(內部教學示範用,模擬資料)

老生談超低音喇叭的應用

2024年1月1日 21:01

人類喜歡低音是與生俱來的天性,因為在母親懷孕時,就無時無刻聽見媽媽60赫茲的心跳聲,所以聽見超低音會有無比的安全感。而超低音信號是沒有指向性的,3D環繞360度包圍,這就是為什麼超低音喇叭會流行而不退色的原因。很多人喜歡去夜店或DISCO PUB,隨著強大的低音音浪搖頭舞動,追求動感音樂所帶來的快意。沒有超低音的話,音樂將失去色彩,音響系統將無法還原真實現場的聲音。

其實,車上加裝超低音的目的是為了延伸或接續一般低音喇叭無法表現的更低端頻率,而不是為了加強或特別強調低音效果。這就如同早期原車全音域喇叭加裝超高音喇叭的目的是一樣的,延伸或接續更高端的頻率,讓音響系統有更寬廣的頻率響應,而達到Hi-Fi高傳真的境界。

超低音喇叭不僅延伸了更低的頻率,同時也取代了一般6.5吋低音所無法表現的動態範圍。因為喇叭衝程的限制,無法即時反應振幅,這部分只能交給衝程更大的超低音才能勝任。畢竟,要有更真實的臨場感,就不能有太多的動態壓縮。雖然錄音時已經做了壓縮,但後面的播放器材再增加限制,就更不真實了。簡單的例子,如電子鼓與爵士鼓的表現,最大差異就是動態範圍不同。

目前,功率最大而不會有失真的超低音,就是來自天空的打雷聲。這是沒有經過壓縮、沒有阻擋的最自然聲響。下次遇見打雷,無妨仔細感受一下,沒有失真的超低音是什麼。這是目前音響器材無法表現出來的動態範圍及輸出功率極限。

汽車音響發展史上,率先把超低音喇叭植入車上的,是美國知名超低音喇叭製造廠的創始人,盧秋普羅尼先生。他在1980年代,基於個人喜好,將一支15吋的喇叭搬到車上,為汽車音響開創了嶄新的一頁。早期以15吋、12吋、10吋為主流,後來火箭筒式的也紅極一時。另外,為了節省超低音箱所佔據的空間,不需要音箱的障板式超低音也被廣為推廣。喇叭箱設計依單體特性及車型或使用目的不同,一般可分為密閉式、反射式、頻段式、推挽式及圓筒式。各種類型的超低音箱各有優缺點,現實情況告訴我們,沒有音箱設計是完美的。以下是這些常用音箱型式的特性比較:

密閉式音箱的特性

  • 體積小,低頻延伸佳,很好的暫態反應,音箱製作容易。

在密閉音箱裡,超低音喇叭受到密閉空間裡面的空氣緊緊控制住,動作就像彈簧,我們稱之為氣墊。喇叭必須逐一確實動作,當喇叭往外推出,同時將空氣往外拉,此時音箱內部空氣壓力降低;而往內推時,壓縮內部空氣,因而增加內部空氣壓力。當內部氣壓尋求與外部大氣壓力平衡時,其動作就像控制力大過於喇叭的移動。喇叭往內及往外移動越大,在相反方向音箱內部的空氣壓力也越大。當喇叭固定在音箱上,加上內部空氣,就組成一個密閉式超低音系統。如果音箱尺寸加大,空氣壓力對音盆移動的控制將會降低,而可以表現更低的頻率,但代價是承受功率降低,而效率因傳遞更低的頻率也會跟著降低。如果音箱尺寸減小,空氣壓力對音盆移動的控制將會增加,而限制了更低的頻率。此時承受功率增加,但無法表現較低的頻率,而呈現較尖銳的頻率響應。

反射式音箱的特性

  • 高效率,極調諧頻率區段失真很低。

連接透氣管將音箱內部空氣導出,超低音系統可以利用喇叭背波來增加低頻響應。當透氣管裝在音箱上,改變它的尺寸可以調整對喇叭運作的阻力。有些只有平面喇叭無動圈磁鐵,這種裝置也能達到同樣的效果。這就是已知的被動式輻射器,共振頻率可以透過改變表面積及硬度來調整。在一個反射式音箱裡,裡面的空氣及透氣管的共鳴效應與採用的喇叭參數之間有著微妙的關係。當這三個因子正確結合在一起時,喇叭的背波從透氣孔輸出,剛好有延遲。這個輸出與喇叭前面輸出的波有相位關係,而這個從透氣管輸出的波,限制了理想的低頻響應範圍。低音增強是一個設計良好的反射式音箱最大的優點,這種利用喇叭背波的結構方式,與密閉式音箱使用同一支喇叭比較,效率約可以提升3dB。

頻段式音箱的特性

  • 可以從一個小開口傳遞大量的輸出。

在一個頻段式音箱設計,喇叭不再直接傳播到聆聽空間,取而代之的是整個超低音系統從一個或一個以上的開口輸出。一個傳統的密閉式音箱或反射式音箱,其低頻延伸是由喇叭及音箱設計的互動來控制的。但高端的頻率響應,是決定喇叭是否能表現自然的頻率響應之能力(除非受限於分音器)。在一個頻段式音箱裡,喇叭傳輸至一個由透氣孔來調諧的隔間,這個開口的前艙動作,就如同一個低通濾波器,限制了超低音的高端頻率響應。取名為頻段式,是相當好的特性描述,只能讓某一個頻段傳遞到聆聽空間。經由調整前後艙容積及調整透氣口尺寸,可創作出顯著的表現。當音箱參數調整成一個很窄的頻段,超低音系統在那個頻段的輸出增益將達到8dB以上。

推挽式音箱的特性

  • 音箱尺寸只要一半,喇叭承受功率加倍。

事實上,它並不能稱得上是一種音箱型態,而是一種負載方式。這種負載方式是耦合了兩支喇叭成為一個合成體,一般是利用一個小音箱,然後兩支喇叭面對面通力合作。結果是,它只要單喇叭音箱尺寸的一半,就可以產生頻率。簡單來說,一般正常的尺寸容積是28公升,它只要14公升,就可以達到相同的低頻延伸。當然,使用這種音箱是有代價的,跟正常有兩倍容積的音箱比較,你將會損失效率3dB,但這並不是一個大問題,因為兩個喇叭整體承受功率提升兩倍,你可以使用兩倍的擴大機。

其實,近年來大尺寸超低音箱已漸漸被消費大眾所排斥,大家寧可犧牲一些超低音效果,而採用小尺寸超低音喇叭,如乘客座椅下的超薄主動式超低音或大尺寸超薄喇叭音箱,去降低這些笨重的音箱所佔據的空間。超低音箱的設計其實並不容易,很多音箱會有駐波產生,最常見的就是超低音箱聽見人聲,把音像拉到後面而人聲變模糊,有些是低頻混成一團,有量感卻毫無層次。其實,超低音也有很多細節,本文希望能夠讓大家對於超低音有更深一層的認識,礙於版面限制,只能約略介紹。

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