帶狀喇叭詳解

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日期:2013/1/18  閱讀2740次

部落冲突网易登录版本 www.cziwu.icu   部落冲突网易登录版本1940年末,一位年輕的加拿大創造家Gilbert Hobrough應用擴展機時,一時粗心在 喇叭

音樂播出中拆下喇叭線,并讓發熱的導線接近電線的接地端。這是很危險的動作,但Hobrough驚奇的發現電線開始拌動,并發出音樂聲,這個「具備增益的金屬線」不久后才清楚是靜電效果。Hobrough進一步研究,才知道1910年左右已經有人提出這個問題,1925年在磁場內應用導電金屬片的喇叭已經于德國獲得專利,當時人說這是帶狀喇叭。1920年與1930年代辨別有兩種帶狀喇叭上市,不過稍縱即逝很快就寂靜了。帶狀喇叭的原理是在兩塊磁鐵中裝設一條可以震驚的金屬帶膜,當金屬帶通過電流,就會產生磁場變化而震驚發聲。在Hobrough重新發現帶狀喇叭時,Quad興辦人Peter Walker也在英國采購一種號角負載的帶狀低音,這個低音并不成功,反而是1960年左右英國Decca推出很成功的帶狀低音。另一品種似的帶狀喇叭Kelly Ribbon由Irving Fried引進美國,他將Kelly低音配上傳輸線式低音而產生不錯的效果。1970年代,Dick Sequerra為金字塔(Pyramid)發展的帶狀喇叭,初次揚棄號角的設計。Hobrough發現帶狀喇叭后的三十年中,他以經營空中繪圖和靠著自動機械的專利補助,持續進行研究,終于在1978年發展成功頻率響應低至400Hz仍然平直的帶狀單體(當時產品只能到600Hz),并且不會消融、破碎或變形,失真則只要1%。Hobrough與他的兒子Theodore Hobrough還獲得一項專利:與帶狀低音搭配的多丙烯低音所應用的無諧振特別音箱。不過他們以Jumetite Lab為品牌所制造的喇叭,一心想以較低價格提供給大家應用,在市場上卻沒有紅起來。后來包含加州柏克萊的VMPS Audio、愛荷華市Gold Ribbon Concepts、麻州的Apogee Corporation,都發展出比Jumetite Lab頻寬更大的帶狀喇叭體系。   Gold Ribbon制造了頻寬最大的帶狀驅動器(200Hz-30KHz),它們不是用鋁,而是以厚度僅1微米(百萬分之一公尺)的金制成振膜。不過最成功的,卻是Apogee公司。身兼藝術經紀人與音響玩家的Jason Bloom,加上他的岳父Leo Spiegel - 一個退休的航空工程師,共同組成Apogee。它們用古典帶狀驅動器擔任中低音,100Hz以下應用另一種準帶狀驅動器,近年來也參加錐盆低音作混和設計,評估都相當的高。另外有一個帶狀喇叭家族的近親 - BES(Bertagni Electroacoustic System)脈動振膜喇叭。BES跟典范的靜電喇叭或Magneplanar平面喇叭一樣,都有一個開放的架子與一塊平面振膜,聲音向前后輻射。不過BES不是很薄的金屬板,而是厚度不一的泡沫塑料,外表有點像立體地圖。BES的設計使振膜表面有多種諧振形式,振膜的不同部分在不同的頻率部分振動,振動的方法不是機械活塞式,倒像隨著寬闊音頻而均勻振動的音叉。BES的設計引起很大爭議,最后當然就不了了之了。平面喇叭在帶狀喇叭演變的過程中,衍變出一種平面動態喇叭,也稱為假帶狀喇叭,它的問世要歸功于美國3M的工程師Jim Winey。Jim Winey本來是業余音響興趣者,他很喜愛靜電喇叭,但又覺得KLH-9太過昂貴,應當有方法降低成本才對。有天他獲得靈感,他發現用于冰箱門邊的軟性陶片磁鐵,質量輕、成本低、切割制造容易,很適于做磁性構造。這種磁鐵可均勻的驅動扁平、廣大的全部振膜表面,可用在雙極輻射型態的塑料振膜喇叭。Jim Winey設計的喇叭振膜上有許多渺小的金屬導線,金屬線吸收來自擴展機的訊號,并配合永恒磁鐵的磁場產生吸、推作用。1971年,Winey正式推出新型態的喇叭,后來命名「靜磁」(Magnestatic),后來改名為「平面磁」(Magneplanar)。Magneplanar上市后得到很大的回響,包含Strathearn、Wharfedale、JVC、Cerwin-Vega、Thorens等公司紛紜發展不同型態的平面動態喇叭,其中最知名的是Infinity。Infinity推出的Quantum Reference Standard附有雙擴展機與電子分音器,它不是用一整塊振膜,而是由許多小振膜組成。QRS高兩米,寬一米,一共有20個低音單體,其中13個向前,其他向后,垂直成始終線排列。中音則有三個單體,也是垂直排列。加上一只15吋低音,使得QRS可以發出極為震撼的音量,頻率也超出可聞范疇。后來的EMIT低音(Electro Magnetic Induction)與EMIM中音,也是一種平面振膜,與后來Genesis所用的低音已經不太一樣,Genesis的低音可以視為帶狀單體與平面單體的混合設計,而中音部分Genesis的大喇叭都采取帶狀單體,與Infinity各奔前程。不過我們可以看到Infinity從IRS所建立的巨型喇叭架構,這么多年來仍是Hi-End揚聲器的最高模范。平面喇叭也有其限制,它的磁構造使得只要磁場的邊沿通量能與振膜上散布的「音圈」互相作用,因此效率都不高,到目前這個現象能然存在。再一方面,平面喇叭所用的振膜比靜電喇叭或帶狀喇叭都來得重,因此會限制它的頻寬,過去只要Audire一家公司應用全音域的平面驅動器,連Magneplanar自己的喇叭后來都改采帶狀單體的中低音,加上平面振膜低音組合而成。Burwen與日本山葉曾利用平面振膜制成耳機,Pioneer則保持磁性平板,改用高分子聚合物來制造耳機,但這些產品好像都沒有獲得肯定。海耳喇叭非傳統式喇叭中最成功的要屬海爾式設計,就在Winey實現第一個平面動態喇叭后不久,德國物理學家海爾(Oskar Heil)研究出一種很高雅的帶狀喇叭變形物,他稱為氣動式變壓器(Air Motion Transformer)。   海爾的創造與平面動態喇叭很像,應用一層很薄的塑料振膜,上面覆以導電的鋁制「音圈」。不過海爾式喇叭的振膜不是拉緊的,而是打褶的、松松的掛在架子上,因此導線音圈位于堆垂直磁鐵的間隙內,當磁力交替擠壓曲折皺褶的振膜,再將它們推開,空氣就隨著音頻而擠壓發聲。這樣的設計有很高的效率,振膜上的強大磁力可降低有效質量電抗或音頻阻抗,這也是「氣動式變壓器」稱號的由來。事實上這種喇叭就是聲音變壓器,跟號角一樣,較低的有效質量使它的高頻可以往上延長,普通的海爾驅動器有300Hz-25kHz的頻寬,完全不需要等化。雖然海爾博士對自己的設計信念滿滿,覺得自己的喇叭才是合理,別人的喇叭都是奇異,但因為制造品質掌控不佳,低音單體的配合又過于簡陋,所以海爾喇叭逐步淡出市場?;崦盎鸕睦胱永鵲北炊笛槭業腞ice與Kellogg面對許多未知時,稱為響?。⊿inging Arc)或環形放電喇叭的怪物,大約是最令人敬畏的。早于1920年代,無線電技術員就發現,用來調變發射機的高壓電訊號有時會造成藍色的球狀發亮氣體,播送的聲音會從發亮的球體傳出來,聲音不大但很清楚,有人形容:幾乎很火舌一樣。Rice與Kellogg并沒有仔細去研究這個現象,因為這種發音裝置頻寬缺乏,還會發出大批臭氧。1940年代,法國核物理學家Siegfried Klein再度發現此現象,并嘗試開發新的喇叭,1950年他替新產品命名為「離子喇叭」。這種設計沒有機械諧振,沒有質量,有無限的順服性,好像是喇叭的一大突破。英國的Decca、法國Audax、德國Telefunken、英國Fane與日本Realon都紛紜投入離子喇叭的研究,但首先商業化上市的卻是美國Dukane(Electro Voice),它們在1962年推知名為Ionovac的新產品,后來改由AmericanAudioC om。生產,持續了很長一段時間。至于Siegfried Klein本身并未參加生產,他持續研究,神奇的離子喇叭如同燭光一樣,可以朝它用力吹氣而絲毫不損音樂播放。離子喇叭的另一優點是效率很高,105dB的音壓只需10瓦的擴展機即可達成,頻率響應也可降至1000Hz左右。Siegfried Klein的設計由德國Magant生產,但美國阻止發售,因為臭氧量超過標準,而且另一個Hill Plasmatronic的品牌也要挾Magant獨占位置。雷射物理學家Alan Hill所設計的Plasmatronic喇叭原理與Siegfried Klein的離子喇叭相同,應用一只裝有特別氣體的石英管產生放電現象,使空氣電離而發出聲音,最簡單的說,它們的發聲過程好象是閃電當時的雷鳴現象。這種喇叭高頻特征極佳,但石英管壽命有限(每隔幾個月就要補充氦氣),成本又高,應用上并不方便。Hill的離子喇叭頻率從700Hz-20kHz,在10呎外仍有90dB的音壓,低音則交給傳統錐盆喇叭處理。這對喇叭有完美的相位與振幅線性,失真小于1%,惋惜售價高達一萬美元(附贈A類擴展機一部推動低音,并且有電子分頻器),想當然的沒有幾個人購買。不過Hill與Magant的離子喇叭,仍在市場上存在許久。真正的錐型喇叭1985年由Ohm所推出的Walsh,其創意足以和BES相提并論,也是第一對真正的錐型喇叭,不但用錐型單體,喇叭本身就是個錐型。Walsh只用一個單體處理20Hz-20kHz的遼闊頻率,錐型驅動器放在音箱頂端,音圈和磁鐵在上面,振膜朝向音箱內部。Walsh以控制的分解方法工作,頻率上升時,對音圈起反應的紙盆范疇減少;頻率較低時紙盆活動范疇增長。   未達到此一目標,紙盆由數種不同材料的同心環組成,同心環的作用等于低音濾波器?;吩醬?,處理的頻率越低,最低的頻率使全部紙盆運動;高頻則只用很輕的振膜保持,以阻尼的方法保持頻率響應平直。這種設計不管相位或振幅都有很好的線性,最主要是它能180度發聲。另一個錐型喇叭的模范,是德國mbl的101喇叭。1975年左右,一家計算機儀控公司老板Meletzky發現,球面單體最能符合他的理想,球型單體的振膜大于傳統喇叭單體,更能仿真出自然樂器在空間中的表示。于是他結合柏林大學的兩位教授以鋁片作成百褶裙狀的圓形單體,這個稱為100的產品并沒有正式上市。1987年mbl以碳纖維當材料,制造了可以360度發聲的中低音單體,再加上許多鋁片黏合成的葫蘆狀低音,推出令人驚奇的101喇叭?;褂幸恢諳rthophase喇叭,在整片塑料膜上黏附很輕的鋁帶,而后放在強磁場中,鋁帶通電而產生震驚發聲。部落冲突网易登录版本
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