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扬声器何以难驱动?

来 源:  时 间:2018-12-27

玩音响的人经常会问:这对喇叭是否难推?其实针对一般效率大于  85db  的扬声器,应该都可以推动,但有些扬声器是超级难推的,这些扬声器有人称呼它们是「衰」喇叭,在这些难推的喇叭中,有些是效率低的昂贵书架式喇叭(以难推闻名),它们对扩音机的要求很高,不仅要求输出功率要大,还要求输出电流要足够大,并且阻尼特性好,否则其效果往往还不如一般的喇叭,这点是大家要有充分认识。有时为了驾驭这些扬声器,花在扩音机上的钱,往往是该扬声器的好几倍,所以有些人干脆将喇叭换掉。但也有发烧友执着于它们独特的音色,花再多钱也要找到合适的扩音机,最典型的就是Rogers 的 LS3/5A。其实由于现在技术进步,所以还是有很多好推,音色也很不错的书架式喇叭。

扬声器不好推的原因:

经常听到发烧友说:很多音质极佳的喇叭,使用一般的扩音机,推出来的音质不好听。那就表示该喇叭很难驱动。喇叭的驱动难易程度与阻抗曲线的走势、灵敏度、相位角的偏移情况、反电动势的强弱等因素有密不可分的关系。

一、阻抗曲线

在叙述喇叭规格中,我们经常看到喇叭阻抗8奥姆或4奥姆的记载。其实,这个8或4奥姆的数字,只是概略性的数字而已,因为没有任何喇叭的阻抗曲线,能够从音频的 20Hz 到 20KHz 频率范围内,都能维持在8奥姆的位置上,它会随着频率的变动而改变阻抗数值。有时会高到几十奥姆,有时也会低到1奥姆。

喇叭阻抗曲线的变化,与扩音机的后级有什么关系呢?不要忘了,后级的功率输出要由喇叭的负载阻抗来决定,假若一部后级宣称在8奥姆时有100瓦输出,那么在16奥姆时可能只剩下50 瓦输出,在  32 奥姆下更只有 25 瓦输出。反之,它在4奥姆时,输出可能会大到 200 瓦,2奥姆负载时,更可能大到 400 瓦。当喇叭阻抗变高时,后级输出只是变小而已。然而,当喇叭阻抗变低时,后级输出就不是变大那么简单了。当后级输出变大时,首先会遇上的问题就是,电源供应能够提供那么大的输出功率所需吗?如果不能,在4奥姆时就无法达到 200 瓦输出,更别提2奥姆时会有400瓦输出。若电源供应有那么大的余裕,可以充足供应 400 瓦的功率所需,那还要考虑另外一个问题,功率晶体管能够承受起那么大的电压或电流吗?

4奥姆喇叭的需求电压虽然比8奥姆低,但需求电流却比较高,以4W输出为例,8奥姆 喇叭是  0.7A,而4奥姆喇叭则要1A电流,因此大家都说,低阻抗喇叭比较难推动。正由于低阻抗喇叭“吃”电流,故后级形成大电流设计,只要负载电流够,扩音机的输出功率,会随着扬声器阻抗的降低而增加。

喇叭的阻抗变化曲线,是决定该扬声器是否能推得好的重要因素之一。Dynaudio扬声器的难推众所皆知,最大的因素在于它的铝线圈导致喇叭单元本身的阻抗变化范围过大(从3~30 奥姆),所以扩音机本身若无具备高电压、高电流输出(这几乎就是要大功率的怪兽后级才有的东西)是很难推出全面的好声。若使用功率与输出电流不够的扩音机推它,最明显就是声音变瘦,低频的量感和延伸都变差,音场变窄,深度也出不来。若扩音机的推力足够,各方面才有表现优异的可能。

二、扬声器的灵敏度

表面上来看,90db 灵敏度的喇叭可能比  86db 灵敏度来得好推。问题是,灵敏度的测试,只对整个喇叭所能发出的音压做测试,而非对每只喇叭单元所能发出的音压做单独测试。所以,当100瓦的功率,同时输入到扬声器的高、中、低音单元时(假设喇叭为三路设计),首先会遇上分音器,分音器在吃掉一些功率之后,再把剩下的功率输送到三只喇叭单元上面。此时,三只单元会因为本身效率的不同、阻抗曲线的不同,而对输入的功率产生不同的反应;换句话说,高、中、低音单元所发出的音量会不一样大。通常,我们如果发现低频量感很少,就会说这对喇叭很难推,不管它在规格标示的效率有多高,它就是很难推得动。而这种难推的喇叭,往往又伴随着另外一个问题,就是高音单元很好推,在低音单元方面难推、高音单元好推的情况之下,您能想象会发生什么现象吗?那就是很多人都曾经尝过的苦头,低频不够饱满、高频却刺耳。

灵敏度过低,需要足够的推动功率才能发出好声音,如著名的 LS3 / 5A喇叭。它的阻抗会高至11 ~ 15Ω,而它的效率低到82db,此高阻抗再加上低效率, 就是造成LS3 / 5A很难伺候的一个主要原因。有人用大POWER推它,但 3/5A 又吃不下大POWER,功率太高就容易将它的低音推到触底, 导致它的 KEF 低音单元没啥动态。

三、相位角的偏移

相位角的偏移,其实就是喇叭的容抗、感抗、阻抗趋前或落后的复杂变化。由于喇叭不仅与电子反应相关(被动分音器),也与机械反应(单元结构)相关,更与空气容积相关,它们相互之间会产生复杂的反应。这也就是说,后级无时无刻都在与复杂的喇叭容抗、阻抗、感抗搏斗,这也是扬声器难推的原因之一。

四、反电动势

我们可以把喇叭单元的组成看成一个有线圈、有磁铁的发电机,当扩音机的电流输入,驱动振膜进行前后活塞运动时,喇叭单元会产生感生电流,这股电流会回输到后级扩音机里,我们称此现象为反电动势。反电动势越大,扬声器就越难推。后级由于直接与喇叭耦合,比较容易受反电动势影响。

五、分音电路复杂致使能量消耗大

有些喇叭为了使高、中、低音分得很详细,因此在分音电路上采用了很多大容量的电容、电阻及电感,虽然最后整体的高、中、低音分得很好,但也把输入的能量消耗光了,所以您为了能驱动它,就必须输入更大的功率。

扬声器单体不好推的原因

喇叭单元的振膜支撑结构较软的,这类单元由于易产生不受推动电流控制的自由振动,而使音质劣化,其表现为低音嗡嗡乱响,难以控制,拖尾严重,对此,应使用拥有较大阻尼系数的扩音机。只有这样,才可以将此类扬声器的自由振动有效的压制住。

喇叭单元的振膜支撑结构比较硬的,用普通小功率的扩音机推动时,感觉这类喇叭低频量很少,声音偏重于中、高音,显得较干硬。这类喇叭需要使用动态较大,峰值输出电流较大的扩音机来推动,才能推出低频的量感和高、中、低音的平衡感。我们称这种喇叭喜欢“吃”动态电流。

有的喇叭以上二种情况皆有,就更加难以控制了,支撑结构软而且灵敏度低,要推好它还真不容易。

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