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[二聲道喇叭] [剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念

PaulTao 發表於 2011-11-29 00:00:00 |已閱:20779|評論:1| 顯示全部樓層 |閱讀模式
2019瘋耳機
本篇有關KEF喇叭技術特點的報導,以email專訪原廠研發部方式進行,專訪內容以KEF Blade、R與Q系列喇叭為主,全篇專訪的內容非常長,所以分為兩篇刊出。本篇內容以Blade為主,下篇則介紹有關全新R系列的技術特點,採訪內容如下:

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念
Uni-Q技術自1988年推出以來,已經歷經十一代改良,可否簡述歷代版本之間的改進重點?
Uni-Q的演進因為涉及許多KEF的專利技術,所以細節不便公開。不過可以肯定的是,每一代Uni-Q在材料科學、設計理念與聲音表現上,都比前代顯著進步。如果在設計或聲音上沒有重大突破,我們不會輕易改款。例如最新Uni-Q的冠形導波器(Tangerine Waveguide)就有效提升了聲波擴散性。全新Z-flex懸邊則能在承受劇烈活塞運動之餘,還能讓高頻擴散性更為完美順暢。

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念
高音單體後方設有背波消散通道,可以大幅消除背波所造成的失真。

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念
這是Blade所使用的Uni-Q同軸中高音單體,請注意精巧複雜的雙音圈、雙單體結構。

Blade、R系列與Q系列喇叭所採用的Uni-Q同軸單體有何差異?
KEF大部分喇叭雖然都配備了Uui-Q同軸單體,但是每一款Uni-Q都是依照個別喇叭的需要而量身打造,設計細節各不相同。例如Blade的Uni-Q採用了獨特的鋰鎂鋁合金與LCP(Liquid Crystal Polymer)材質複合式中音振膜,振膜背面還設有節點驅動力(Nodal Driving Force)支架,藉以提升振膜硬度、減少諧振、輔助音圈散熱,並且創造更大動態範圍。此外還採用了釹磁鐵與較小的Z-flex懸邊。
R系列雖然繼承Blade技術,但是Uni-Q磁鐵總成改採鐵粉磁鐵,並且配備大型中音音圈。Q系列的Uni-Q同樣採用鐵粉磁鐵,不過Z-flex懸邊的尺寸較大,讓重播頻寬更接近全音域單體表現,以符合喇叭整體設計上的需要。

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念
KEF冠形導波器的概念衍生自早期號角喇叭的壓縮式高音驅動器,這種單體對於振膜前方的聲波共鳴特別敏感,所以需要導波器打散這些共振。KEF發現一般高音單體同樣會受到這種問題影響,新一代冠形導波器就將振膜與空氣之間的耦合工作發揮到極致。

前KEF工程師Andrew Jones為Pioneer/TAD所設計的同軸單體,與Uni-Q有何不同之處?
KEF的Uni-Q不論高音或中音單體都擁有獨立的音圈與磁鐵總成,這是KEF的專利技術,也Uni-Q是與他廠同軸單體的最大不同之處。Pioneer/TAD的同軸單體為了避開KEF的Uni-Q專利,只好讓高音與中音單體共用一個磁鐵。

Blade捨棄了Concept Blade採用了碳纖維箱體材料,改採玻璃纖維(Glass-reinforced composite)的原因為何?
Concept Blade使用的碳纖維箱體製造時間太長,不適合大量生產。Blade使用的GRP箱體材料則是由非常堅硬的聚合物與多層玻璃纖維交織疊合而成,硬度與碳纖維接近,但是重量更重,對抗共振的能力也更好。必須注意的是,Blade箱體內部的補強結構與特殊黏性阻尼物質也扮演著非常重要的角色,與GRP材質箱體構成整體化設計,達到大幅降低箱體共振的目標。

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念
Blade的造型流線優雅,但是內部結構卻十分複雜,整體設計結合了GRP玻璃纖維箱體、內部補強框架與特殊黏性抑振阻尼,將箱體振動降到最低。

Blade造型獨特的曲面箱體是如何製造成形的?造型靈感來源為何?
Blade的造型由紐約ECCO設計公司與KEF設計部門共同開發,ECCO設計公司由Eric Chan操刀,KEF工業設計部門則由Simon Davis領銜,以結合最佳聲學特性與純粹藝術造型為設計宗旨。Blade的造型靈感源自於雕塑大師Constantin Brancusi的不朽經典作品「空間之鳥(Bird in Space)」。打造這個線條優雅而繁複的箱體是一大挑戰,我們使用的GRP玻璃纖維材料是塑造箱體微妙曲線的最佳選擇,所有製造與組裝工作都在KEF位於英國的工廠中進行。箱體共分三大組件,完全必須依靠手工組裝,並且在KEF自家工廠進行烤漆與手工打磨。箱體組裝完成之後,才能安裝單體與其他箱內元件,提升了Blade的組裝難度,大量細膩的手工作業也使得Blade的量產速度無法加快。

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念
雕塑大師Constantin Brancusi花了16年時間琢磨出「空間之鳥」,試圖深入核心探索飛翔的本質。這一系列創作有多種不同尺寸與材質,圖中的大理石材質「空間之鳥」在紐約Christie以超過九億台幣天價售出,堪稱雕塑藝術的不朽傑作。Blade的造型靈感就是源自此系列作品。

可否進一步說明Blade原廠資料中所謂「分離式箱體(Discrete Box)」技術?
設計Blade箱體的最大挑戰在於完美融合藝術造型與聲學設計。「分離式箱體」其實是一個概述名詞,指的是KEF將複雜的箱內結構與獨立隔間,融入流線優雅的造型之中的技術。

為何Blade的體積不做得更大一些?
Blade的核心技術是為了達到理想的SAS(Single Apparent Source)全頻段點音源發聲狀態,依照這種設計,Uni-Q與四只低音單體必須緊密集中在箱體的上半部,讓所有單體彷彿融為一只大型單體在唱歌,這種概念構成了Blade不同於任何喇叭的獨特箱體造型。更大的箱體將會破壞SAS技術的整合性,低音單體的振動抵銷技術(Force Cancelling)也將無法正確運作。另一方面,我們在設計Blade時也考量到了用家的實際使用狀態,希望Blade能夠完美的融入居家客廳或一般用家的聆聽室中。設計Blade最大的挑戰,就在於如何將SAS技術融入一個精確設計的箱體容積中,並且設法消除單體因為近距離排列所造成的相互振動干擾,實現全頻段點音源的理想狀態。

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念

SAS(Single Apparent Source)全頻段點音源發聲是Blade最重要的核心技術,依照這種設計,Uni-Q與四只低音單體必須緊密集中在箱體的上半部,讓所有單體彷彿融為一只大型單體在唱歌。要達到這個目標,單體尺寸、排列方式與音箱設計都必須精密計算,互相配合。

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念
圖右就是KEF的振動抵銷技術(Force Cancelling),利用兩兩背對緊靠的低音單體,抵銷單體運動時施加於箱體的反作用力。

與Concept Blade相較,量產版Blade是否還有其他改變之處?
Blade的低音單體由Concept Blade的10吋改為9吋,原本採用10吋單體的用意是希望得到最大化的低頻量感,但是結果成效不彰。所以我們將低音單體的尺寸略微縮小,低頻量感雖然稍少,但是低頻延伸卻更好,而且較小單體的擴散性更好,對於實現SAS全頻段點音源發聲狀態也有幫助。
除此之外,Concept Blade的分音器採外置式設計,Blade則在不損失箱內容積的前提下,將分音器移到箱體內的獨立隔間中。最後,Blade的Uni-Q也有多項改良。

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念
Blade與Muon都是KEF最高技術的代表,不過兩者設計理念似乎不同,Muon採用密閉式箱體設計,Blade則是低音反射式設計,請問兩者差異何在?
這是兩種完全不同的設計,很難用同一標準進行比較。這就像是企圖比較Bentley Continental GT或 Porsche Carrera RS兩種完全不同型態的汽車一般,無法比較孰優孰劣。基本上,Muon是一款不計一切追求工業設計的最完美理想,企圖徹底實踐「造型源自於機能性」理念的限量聲音藝術品。Blade則採用了完全不同的設計理念,價位與體積都更為合理。
Muon的體積龐大,而且箱內採用了KEF獨家ACE(Acoustic Compliance Enhancement)低頻強化技術,足以有效將箱內容積延伸為喇叭實際體積的兩倍,所以我們選擇採用密閉式箱體設計,並且有絕對信心認為Muon是音響史上低頻質感、延伸與量感表現最為優異的頂級喇叭。

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念

[剖析]KEF原廠親自解答Blade與R、Q系列設計理念
Blade的箱內設計特點之一是盡量減少阻尼物質,以降低音染干擾。請問R系列是否也沿用了這種設計概念?
是的。R系列的箱體結構由FEA有限元素分析電腦模擬設計,能有效降低箱體振動問題。造型方正俐落的箱體則能增加30%的箱內容積,創造更豐富的低頻量感與延伸。此外,R系列的箱體內部還設置了獨特的吸振阻尼板,這種設計也能夠取代箱內吸音物質,達到降低音染的目的。

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PaulTao 發表於 2014-12-12 01:54:22 |已閱:20779|評論:1| 顯示全部樓層
本帖最後由 PaulTao 於 2014-12-12 01:59 編輯

本篇有關KEF喇叭技術特點的報導,以email專訪原廠研發部方式進行,專訪內容以KEF Blade、R與Q系列喇叭為主,全篇專訪的內容非常長,所以分為兩篇刊出。本篇內容以全新推出的R系列為主,採訪內容如下:

KEF使用的高音振膜材質有鈦合金與鋁合金兩種,請問兩者的選擇標準為何?是否有等級上的差異?
對KEF而言,振膜材質並不是決定單體表現的唯一關鍵,高階喇叭也不一定就會使用鈦合金振膜,例如Blade使用的就是鋁合金高音振膜。我們認為半球振膜的幾何形狀與機械結構遠比振膜材質更為重要,對於振膜材質的選擇也是以符合振膜形狀與結構的需要為考量。如果半球振膜需要以極端沖壓成形方式製造,我們就會選用可塑性較好的鋁合金作為振膜材質。
KEF的強化高音振膜技術結合了內層橢圓形球面振膜的高剛性與外層半球形振膜的最佳聲學特性,原理與圖中的拱橋結構十分類似。

Hi End喇叭中不乏採用鑽石或鈹振膜等昂貴振膜材質的高音單體,但KEF至今仍堅持採用鈦合金或鋁合金高音振膜,請問原因為何?
KEF的確持續不斷在研究各種嶄新振膜材料,未來當然不排除使用任何特性更為優異的振膜材料,不過昂貴或是特殊與否並不是我們的選用標準,振膜材料特性能否完美搭配喇叭整體設計,才是我們的考量重點。另一方面,如前所述,我們認為振膜幾何形狀與機械結構對重播的影響,遠比振膜材質更為深遠,最新Uni-Q的高音振膜形狀就是經過FEA有限元素分析 (Finite Element Analysis),搭配全新設計的冠形導波器,達到最佳聲波擴散特性。
除此之外,高音振膜還採用了強化半球(Stiffened Dome)結構。早在1990年代,KEF就針對半球高音振膜的形狀進行過深入研究,最後我們發現橢圓形半球振膜的結構剛性最高,對抗盆分裂失真的能力最好,高頻延伸可以比傳統半球多出75%。不過另一項研究卻顯示,在聲學特性方面,半球形振膜才是理想的設計。最後,KEF決定結合兩種幾何形狀之所長,在半球形振膜的內側加上一層橢圓形半球振膜進行補強,不但大幅提升結構剛性,也將盆分裂失真降到最低。這就是KEF之所以能靠鋁合金高音振膜,達到40kHz以上極高頻重播的關鍵。

KEF的高音單體(右)結合了最佳幾何形狀與冠形導波器,擴散性比傳統高音單體(左)更為優異。

R系列落地喇叭的單體排列採用了d'Appolito對稱式架構,設計上有何特殊之處?
傳統d'Appolito架構通常在高音單體的上、下方設置中音單體,這種設計雖然可以得到對稱的垂直擴散特性,但是卻無法讓高音與中音單體的擴散性真正融合為一。R系列採用的則是改良後的d'Appolito架構,因為Uni-Q足以涵蓋中頻及高頻以上頻段,所以我們可以直接在Uni-Q的上、下方設置低音單體,如此一來,全頻段的擴散性就能完美融合,某種程度上已經接近Blade的SAS全頻段點音源重播狀態。
與傳統兩音路兩單體架構及d'Appolito設計相較,R系列的改良版d'Appolito設計因為結合了Uni-Q同軸單體,擴散性得以更為完美。

R系列是KEF旗下最接近Blade的全新系列喇叭,可否詳細介紹R系列移植自Blade的設計特點?
R系列移植自Blade的技術包括簡化版的高音單體散熱裝置、高音半球振膜強化技術、冠形導波器、Z-flex懸邊,以及中音振膜盆分裂控制技術。R系列的超低音喇叭也採用了Blade的振動抵銷技術。
R系列的Uni-Q同軸單體,基本上與Blade所使用者極為相似,不過中音單體改採大型鐵粉磁鐵。

相較於傳統設計,KEF的Z-flex懸邊(右)大幅降低了傳統懸邊對聲波擴散的干擾。

        
R系列的R400b超低音喇叭也採用了Blade的振動抵銷技術。

R系列的低音單體與Blade所使用者有何差異?
R系列與Blade的低音單體使用了同樣的鋁合金振膜,但是振膜的幾何形狀依照兩款喇叭的整體設計而有所調整,兩者並不相同。
R系列的低音單體基本上也與Blade類似,同樣採用鋁合金振膜,只不過振膜形狀不同。

KEF分音器似乎較常採用二階分音,這種設計是否會因為喇叭的等級與款式不同而有改變?
KEF會針對不同的喇叭與單體特性設計不同的分音線路,初步設計會利用電腦模擬設計,之後再進入實際試聽階段,經過無數小時不斷聆聽比較,進行分音線路的細部調音,最後必須經過一個由資深設計師、產品行銷人員與資深音響迷組成的聆聽小組,以盲眼方式進行試聽,並且審核過關,分音器的設計才能最終定案。
R系列的造型充滿極簡現代感,方正的箱體經過電腦模擬計算,可以增加30%箱內容積,創造更豐富的低頻。
上圖是R系列最大的R900喇叭箱體,內部分為上下兩個獨立隔間,各配備兩支利用流體力學(CFD,Computational Fluid Dynamics)所計算設計的低音反射管。

KEF是利用電腦測量喇叭的先驅,在這方面是否有不同於他廠的獨到技術?
是的,大部分KEF使用的電腦輔助設計工具都是由KEF自行研發,與市面上用來設計喇叭的軟體不同。

可否簡述KEF研發喇叭的流程?
KEF所有喇叭都在英國研發總部設計開發,在展開一款新喇叭的設計工作時,我們會先用電腦模擬計算出單體、分音線路與箱體的設計,並且先製造出部分元件的模型,接著進行細部設計,並且選定材料規格。接下來我們會依照試作版喇叭開發製造這款喇叭所需要的模具,並且製造出量產前的最終版原型喇叭,經過嚴謹的測試,確認整體表現符合標準之後,就會正式進入量產階段。
這是Q系列的Uni-Q同軸單體,如果仔細觀察,就會發現不論高音尺寸、錐盆形狀、懸邊大小或冠形導波器的設計都與其他系列略有不同,必須根據每款喇叭的整體設計而特別調整,這是KEF自行設計、製造所有單體所獨有的優勢。
Q系列除了兩款書架喇叭採用低音反射式設計,其餘全部採用ABR(Auxiliary Bass Radiator)被動輻射式設計,排除反射孔的風切噪音,並提升低頻的反應速度。

請問KEF的研發部門目前一共有多少成員?由誰主導設計?
KEF在英國、德國、美國、中國都設有研發中心,共有將近五十名工程師。目前研發部由Mark Dodd主導設計,他在1994年進入KEF工作,在此之前已經累積了非常豐富的專業喇叭設計經驗,曾在Tannoy研發部工作將近八年,也曾在Vitavox公司作了三年設計工程師,是Tannoy雙同軸(Dual Concentric)單體中「鬱金香」導波器(Tulip Waveguide)的主要設計者。
在KEF工作期間,Mark主導設計了KEF最暢銷的KHT2005/3005喇叭,也是Reference系列與全新Q系列的主要設計師。T系列薄形喇叭所使用的世界最薄低音單體,也是由他所主導。此之,他還參與了Muon、Blade與全新R系列的設計,可說KEF現役所有喇叭系列都與Mark Dodd有關。研發喇叭之餘,Mark也持續發表有關喇叭設計的學術論文。
KEF為全新T系列薄型喇叭特別開發了世界上最薄的動圈低音單體,創新了單體內音圈與彈波的結構,這是KEF現任總工程師Mark Dodd率隊研發的成果。

可否談談KEF未來的新產品研發計畫?
KEF還有許多計畫正在進行中,雖然細節不便公開,但是我們將會持續不斷從市場調查中發現使用者真正的需求,並且依此研發創新技術與全新產品,以設計開發出最優質完美的家用音響解決方案而努力。

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