线性相位设计

很久以来,在音响圈一直有个奇怪的悖论:一方面很多人都知道大型的三分频及以上的音箱具有更宽阔的频响和更大的动态范围和声音密度,但是另外一方面是很多“过尽千帆”的老烧们“返璞归真”地玩起了最简单的全频喇叭,而且还是口径不大的全频单元,原因是这样简单的玩法虽然遗憾很多,但是声音却鲜活通透,富有感染力和像真度。

 

 

 

某品牌8英寸全频喇叭单元音箱

 

其实这样的现象看似充满悖论,但背后的原因却涉及到了一个被很多人忽视的深层次原因——多路分频音箱看起来是几个人干一个活,负担减轻了,为什么还不好呢?全频喇叭单元和分频音箱相比,看起来捉襟见肘,为什么还有吸引人的地方呢?

 

我们先来看看这个图片,常见的声音信号对应的频率:

 

 

多路分频的音箱,是扩展音箱的频响范围,将宽广的频率分为高频、中频和低频,由不同口径的喇叭单元分别负责。这样的设计看起来非常符合理想原则:不同口径的喇叭单元分别负责各自擅长的频率,负担轻了,更容易工作在线性区域。

 

而全频喇叭单元,全部的频率都要由一个单元负责,非常吃力——因为我们都知道,对于高频还原来说,理想的状态是振膜尺寸小,振动质量低,运动速度快;而对于低频还原来说,则要求振膜尺寸大,运动冲程大,推动空气的能力强,才能获得真实丰富清晰的低频还原;而中音的重播则要求尺寸适中,具有良好的离轴响应...........显然,多路分音的设计是比单打独斗的全频喇叭更有先天优势的。

 

 

图注:频段划分与几分频音箱各喇叭单元所负责的频率示意图,其中3分频有两种形式

 

 

 

图注:某品牌分体式音箱,四分频设计,每声道采用了27只扬声器单元

 

但是,将频率切分容易,整合起来却很难——并不是音箱的频响宽阔平坦就行了,因为声波的三个要素——频率、振幅和相位,最后一个要素是非常致命的存在,我们即使测量出来音箱频响不错,但如果整体相位特性不佳,这样的音箱听起来不会是高品质的声音。

 

工作时,喇叭单元的振膜前后运动挤压空气产生声波,在空气中传输,不同喇叭单元进行能量传输时是就涉及到声波的相位,即是不同频率的声波在三维空间里的互相关系。音箱重播唱片录音时,频率成分非常复杂,所以不同喇叭单元之间如果不做好相位设计,那么就会带来几个不良的后果——声音听起来紧绷、干瘪、粗糙、信息量不够丰富、鲜活度不好,感觉特别耗费功率,总是“喂不饱”,而且是一种挤压出来的缺乏感染力和真实感的声音,不够打动人——不用多想,很多著名品牌的音箱设计都是这样的。

 

造成这样的结果有一个重要原因就是分频器的存在,分频元件带来了相位差。而全频喇叭不用设置分频器,所以并不会有分频元件造成的相位差,所以尽管全频单元能力有限,但是胜在一定的频率范围和动态范围内,它足够真实自然。

 

那么同时实现线性相位和多分频高音乐传输效率的音箱有什么优势,在技术上又是如何实现的呢?下面我们会通过“赏听收益”和“技术原理”两个角度来分别诠释。

 

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创建时间:2023-02-07