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[喇叭] 全音域喇叭實驗室#7 如果喇叭箱體是一顆球

陶忠豪 發表於 2017-2-9 15:36:02 |已閱:76974|評論:0| 顯示全部樓層 |閱讀模式

在上一集,我們探討到了喇叭箱體的聲波繞射問題,在這集的全音域喇叭實驗室中,讓我們來看看箱體設計可以如何降低聲波繞射的影響。讓我們先複習一下,喇叭箱體的聲波繞射的三種狀況:

全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

一、Infinite Baffle無限障板
對一般喇叭來說,聲波波長小於障板寬度的中高頻,聲波能量會完全被障板反彈,而完全向前投射,構成無限障板狀態,在這個波長範圍以內,不會產生繞射現象。

全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

二、Baffle Edge Diffraction邊角繞射
當聲波是障板寬度的1/2倍數或整數倍數時,聲波在箱體邊角會產生繞射,對主聲波造成抵消或增益,造成頻率響應的震盪起伏。

全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

三、Baffle Step障板遞減
當聲波波長大於箱體障板十倍以上時,單體發出的聲波,會無視於障板的存在,以接近點音源的360度擴散,聲波能量會繞到箱體後方逸散,此時喇叭重播能量會衰減6dB。

聲波繞射問題該如何解決呢?現代多路分音喇叭大多採用窄障板搭配Baffle Step線路,修正聲波繞到喇叭後方所損失的6dB低頻段能量。不過分音線路無法解決邊角繞射所造成的頻率震盪,必須靠箱體設計修正。對於全音域喇叭而言,更是只能完全依靠箱體設計解決邊角繞射與Baffle Step衰減問題。
總而言之,不管是多路分音或全音域喇叭,都必須依靠箱體設計,盡量降低聲波繞射的影響。所以在這集的全音域喇叭實驗室中,我們要將討論的範圍放寬,同時列舉多路分音與全音域喇叭的箱體設計案例。先探討箱體造型對邊角繞射的影響。

全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

Harry Olsen博士早在1950年就發現喇叭箱體的聲波繞射現象,並且針對12種不同的喇叭箱體造型進行實驗,最後發現球形箱體的頻率震盪的現象最輕微,頻率起伏在±0.5 dB之內。

全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

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舉幾個實際案例,最有名的應該算是法國Cabasse同軸喇叭,他們的旗艦型號幾乎全部採用球形箱體。

全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

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之前台灣曾經引進的SW Speakers有如客機噴射引擎的箱體,

全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

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以及日本Eclipse全音域喇叭的蛋形箱體。

全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

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英國B&W的800系列喇叭,都是球形箱體的運用與衍生。

全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

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同理可證,法國Devialet Phantom喇叭的亮眼造型,其實絕不只是好看而已。

全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

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既然球形箱體有理論上的優勢,為什麼市面上採用這種箱體的喇叭卻不多呢?主要原因是球形箱體製造困難,成本太高。反倒是許多多聲道衛星喇叭,因為箱體小,開模比較容易,所以常見球形喇叭箱體。

全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

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什麼樣的喇叭箱體造型最差呢?根據Harry Olsen博士的實驗,如果障板是圓形,單體又設在這種障板的正中央,因為單體到障板邊緣完全等距,所以邊角繞射的頻率震盪最為強烈。


全音域喇叭實驗室#7 箱體繞射之二:如果喇叭是一顆球

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至於一般最常見的矩形箱體又是如何呢?邊角繞射的頻率震盪雖然存在,但並不是最強烈的,對於聽感的影響,其實遠小於單體與分音器等其他因素的影響。所以近代許多喇叭設計者普遍認為邊角繞射的影響極其微小,甚至可以忽略不談。不過另外也有一派喇叭設計者,竭盡所能的用各種方法,試圖消除這個微小的負面影響。到底該如何消除?我們下集再談。



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