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发表于 2007-11-8
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3至关重要的分频器
尽管分频器的作用一直不受人重视,但分频器可以说是扬声器设计中最难的一部分。分频的主要任务是把传输给每一个换能器的信号进行带限,换能器只在它能转化为声能的频率范围内工作。原则上,分频器相当于汽车变速器的传动系统。
❀. 当你平稳地将汽车从0提速到60英里/小时的时候,一个好的传动系统可以让轮子越转越快(提高频率)。齿轮的变速应该是自然流畅而且完美的。一个好的分频器设计也应当如此。它可以在低频、中频和高频之间平滑过渡。
被动分频器,从另一方面来说,是由被动式电器件,如电阻器、电容器、电感器组成的滤波网络。批量生产的通用预制件可以作为被动式分频器使用,但最终,分频器必须根据其对应的换能器进行优化。这个工作最好由设计工程师来完成。
一些分频器会安装在印刷电路板(PCB)上。这样安装不仅简洁美观,而且容易批量生产,相应地会降低生产成本。这种安装方式十分适用于小功率应用,但如果驱动过载,印刷电路板会因为过热而损坏。
印刷电路板(PCB)还可能因为电感过大而弯曲或断裂。这就是为什么很多生产厂家坚持采用分频器硬连接设计方式。硬连接设计必须手工操作完成,而且完成后的外观效果往往不是很好。但比起一个PCB分频器,硬连接设计的分频器更坚固(而且更昂贵)。
一些扬声器系统没有内置分频器。这类扬声器系统由专业的电子处理设备驱动,在信号发送到功率放大器后完成信号处理过程,我们称其为主动式分频扬声器系统。
理论上来说,这样的设计应该能够节省扬声器本身的生产成本(更少的部件),但这类扬声器在系统搭建时需要外置处理器,甚至需要更多的功率放大器通道,所以最终成本往往会更高。比起被动式分频扬声器,主动式分频扬声器可以提供更高保真和更大的声压级(SPL)。
尽管如此,比起主动式分频设计,一个优质的被动式分频设计的扬声器可以在总成本更低的情况下提供出色的音质,而且在连接和调试方面也相对简单。
4箱体
扬声器箱体和它的结构也是影响扬声器价格的重要因素。箱体必须十分强硬坚固。振动的箱体本身就是一个换能器,它会和其它换能器相互作用并降低整个系统的性能表现。一个坚固的箱体要求质量很大、有很多筋板条,或者两者兼具。代价是箱体的重量很大。
(参考:RunningMan RLM系列)
❀. 混凝土作为箱体材料是一个不错的选择,但是只适用于定制的次低频扬声器系统。中密度纤维板(MDF)也是比较适合制作箱体的材料。中密度纤维板密度大而且成本低,但是材料本身非常重,而且受潮后容易弯曲。
❀. 刨花板(Particle board)制成的箱体成本低,但应该尽量避免使用。胶合板(Plywood)比中密度纤维板更轻、强度更好,但是板层之间有空隙。波罗的海桦木夹板是箱体材料最好的选择(超过11层板,而且板层之间没有空隙),但是同样也是扬声器生产材料中最贵的木材。
❀. 复合材料强度大、重量小,但是成本高。玻璃纤维刚性高而且防风雨,但是因为制造难度高,所以成本比木材和塑料更高。
❀. 近几年来,模塑箱体(Molded-plastic)逐渐成为常用的扬声器箱体。模塑箱体自重小,而且可以加工使其具备防风雨的性能。在经过多年的大批量生产之后,原先高昂的模具成本可以摊薄。这种类型的箱体结构对箱体较小的扬声器非常实用,但大型箱体的扬声器需要采用刚性更强的材料。
❀. 吊装在听众席上方的扬声器必须有特制的吊挂件(吊挂点)。而且必须经过拉伸测试(Pull test)来保证箱体和吊挂件的牢固性与安全性。
吊装式扬声器和地面堆叠式扬声器、支柱安装式扬声器在外观上没有很大的不同,但是吊装扬声器对箱体构造、配套的吊挂件和测试要求更高,所以成本往往要高的多。
5有源扬声器
前面我和大家说过,扬声器是一个内部件相互作用的系统。这个系统可以扩展,包含功率放大器。功率放大器的选用非常复杂,而且一旦你选错了功率放大器,后果将不堪设想。为了避免这种情况发生,一些生产厂家将功率放大器和信号处理加入到扬声器设计中。我们通常称其为有源扬声器。
若采用更早以前的功率放大器拓扑结构,这种设计无法实现,但对现代D类功率放大器来说,它相对更小、更轻而且更高效。在不过度增加体积和重量的情况下,这类功率放大器可以被安装在扬声器中。
(参考:EAW 自适应系统系列)
这类即插即用的扬声器只需要一个供电插座,调音台发送信号就可以使用。当然,比起无源扬声器,有源扬声器相对更贵。由于有源扬声器要求交流电源,所以在安装过程中会相对更难。
无源扬声器和有源扬声器可以提供同样的音质。无论你是倾向于无源扬声器或有源扬声器,都应该根据应用场合选择合适的扬声器类型。
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