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[喇叭] 全音域喇叭實驗室#5:淺談全音域單體的擴散性

PaulTao 發表於 2016-12-14 14:03:30 | 顯示全部樓層 |閱讀數: 50599|評論數: 0| |閱讀模式


在全音域喇叭實驗室第二集中,我們曾經說到全音域單體在重播中高音以上的頻段時,振膜的振動主要是集中在靠近音圈的振膜內圈發聲。此時中高音以上聲波的擴散,會受到錐盆的形狀,而使擴散角度受限。這種狀況雖然會因為錐盆的角度與造型而不同,但是基本上,對全音域單體而言,聲音的頻率越高,不但聲波擴散角度越小,而且在單體軸線上聆聽,中高音以上還會因為擴散角度小,能量過於凝聚而增強。

全音域喇叭實驗室#5:淺談全音域單體的擴散性

全音域喇叭實驗室#5:淺談全音域單體的擴散性

到底聲波頻率要到多高,擴散性才會受到錐盆的限制呢?簡單的說,聲波的波長必須要大於錐盆的直徑,聲波才能越過錐盆,向外擴散,如果聲波的波長小於錐盆,就會受到錐盆的限制而影響擴散性。以我使用過的Diatone P-610全音域單體為例子,依照官方規格,它的口徑是16公分,約等於6.3吋。16公分的波長,相當於多少頻率呢?將16公分代入頻率與波長的公式:

音速每秒34029公分 ÷ 波長16公分 = 頻率2,126Hz

由計算結果可知,當聲波頻率高於2.1kHz時,波長將會小於P-610的錐盆口徑,擴散性就會因此受限。當頻率低於2.1kHz時,聲波才能擺脫錐盆的限制而向外擴散。發現了嗎?這就是一般兩音路喇叭將分頻點設在2~3kHz的原因,將中高頻以上的頻段交給不是採用錐盆設計的高音單體負責,避免聲波擴散受到中低音錐盆的限制。

全音域喇叭實驗室#5:淺談全音域單體的擴散性

全音域喇叭實驗室#5:淺談全音域單體的擴散性

全音域單體該如何解決中高頻擴散性受限的問題呢?它沒有高音單體可以分擔中高頻以上頻域的重播工作,也沒有分音器可以修正高、中、低頻的平衡性,所以只能靠單體本身的結構與機械特性進行修正,例如特殊的相位錐設計、高音杯的採用,或是錐盆本身的造型與角度等等方式進行修正。除此之外,藉由全音域單體本身的中高頻衰減,也能與中高頻增強的能量取得互補平衡。

全音域喇叭實驗室#5:淺談全音域單體的擴散性

全音域喇叭實驗室#5:淺談全音域單體的擴散性

從Diatone P-610的測試資料,我們可以發現它的頻率響應其實頗為平直,中高頻並沒有因為擴散性受限,能量過於凝聚,而出現不均衡的凸起。不過1kHz以上中高頻的離軸能量,倒是衰減得頗為明顯,可見中高頻的擴散性的確較差。這種狀況反應在實際使用上,最佳聆聽區域可能會較為侷限,喇叭擺位時,則可嘗試將喇叭正對聆聽位置,從這個位置開始調整Toe-in角度,讓高、中、低頻可以更為均衡。

從全音域單體擴散性的探討,我們可以更接近全音域喇叭的核心本質。許多人認為多路分音喇叭是更複雜的設計,全音域喇叭則是最簡單的喇叭型態,這個說法其實只對了一半。多路分音雖然看似複雜,但是它卻可以藉由分音線路的調整,更輕易的修正喇叭設計上所遭遇到的問題。反觀全音域喇叭,雖然構造看似簡單,但是它卻只能藉由單體與箱體的機械結構進行調整,克服喇叭設計的難題,這項工作其實比調整分音器要更為困難,而且也更難以掌握。所以,請千萬不要小看全音域喇叭了,最簡單的構造,有時其實才是難度最高的設計。

關於全音域喇叭的擴散性,這次其實只講到全音域單體本身的問題。當全音域單體裝到喇叭箱之後,還會遭遇到更複雜的聲波繞射問題,我們下次再聊。

全音域喇叭實驗室#5:淺談全音域單體的擴散性

全音域喇叭實驗室#5:淺談全音域單體的擴散性




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