什么才是理想的音箱箱体? ——从小米Sound 2Max音箱说起

   什么才是顶级流量?看看小米公司最近发布的Sound2 Max吧,这对音箱售价1999元,但是从发布的那晚开始,全网各平台上我就看到了大量的相关新闻和消息,很快在视频网站上就有了各种尝鲜的试听评测,这是任何一款Hi-Fi音箱都不可能获得的关注流量,即使大几百万的天价Hi-End音箱也不可能。

  其实在音响发烧友圈子里这对音箱刚发布时也获得了很高的关注度,主要是因为这对售价并不昂贵的(相对于发烧音箱而言)的书架箱采用的居然是一体压铸成型的金属箱体!如果放在小众的发烧音箱圈里,简直是不可想象的。这一点除了说明了大工业量产下能创造不可想象的成本控制,也说明了小米公司在他家的高档产品上是做足了功夫的。

为什么呢?因为一对好音箱的三个最关键的设计要点是:

1.音箱的总体构思, 相当于大厨想要做什么样的菜肴

2.分频器的设计,相当于菜肴的制作过程,是对大厨水实力的考验

3.箱体设计和单元的选择,相当于大厨对原材料的筛选

  小米音箱的一体压铸成型的金属箱体,已经是非常高的起点了,就让我们来说说扬声器系统中,音箱箱体的设计门道吧,因为箱体就像修房子时打的地基,地基不牢,房子肯定建不好。因为文章篇幅有限,本文就只说音箱的箱体。

   首先,扬声器系统其实是可以不需要“箱体”的,那就是障板式的音箱,发烧友比较熟悉的AppogeMagnepan都是这种设计,发声的元件就直接安装在平板上,外观非常薄,但是这种设计有个最大的问题是,波长比较长的低频部分会产生“声短路”现象,扬声器振膜前后产生的波长较长,相位相反的声波会互相抵消掉,让低频量感变得很少,低频的延伸也有限。所以这种设计虽然让中高音表现非常自然轻松,但是低频部分的缺失却是很大的遗憾!

 

Magnepan的音箱,是不是很像屏风?有一段时间我很迷恋它,但是不得不说这种设计需要做很多牺牲

  于是就有了补缺的设计,比如AlonGenesisInfinity等品牌就只是让中高音部分做成开放式的障板音箱,低音部分依然使用箱体设计。但是这种设计也有一个遗憾,比如Genesis等中高音部分使用长条的铝带单元,速度反应极快,低音部分的瞬态反应很难做到天衣无缝。

这是笔者喜欢的Genesis音箱,中高音部分为开放式设计,低音部分有箱体,而且还是主动式设

笔者身边这对高大的分体音箱就是Alon归来之后,改名为Nola,和之前一样,它的中高音部分依然是没有箱体的开放式设计,但是中低音和超低音都有箱体

  所以,世界上绝大部分厂家就采用了有箱体的设计,这样才是优点更多,利大于弊的设计。

    音箱的箱体就像一个六面体方盒子,具体的长宽高比例是要精心测算的,早期很流行扁方盒子,就是音箱的前面板很宽,但是深度不够,比较薄。但是今天的主流设计是尽可能减小前面板的宽度和面积,加大箱体深度,这样能减少前面板的反射,让声音获得更好的脱箱感。所以从外观我们也大致能判断音箱的设计年代或者是风格取向。当然除了六面体方盒子,现代音箱还有更多的造型,大多数都是从声学特性考虑的。

虽然都是欧洲音箱,但是左边的世霸是窄面板设计,右边的KEF是宽面板设计,代表了两种不同的审美取向

 音箱箱体大致还分为密闭式和开口式(开口式一般就是倒相式)。很多文章里经常简单粗暴地说密闭箱设计会有更清晰干净的低频,更好的瞬态,好像倒相箱除了低频量感更多,下潜更深就没有好处了。其实这是有点因果倒置了。

  密闭箱的设计首先是因为低音单元的Qts值比较高,低音单元在谐振频率附近的阻尼状态欠佳,简单地说是低音在较低的频率(谐振频率附近)“刹不住车”,需要密闭式音箱内部的空气阻尼来辅助“刹车”。和这个相互印证的是,早年很多港台杂志把密闭式音箱称为“气垫式音箱”,正好说明密闭式音箱利用了密封箱体内的空气压缩后的反作用力来为低音喇叭单元刹车。

   这和早期扬声器单元的设计缺陷有关,早年很多低音单元的Qts值都在0.4以上,只适合做成密闭式音箱。后来扬声器的技术和配件材料发展后,有更多的低音单元能做到谐振频率f0更低而且Qts值在0.4以下,能做成倒相式音箱,以更小的箱体获得更低的谐振频率,更丰富的低频量感,而且低音部分有更高的灵敏度,所以目前主流的音箱大多是倒相式结构。

密闭式音箱的代表之一,也是笔者很喜欢的ATC SCM20音箱,虽然难推加上高低频延伸有限,但声音独特,很有魅力。ATC的大型音箱反而都是倒相式的,为何?原因很简单,低音单元的Qts比较低,并不适合做密闭箱

  说了这些,接下来就要说的是箱体材料的选择了。目前市面上绝大多数音箱的箱体材料都是MDF(中密板),而且多数厚度为18mm-25mm,使用MDF材料的加工工艺成熟,价格便宜,所以是主流的选择。但是有没有更好的选择呢?那就是强度更高,谐振更低而且具备一定内阻尼的更高性能的材料。

  比如我们平均律音响创业之初,有一篇采访时提到过的,当年我们的Opus系列音箱还在采用传统的MDF材料,但是我们当时也迫切地想尝试其他更高性能的箱体材料,如重竹、坦克木、玻璃钢、碳纤维、铝合金,还有就是当时对我们来说可望不可即的特殊树脂浇筑成型的一体式箱体。

德国的“凯撒”音箱就罕见地采用了坦克木作为箱体材料,坦克木是使用多层榉木板胶合后经过高温高压加工成型,压缩后的木材厚度变小,但是换来了更高的硬度,据说可以防弹

Crystal(晶彩)当年非常吸引眼球的用玻璃制作箱体的Arabesque音箱

为了获得更安静稳定的箱体,设计师有多拼?德国的Fischer&Fischer居然采用石板做箱体!这种石板音箱有人喜欢其宁静清晰的声音,有人则觉得它不够温暖

说到金属箱体,目前最流行的是美国的YG和Magico,但是笔者最欣赏的是瑞士的Goldmund,除了外观极具科技感之外,它还是机械接地的倡导者,将金属箱体的避震做得别具一格

   说到这一点,肯定有人会说,1970-1990年代,有不少英国厂家使用的薄箱体结构的音箱,这些产品曾经在国内风行一时,给发烧友留下了强烈的时代烙印。有的厂家还宣传这是调音手段,适当的箱体谐振带来的音然会形成特有的品牌调性,就类似吉他等乐器的共鸣箱一样。这种观点由港台的媒体在1990年代传播到内地,引发一代人的集体回忆,我也曾深受感染,但是这样的说法是否正确呢?或者说作为一个2020年代的设计者和发烧友,我们如何看待这种观点呢?

英国Rogers就是这种“薄皮”音箱的代表之一,箱板厚度一般15mm左右,低频段会有比较明显的音染,成为一代人的集体回忆

  其实要像吉他等乐器一样在较宽频段下都能引发共鸣腔作用的,那就要使用很薄的箱体,我在各种英国音箱上都没见过那么薄的箱体,所以我们熟悉的各种英国薄板音箱设计,其实能引发音染的其实主要只是低频段,中频段主要还是靠喇叭单元的选择和分频器设计带来特色的。而低频段的音染会带来两个问题,第一就是音染带来的谐波主要还是中低频段,能适当地协助调整声音的平衡度,这一点是有正面的作用,但也会导致低音的清晰度受损,同时会掩盖更低频率的还原水平,让低频的解析力变差,速度也受拖累。

  所以,这种设计在中低价位的音箱上是没有问题的,甚至可以说是一种取巧的捷径,但是在高端的音箱上鲜有这样做的。比如同样是英国品牌,走高端路线的Wilson Benesch就在箱体上下了很多功夫,多年前就采用了部分碳纤维材料。

来自英国的高端品牌Wilson Benesch和传统的英国音箱就完全不同,箱体的外形瘦高,材料也是高强度的

   真正类似吉他共鸣箱体的音箱设计,可以看看日本的kiso,这家公司以前就是做吉他出名的,所以他在音箱上就采用了特别薄的天然板材,不过这里请注意,首先是箱体特别小,其次是整个箱体设计上还是有多处加强的设施的,否则没法正常使用。这个特殊的箱体能产生出较多的而且频段较宽的箱体共振,这种箱声造成的音染让Kiso小音箱别有特殊的魅力,让这个采用了普通的Peerless单元的小音箱有超出预期的信息量和特殊的感染力。但同时因为本身设计的局限,它的低频延展和最大音压等数据都比较受限制。而且,它非常昂贵!其实当年在《高保真音响》杂志社时,我写过这对Kiso HB-X1音箱的兄弟版本,另一对日本音箱,因为Kiso音箱的源头就来自于它,但是因为箱体设计不同,声音表现也有明显差距!这也恰好佐证了音箱箱体材料和设计的重要性!

Kiso的HB-X1小音箱上半部分采用了2.5-3.5mm的桃花芯木制作,可能是箱体最薄的音箱了,其设计思路来自吉他的共鸣腔,这种设计优缺点都比较明显

  所以除了这种特殊的设计之外,目前主流的高级音箱的箱体,还是遵循着坚固扎实,尽可能减低箱体谐振带来的音染和失真为主。所以我们会看到很多体重惊人的音箱,比如目前在国内很流行的两个美国品牌YGMagico都是采用铝合金箱体,另外一个美国品牌Wilson Audio采用的是高刚性的“X材料”、“M材料”等。

美国Wilson Audio是高刚性箱体的先驱,“X材料”“M材料”“S材料”等都是他家对于宁静箱体的追求下开发出来的复合材料,也成为威信音箱的重要卖点

说到复合材料制作的箱体,爱沙尼亚的Estelon也是其中代表之一

  做出性能杰出的箱体,也是我们从创业之初就开始追求的梦想,在经历反复的对比考察和研究后,我们最后选定的是使用特殊的高分子聚合物(树脂材料),采用模具浇铸成型的方式,制作出没有接缝的高性能箱体。从我们第一代的Lune书架箱开始,我们就走上了这条更难的但是更加完美的道路。为何采用特殊的树脂材料呢?因为理想的箱体所具备的三个特性它都有:

1.谐振频率极低,比金属材料低很多!

2. 刚性非常好,硬度很高,这一点虽然不如金属,但是远超传统材料

3.内阻尼出色,这一点也明显好于金属材料

第一代的Lune音箱就开始使用了我们独特的双层特殊树脂浇铸成型的箱体结构,这对表现力非凡的书架箱,除了精心设计的精密分频器和出色的Accuton单元外,性能突出的箱体材料和结构绝对是好声音的重要保障

除了使用特殊的箱体材料,平均律的几款落地箱在箱体造型上也完全从声学优先入手,设计了分体式的结构,每一部分的箱体也是为了声音表现更好而设计成这样的外形。这款“华彩”音箱也能体现出这些设计思路

   为什么不适用之前考虑过的坦克木、重竹以及高密板(HDF)之类呢?首先是这种材料加工困难,而且最后也是用板材拼贴,无法做到像树脂浇铸一体成型那样理想;使用铝合金板材也有这个问题,除非是像小米这样一体压铸,但是这对于传统音响厂家来说很难实现。而且还有一个问题,那就是不管是重竹、坦克木还是铝合金,这种单一的高刚性材料都会在谐振点上有较多的能量储存(这是物理定律啊),特别是金属材料的谐振点还往往出现在人耳敏感的频率范围,当然这个谐振频率和金属材料的具体尺寸和结构形式、约束条件等都有关系,情况会变得更加复杂一些。当然使用金属材料的厂家也会想办法来化解这些问题。解决这些问题后,这些高刚性材料箱体的音箱给人以耳目一新的听感,和传统的MDF中密板箱体完全不同!

即使是Karat克拉这种小型音箱,依然采用了双重树脂结构的箱体,一硬一软的双层结构,将箱体的谐振点低、高刚性和良好的内阻尼特性做到了兼而有之, 非常理想也非常难得!

  我们平均律音箱使用的树脂材料其实并非单一材料,比如我们除了Elle(伊人)和Cadezen(华彩)之外的ApexTenetLuneKaratAria几款音箱都是双层结构,即外层很厚的是密度更大,刚性更强的特殊配方树脂;内部比较薄的第二层是密度较低,内阻尼更大,吸收振动能力更强的另外一种配方的树脂。这种双层树脂结构的箱体,既保证了箱体的高强度,又获得了比单一材料更好的内阻尼带来的更低的箱体谐振数据,加上它还能制作出各种特殊形状,无疑是我们目前能找到的最好的箱体了!

  顺便说一下,因为是模具浇铸的缘故,平均律还有几款音箱的倒相管也和箱体一样是一体浇铸成型的,导相管还能做出特殊的开口形状,避免了导相管的共振和风噪的问题,成为我们打造理想箱体结构和材料中的最后一环!

从这里可以看出我们的华彩音箱的倒相管也是一体成型的,开口形状精心设计,有良好的气流特性,有效地杜绝了倒相管的风噪和谐振问题

  这样的材料,这样的箱体有什么好处呢?我说个例子吧,我们在设计某些型号的音箱时,最初为了方便使用MDF材料的箱体,等分频器调整得差不多,打样的树脂箱体也送到后,将喇叭单元和分频器换到树脂箱体上再一听,现场聆听的人都会惊讶于更好的箱体带来的提升:声音的信息量,宁精度、低频的解析力与速度,中高频的密度,还有音场表现和脱箱感,都有明显的、可闻的提高!也是因为这个原因,在尝试过后,我们之后推出的音箱都采用了这种类型的箱体。

中低音单元的尺寸仅为5.5英寸的Aria书架箱严格来说只能算是小型书架箱,但是它的箱体深度较大,每只音箱重达21kg,堪称重量级小书架箱,它出色的低频表现让人印象深刻,和使用的箱体结构和材料有很大关系

  当然这也是有代价的,除了加工比密度板复杂和昂贵以外,音箱箱体的重量也大幅度提升,导致了Aria这种5英寸低音的音箱单只重达21kgLune 2这种这种6.5英寸低音的音箱单只重达31kg

平均律的入门级产品Elle小音箱价格不贵,但是依然采用了特殊树脂浇铸成型的箱体,设计基础就很高

   Elle(伊人)作为我们的入门级产品,我们反复考虑后也采用了这样的箱体,这使得这对几千元的小书架箱从设计之初就有了很高的起点,它虽然只有4英寸的中低音单元,是一款以小房间使用为设计目的的产品,但是这样的配置显得它非常与众不同了,所以,如果您也想体会一下现代高素质音箱带来的不同感受,欢迎您去听听我们的Elle小功放搭配Elle小音箱,他们会让你耳目一新的!

 

 

 

 

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