器几何形状的设计，而这些要求之间又是相辅相成、相互制约的。同时，设计中所要具体解决的十个问题之间，也同样存在着相辅相成、相互制约的关系。
那么，仅就如上20项的全排列（即20！），就有2.43×1080种组合，更不用说再细的划分了。由于这些设计要求相互牵连，甚至相互矛盾时，弄得不好就会顾此失彼。一个良好的扬声器设计，并不只是单纯地追求某项指标，而是必须将扬声器当成一个系统来设计。从使用要求出发，全面权衡利弊得失，斟酌取舍，有取有弃，选取得当。
五、殊途同归原则
殊途同归一词最早见汉桓宽的《盐铁论》，而其源自《周易系辞》“天下同归而殊途，一致而百虑”。表示可以用不同方法达到同一目的。这是中国古代的智慧。可以开拓我们的眼界，打开我们的思路。
为使扬声器音质好、性能好，可以用多种不同的方法。例如振膜可以用纸浆制成，也可用多种高分子材料。
例如用聚丙烯（PP）制作振膜，为提高其弹性模量，一家公司在其中加石墨粉，另一家公司在其中加云母粉,第三家公司在其中加滑石粉。
采用某种方法、某种材料，厂家有时会宣传这是最好的、唯一的……因为不是科学论文，你没有功夫计较。但是，一定会找到另一种方法达到同样的效果。
六、平直原则
在扬声器诸多指标中，频率响应曲线是重要指标之一。扬声器频率响应曲线平直是一个主要要求，也是扬声器的一条及格线，表示其设计、结构基本是合理的。扬声器频率响应曲线平直有可能音质不理想，但音质良好的扬声器，扬声器频率响应曲线一定是平直的。我看到的和测量的大量优质扬声器和音箱，其频率响应曲线都是均匀、平直的。
有人做过试验，请数十名不同年龄、不同职业、不同性别的人士试听不同音箱并打分，经统计满意度高的音箱，其频率响应曲线都是平直的。
七、指向原则
对于扩音类的扬声器和音箱，除了频率响应曲线要求平直以外，还有对指向性的要求。
其中的一种，就是要求水平指向性宽，垂直指向性窄。这是源于扩声的实际要求。水平指向性宽是要声音覆盖大面积的听众,而垂直指向性窄是可将声音直对听众，而且指向性窄可以减少其余反射物的放射声影响，提高了扩声清晰度。
另一种，是按照具体声场要求不同的水平、垂真指向性。正是指向原则导致了平面扬声器难以推广，这是由于平面扬声器的指向性很窄，而且旁瓣很多。
八、可靠原则
扬声器作为工业产品，当然希望它能经久而用。对于扩声类扬声器和音箱，其可靠性应放在第一位。这个道理不用多说。
扬声器的可靠性关键在于扬声器的心脏——音圈的寿命。音圈寿命的内部条件，是采用耐热良好的漆包线、良好耐热的骨架、耐热良好的粘合剂、良好的引出线；音圈寿命的外部条件是散热，利用传导、辐射、对流三管齐下的方法，改进扬声器音圈的散热，可提高扬声器的承受功率，增强扬声器的可靠性。
九、工艺原则
一些工业产品在设计完成后，产品性能基本定型。对于扬声器的性能，工艺常常起主导作用，有的比设计起到更大的作用。部件材料，特别是振膜的材料和工艺的选择与确定，对性能影响极大。
1924年电动式扬声器在世界出现以后，外形与结构的变化是缓慢的，但材料与工艺的改进一刻也没有停止。一种新材料在扬声器中的应用，一种新工节在扬声器中的应用，常常会引起扬声器性能的跳跃式进步。扬声器工厂的设计人员，只要认真、仔细分析，他所做的技术工作，大多属于扬声器工艺问题。各扬声器公司的技术含量、核心技术，大多属于工艺问题。因此可以说，扬声器的技术工作，不管主观愿望如何，实以工艺为中心。
十、稳定原则
在扬声器设计、生产过程中，做出少量合格样品还是比较容易的，成批生产合格的、一致的、优良的产品则更加困难。这里主要是说中国扬声器的生产。除了一般的生产管理、质量管理问题以外，影响扬声器稳定的因素还有磁体与振膜。
大多数扬声器厂的磁体是外购的，如果磁体磁能积等性能有变化，扬声器的灵敏度及相应参数亦会变化。有的公司对所用磁体逐批检测，总会发现不合格产品。除去有意的以次充好以外，磁体生产由于种种原因，也可能产生性能不一致的产品，因此有必要对磁体性能增强监控检验措施。
振膜特别是纸盆的质量控制相当重要。纸盆的性能不仅取决于打桨材料及施加剂，而且取决于扣解度。扣解度需要严格、及时、准确地检验。而纸盆一经制成，木已成舟，扣解度已无法检测。德国一些工厂的纸盆受到广泛欢迎，除了技术原因以外，德国工人严格的一丝不苟的工作习惯，无疑是重要原因。
十一、音乐原则
扬声器主要用于语言、音乐的重放。目前扬声器已有多项客观技术指标，但是到目前为止，这些客观指标还不能完全代表、概括人们聆听音乐的主观感受，更没有在客观指标与主观感受之间建立起科学定量的关系。
这是因为：
1.我们对人的“主观感受”等研究远没有到位。
2.音乐会给人们丰富的感受和无穷的想象，这种有广泛文化艺术背景的生理和心理的主观感受，本来就难于用文字语言来表述，更难于同某个物理量挂勾。而这个主观心理感受还带有个体的差异性。
因此扬声器的设计工作，不仅是一项技术工作，而且是与艺术音乐密切相关的工作。据我不完全的调查，世界著名的音箱厂的设计师、主要经营者大都有深厚的音乐背景，扬声器的设计，既是对艺术、音乐热爱的延伸，也是调节扬声器音质的基础。扬声器的设计，特别是音箱的设计，有一个音质调节的程序，以便将扬声器、音箱调节到满意的水平，调节到期望的风格。这有点类似于调酒，美酒不仅是酿造出来的，而且美酒还是调出来的，调酒真有点石成金的意味。调音也类似，设计者不但要熟悉扬声器的理论与工艺，还要对音乐有一定的认识和鉴别力，有一种驾驭能力。为此，扬声器设计人员要多听音乐、多学习、多积累，日久必有所悟。
直言讲，中国扬声器技术人员的音乐水平，远低于国外同类人员。但只要认清这一点，做音乐家的学生，肯定会有进步的。
十二、快乐原则
对于扬声器、电声行业，可以有多种解读，有一种理解是快乐的制造者。扬声器、音箱在多数场合为人们播放音乐、戏剧、相声、小品等等，以及充当电影、电视剧配音，使人们从欣赏节日、欣赏艺术中获得高兴与愉快。为了快乐、健康的原则，就要反对声暴力。
现在有一种声暴力的倾向。从大的方面讲，一些现场演出、现场扩声，一些娱乐场所，在使用扩声设备时，将音量开得极大，使扬声器发出震耳欲聋、声嘶力竭的声音，将无知看成震憾、时尚、剌激，将音乐有层次的美践踏到一片轰响之下。其直接后果是使调音者、听音者听力衰退，甚至导致耳聋。这也和快乐原则背道而驰。
十三、娱乐原则
我曾经撰文，谈音响、扬声器的三性。即科学性、艺术性、愉乐性。前面二三条原则多次提到科学性、娱乐性。有些人对音响器材、扬声器除了欣赏，还会玩、愉乐。他们有的自称玩家，有的称之发烧友。发烧即和常人有所差别。
例如听音箱时，换一根音箱线，有人觉得音质大变，有人觉得没什么变化，如果争论起来，不但破坏气氛、影响情绪，而且最终谁也说服不了谁。音响有科学性、艺术性、娱乐性，而娱乐性是我第一个提出的。
如果从娱乐角度讲，这既不是科技成果评定，也不是论文研讨，只是自己在玩，寻找自己的感受。对于娱乐，只要不触及法律、道德的底线，只要高兴，别人不必干涉。高雅也好，低俗也罢，当事者高兴即可。扬声器、音响能为一部分人提供娱乐，也是存在的价值之一。

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[全频箱] 关于音箱扬声器的十三条准则

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