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[音響綿羊講堂] 音響綿羊講堂25,點音源與線音源喇叭

劉漢盛 發表於 2023-8-29 10:31:55 |已閱:5735|評論:0| 顯示全部樓層 |閱讀模式 來自 台灣
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去音響店選購Focal喇叭時,音響店可能會告訴你,這是點音源(Point Source)設計的喇叭。不過,如果你去賣McIntosh XRT 2.1K、XRT 1.1K喇叭的店裡,他會告訴你這是線音源(Line Source,Line Array)喇叭。去賣T+A Solitaire S530、S540喇叭的店家,他也會告訴你這是線音源設計。目前市面上所見的主流喇叭是點音源設計,線音源設計在家用音響中少見,但在PA領域中卻很常見。

音響綿羊講堂25,點音源與線音源喇叭

音響綿羊講堂25,點音源與線音源喇叭


所謂點音源,顧名思義就是單個喇叭單體、或多個喇叭單體裝在同一平面上,形成點的聲波輻射。例如我們最常見的全音域喇叭、同軸喇叭,或高音、中音、低音單體從上到下排成一列,裝在矩形箱中的喇叭。不管是用二個單體、三個單體、四個單體,都稱為點音源。
點音源的聲波傳遞方式像是丟一個石頭到水裡所激起的漣漪一般,那漣漪就是聲波接觸到六面牆所激起的反射。當喇叭振膜的直徑接近某聲波的波長時,我們聽到的那個聲波會更有方向性。

音響綿羊講堂25,點音源與線音源喇叭

音響綿羊講堂25,點音源與線音源喇叭


點音源產生的波前(Wave Front,聲波傳遞時最前方的曲面)是球面的。依據音壓與「距離平方成反比」的公式來計算,點音源喇叭的距離每增加一倍,音壓就會衰減6dB。例如在喇叭前1公尺量測得86dB的靈敏度,如果輸入功率維持1瓦不變,那麼在距離喇叭2公尺處音壓會變成80dB,距離喇叭4公尺處音壓會變成74dB。換句話說,如果你的聆聽位置距離喇叭4公尺,而你只是輸入1瓦給靈敏度86dB的喇叭,在座位上大約只會得到74dB的音壓。

音響綿羊講堂25,點音源與線音源喇叭

音響綿羊講堂25,點音源與線音源喇叭


點音源的好處是可以提供更好的聚焦能力,更清晰的音像,聲波擴散角度大(波前球面狀),相位一致性比較高。當然,點音源喇叭通常也會比線音源喇叭便宜,因為光是喇叭單體的數量就少很多。與線音源相較,點音源音壓衰減得比較快,受邊界(牆面)反射音干擾比較大。

而線音源呢?理論上從天花板到地板一整列多個單體垂直排列,或者說將很多單體排成從上到下的長條狀,這就是線音源。線音源所產生的波前(Wave Front)是圓柱狀的,依照音壓與「距離成反比」來計算,距離每增加一倍,音壓只衰減3dB。依照上述以86dB的靈敏度來計算,2公尺處的音壓是83dB,4公尺處的音壓是80dB。所以,同樣的輸入功率,同樣的靈敏度,同樣的距離,上例點音源與線音源會相差6dB(80dB-74dB)。

或許你會奇怪,為何點音源的音壓衰減模式是「距離平方成反比」(距離越遠,音壓越小),而線音源卻是「距離成反比」呢?這是因為計算球體表面積所用的公式為S=4πr²=πD²,而計算圓柱體表面積的公式為底圓圓周長乘高加二底圓面積和,也就是4πx圓柱高+(4πx2),二者計算差異所致。你不必刻意去計算,只要記住6dB與3dB的差異就好了。

理論上線音源喇叭越高,越能發揮線音源的好處,如果線音源喇叭高度不高,聆聽者位置又遠,此時線音源的聲波衰減模式會接近點音源。線音源還有一個好處,那就是聲波指向性受到控制(波前圓柱狀,擴散角度小),大約從500Hz以上,天花板、地板、二側牆的聲波反射降低很多。所以,線音源受到聆聽空間的反射音影響比較小,在聲波傳遞時,音量不會衰減得那麼快。後面這項優點可以視為擴大機的輸出功率可以比較省。

如果你無法以肉眼判斷點音源與線音源,還可以用聽的。點音源喇叭如果貼近其中一支喇叭聽,另一支喇叭的聲音會比較弱,甚至被遮蔽。而線音源喇叭如果貼近其中一支喇叭聽,另一支喇叭的聲音還相當清楚。線音源喇叭因為製造成本高,而且體積都比較大,所以在家用音響領域中少被採用。不過在PA音響中經常看到,通常是底下一個大四方堅固箱體裝低音單體,上面一根瘦長柱體容納高、中音單體。

到底是點音源比較「好用」?還是線音源比較好用?市佔率已經告訴你答案。那麼,到底是點音源聲音表現比較好?還是線音源聲音表現比較好?各有優缺點,不分軒輊。



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