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谈扬声器的效率-阻抗-动态(转载)

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发表于 2011-2-9 22:26:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 红灯记 于 2011-2-9 22:31 编辑 * ^2 w% a. s, P : X; c' J' N! ?" T(我刚才看到了这篇文章,贴出来和大家共享,原文作者:TEACHERSONG.COM) " ?( O" f) ]9 Y2 u X/ Z E" R# M+ o; U; a' x C9 Y, @ 音响史上确实有几款著名喇叭以低效率名,例如Rogers的LS-3/5a及AR-3a。十多年前我还是杂志社小编辑时曾亲眼所见,国内音响名师林宜胜先生,谈到3/5a时,脸上竟泛起一阵神光说:它的效率其低!但当日在板桥陈正修先生(已移民旧金山)家里,有三对小喇叭的试听比较,3/5a上阵还不到两分钟,就被另外一位音响闻人高真民先生一阵开骂给炮轰下来! + _ K* n( i- a& H5 \ 5 h+ Z# B( v# _7 H& K5 x 更早之前,那时只有LP没有CD,我到上扬唱片公司买唱片。在选唱片时,觉得背景音乐怪怪的,男高音Domingo怎么感冒了?鼻音这么重!问清楚后,才知一切都是」闷葫芦」3/5a搞的鬼─当时Rogers喇叭是由上扬进口销售。 9 D6 G% {5 \' ^, T3 {8 @0 { + y2 D8 g3 C3 u! r( @* X8 a5 S$ L. U& g我对3/5a的恶感就是这样而来,没想到全球闻名的BBC-3/5a,竟然是个「闷」葫芦。等到试作DaLine后,才知BBC 并未将KEF单体性能发挥极致,LS-3/5a的好处只是体型小、售价低,难怪有人会卖了3/5a换用我的DaLine传输线喇叭。道理很简单,依3/5a低音单体B-110之规格计算,根本不能装在那么小的音箱里! - H! ? _3 L# C: S, i6 V0 Z ( C, V+ P) V7 T0 g4 X- | [ 这点有必要说明,其实英国BBC并非不会设计喇叭,而是为了携带方便,不得不将喇叭设计得很小,这是没办法的妥协。 ( \6 `" @6 G6 j; h( N9 [ ! R" {/ P3 {- I5 a* s9 C低效率喇叭确实曾风光过,但CD开始逐渐流行后,就有人对低效率喇叭抱着怀疑态度,名乐评家、莹升公司负责人曹永坤先生,就曾经说过CD的高动态会自然淘汰低效率喇叭。 , Q) c5 l `: v; e0 P" k0 H- Z( {( V8 z- |; [) y m: G1 [9 ?. F1 N 晶体管机的瓦=真空管机的瓦 0 s- @1 q1 B( S) E 9 P4 y3 U+ g5 u5 D经过20年,CD系统已渐趋成熟,但低效率喇叭依然存在于市场,而且低效率=高音质的观念好象并未动摇;直到最近这几年才有了些许改变。 ! k) y0 S5 J" m L" h6 I, ~2 R $ Z4 P9 [5 \! `8 `* O' A1 T真空管又回头了,老厂新厂纷纷出笼,但管机后级的输出功率普遍比晶体机低。有音质至上,非WE300B不用,还且只要单端不要推挽。300B做单端只有7至8W左右输出,7W能推什么喇叭?当然,也有人用不到10W的管机后级推ATC喇叭,那是有声音,却无法呈现ATC的动态。 & k/ C: p. l! \' z- b' A4 D# I$ e3 w* O' } 古早时代的Altec、JBL、EV大型落地式喇叭都是高效率,因为它们的亲蜜伙伴就是管机。所以当管机推Altec A7「剧院之声」时,气势就大大的不同,有谁能说管机后级没啥动态? - x5 E" J$ k" I) }- D* B8 z / h3 x5 Q+ g- tWatt就是Watt、瓦就是瓦,所以管机的7W差不多完全等于晶体机的7W─差异性是管机有输出变压器,输出功率较不易随负载阻抗变化而改变。因此若有人说管机的7W比晶体机的7W够力,那是无稽之谈,因为事实的真相是:晶体机的7W,大多时候会比管机的7W够力,绝不骗你。有两个特例,一是 OTL无输出变压器管机后级,另一就是著名的LS-3/5a小喇叭。 7 L& s9 e2 V* ]- {" }; G7 k 1 D8 \! t+ F' ?' p2 P. B喇叭的效率是用dB值表示,但与阻抗有关联,故效率完全相同,但阻抗不同的两对喇叭,其需求电压也不相同。因为8Ω喇叭的1W是输入2.83V电压,而4Ω喇叭的1W是2V输入电压。因此效率相同、阻抗不同的两对喇叭,接上同一台晶体后级也必定会有不同的声音表现。 9 o3 e+ T ?9 ?8 F3 o$ P7 }& Q7 E 0 a3 y) R: i" N6 w$ V扩大机输出功率 ︳ 8Ω ︳ 4Ω 7 i$ ~: @( r" S3 |2 [& w: ]1 r────────────────── ' H i# C1 Z1 r) Y; f 1W -------------------2.83V-------2V * F( N3 ^. b; m( ~* W) ?2W -------------------4V-----------2.83V : H+ x" v1 ^: U: r0 v! v3W -------------------4.9V---------3.47V ; v/ a* ^$ _/ d& Y/ z. s 4W--------------------5.66V-------4V ; [% I: O7 o0 h G5 f10W------------------8.95V-------6.33V * s5 r z7 i0 x$ h' r0 w8 b5 W9 n 4Ω喇叭的需求电压虽然比8Ω低,但需求电流却比较高,以4W输出为例,8Ω喇叭是0.7A,而4Ω喇叭则吃1A电流,因此大家都说低阻抗喇叭比较难推。 9 s/ L4 M8 i l+ W9 C; p$ e; x 9 o9 P' l2 W6 ^3 _" @: j+ k dB是分贝,它的计算式因功率或电压、电流之倍数会有所不同,喇叭的效率是以功率计算。我们现在以阻抗变化甚大的某喇叭为例,说明大多数情况下,晶体机的7W比真空管机的7W来得有力─重点就是低阻抗时的电流。 ! F7 r( t% z ]5 ^" ^! G" ^- H9 w8 J+ n0 X0 x5 A \" \! s7 s 阻 抗 | 晶体机功率 | 管机功率 8 M; u7 G3 M8 q# _0 a7 e) a───────────────── 9 J( y o0 |& i4 x: W, f: z 8Ω--------------7W---------------7W " S$ a" ~# e7 n" h9 f0 _) I1 X 4Ω--------------14W--------------7W 6 {- f" W: ] w# f+ B3 | 2Ω--------------28W--------------7W 6 m! }6 M% Z* w' L 9 f+ x, c: _- Z/ G# ?# w1 j) b只要驱动电流够,晶体机的输出功率会随着喇叭阻抗的降低而提升,故不只是7W而已。但管机有输出变压器交连,功率不随喇叭阻抗变。所以此时是不是晶体机的7W比真空管的7W够力?这就是很简单的欧姆定律。 4 {2 ?* v- o, [2 t. U/ T1 ^- ^' C 3/5a即是低效率又兼高阻抗 具恒阻特性的喇叭并不多,因此当喇叭阻抗猛往下降时,管机就可能使不上力,所以管机后级推Dynaudio喇叭就不易发出好声,因此时喇叭欲吃电流,但真空管却是电压组件,无法提供电流;可是换成LS-3/5a就不一样了。 3 v6 Z) T& |' |" T8 f / ~7 h, ~/ J# i2 L Y/ k" H* Q 3/5a阻抗 | 晶体机功率 | 管机功率 3 S! E, w2 g. r! R; n ─────────────────── / u9 x# [7 I) {4 M3 n6 a- j+ t5 n15Ω--------------3.7W---------------7W ( ~# w7 N% S% h3 p1 Y1 ~ 11Ω--------------5W-----------------7W 2 m" s& |4 }8 K" [# L 8Ω---------------7W------------------7W / c8 n7 ]* m# l! |8 Q7 D7 ~ 0 h( c$ c0 d" p4 |( Z7W的晶体机接上第一代3/5a就只剩3.7W,接第二代3/5a也不过是5W;可是管机就一直维持7W输出。故遇到3/5a这对高阻抗喇叭时,管机的7W就比晶体机的7W来得够力。因此就晶体机言,高阻抗喇叭较不好推。但为何3/5a的阻抗会高至11~15Ω?它采用的KEF T-27A高音单体及B-110A低音单体都是8Ω。这就是诡谲之处,依KEF单体规格设计分音器及音箱,不必讶异,你会发现LS-3/5a根本是错误的设计! 8 X* _) ]' ~9 S, T4 h0 r r5 j6 ~: [! }8 @( S) I 若是高阻抗再加上低效率,那这对喇叭铁定难伺候,偏偏3/5a就有这种特性。因此有人用大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─它的KEF低音单体没啥动态。 X/ }5 h+ c+ R; b / a/ e- A" s/ Q7 a/ @; w 现在我们来看看喇叭效率与扩大机功率的关系,比对的喇叭是LS-3/5a及Klipsch的Klipschorn,从下表就可看出低效率喇叭较难伺候。 Z% A# [5 Y4 x( u6 b8 ]$ y& U' ?) s5 Z/ A2 Z B) \ Klipschorn │ LS-3/5a 3 }8 q1 \5 ]% f* {0 L ──────────────────── : T/ P" P k" I8 X; Q: p104dB /1W---------------------------81dB /1W % t0 u o5 V' F, \ J 107dB /2W---------------------------84dB /2W 9 B% }# w0 o9 \$ w+ G4 z' r. R L/ Q110dB /4W---------------------------87dB /4W ) q4 [8 ?) b4 l- C% ]4 y113dB /8W---------------------------90dB /8W / k: N9 w, }' c1 r- j 116dB /16W--------------------------93dB /16W 4 Z5 ?0 p9 _* b2 E 119dB /32W--------------------------96dB /32W ( z1 Q$ E; U' y122dB /64W--------------------------99dB /64W--? ! v4 `1 }% A$ H2 y0 h/ D125dB /128W--?--------------------102dB /128W--? , J2 O# L1 [/ E9 l 7 y( ?+ ~) Z5 Y0 p* y- ?" k) w第一行104dB与81dB是两款喇叭的标称效率,3/5a的99dB打个?号,代表3/5a根本无法承受64W连续输入,因低音会触底,50W连续输入就已是最大值。而Klipschorn喇叭在1W输入时,就得到104dB的音压,这是LS-3/5a打破头也无法做到的事。至于125W加个问号,那是原厂公布Klipschorn最高连续承受功100W,故当128W连续输入时,Klipschorn也会不了。由于Klipschorn的效率高达104dB,若扩大机的讯号杂音比不够高,那不用转音量旋钮,喇叭就会发出恼人的嘶声和哼声。对于扩大机的残留杂音及哼声,高效率喇叭倒是具有明察秋毫的效用。 , q4 u. i1 H1 v/ ?) a. h8 J 6 K3 |1 r4 j* M% T( C- |5 Q3/5a的效率到底是多少?本文假设它是81dB,记忆中好象也是。但1995年10月号Audio年鉴上,KEF 3/5a的效率注明是85dB,阻抗则仍维持11Ω。最令我大吃一惊的是:这对小喇叭竟然飙涨到US$1450一对!老天,KEF 3/5a有这种身价吗?如果它有1450美金的音质,那我也毫不脸红,传输线设计的DaLine一对卖2400美金!可惜卖到现在,DaLine喇叭已全数售罄。 * D6 M1 l! D! S 9 K% I+ b5 @3 e6 M( p9 f4 }3 i : |6 g2 j6 l" _1 G
 楼主| 发表于 2011-2-9 22:27:33 | 显示全部楼层
不论有什么改进,3/5a的最高音压却仍不及Klipschorn的基本标称效率。再计算「标称效率」至「最高音压」的范围,3/5a大约是18dB,而Klipschorn大约是21dB。 0 h6 j; N3 {7 J" f6 z4 w f : O- Z1 ^: \; S这里透露着两点,一是以300B单端每声道7W管机推Klipschorn喇叭,它的表现绝对会比40W×2的晶体后级推3/5a喇叭来得轻松自在、有魄力。第二点则有赖大家共同研究,是不是高效率也同时代表高动态? ! ?+ \6 d5 l; S' n' V4 O4 c. v0 X1 J# F) \! Y0 ~( e 若果真如此,曹永坤先生就有先见之明。准此原则,吾人当选用高效率喇叭,这样后级输出功率不必动辄数百瓦。当然,上百dB的高效率喇叭通常体型庞大,若是紧贴墙摆,又完全听不出音场、深度。但以一般家庭聆听音乐或观赏AV用,效率似乎也应在90dB以上。然而,低效率喇叭就代表低动态?很不幸,3/5a及本人的DaLine却是明证。当然ATC可能会不同意,ATC的SCM20为8Ω/83dB─效率比DaLine略高,但它的连续承受功率竟然是200Wrms,因此计算其最高音压竟然高达106dB,绝非LS-3/5a或DaLine之辈能比。 : `0 e. \4 D* I8 a& {! `. h + W4 l1 z; e; r8 V! d1 F2 S* ~9 y晶体机驱动高阻抗喇叭会降低功率,但也有例外,McIntosh虽是晶体机,却因为有输出变压器,故其输出功率不会随负载阻抗变动而变动。好在音响圈中特例不多,没有输出变压器的真空管机不多见,有输出output的晶体机也唯有McIntosh。而标称阻抗高过 8Ω的喇叭,这些年来也很少见。故现代管机的输出变压器,理应只须要有4Ω及8Ω两个绕组输出。 : i O9 O# z$ b6 l0 k8 A: o+ X3 w# f+ s$ a! D: B 应选用高效率、高动态喇叭 / r( I2 r: I2 ~2 c. ]" }% |. H4 i7 O7 t( T- t 接驳低效率低动态喇叭时,后级的输出功率不能太低,以免推不动;但输出功率又不能太高,以免喇叭受不了,故常两难。「低效率低动态」六个字若不能理解,改成「低效率低最高音压」八个字就比较明显。 8 o( E5 A5 M4 j. @ 6 H/ W2 C. B% F 世上喇叭何其多,但在规格表上明确注明最高音压者,却不及百分之一。若有最高承受功率─是连续不是瞬间,就可从效率计算过来。例如效率86dB的某款喇叭,其连续承受功率160W,我们就可轻易计算出它的最高音压是:108dB。利用工程型电算机按几个键,160log×10=22,86+22=108(dB);而22dB大致就是此喇叭的动态。 " r0 ]9 w: j4 Y! [/ |" Q0 G$ v% f& G* E% b! }# S8 }& d 动态范围dynamic range之值以dB表示,数值愈高愈好。音响器材性能表中有动态范围者,大概只有CD唱盘及影碟机;扬声器厂商几乎都不会注明此规格,以避免自曝其短。动态范围可说是由最低到最高的变化、由最小到最大的变化,也由最弱到最强、由最暗到最亮的变化。音响器材动态愈大,就愈能表现由最弱音到最强音的变化。CD唱盘的动态甚少低于90dB,但扬声器却甚少高25dB。 4 m9 O) n3 T2 S3 l& I# K- E 8 P8 \5 t% n' c2 p这种直接比较合理吗?当然不正确,因CD唱盘的动态范围是电压倍数的变化,而喇叭的动态范围是功率的计算。我们常说前级的十倍放大具有20dB的增益,但10W功率却换算成10dBW,而不是20dBW,请看底下的说明。 + ~# H" d2 s; {. Z' e+ R+ | 1 A1 {- z0 O1 v0 g( t都是dB值,功率的计算是:数值log×10,电压、电流计算是:倍数log×20,因此100倍的电压放大就是40dB。若某前级具14dB增益,它的放大倍数是多少?利用工程型电算机按几个键:14(dB)÷20÷invlog=5(倍)。若是某效率86dB喇叭的最高输出音压是105dB,换算成最高承受功率就是:(105-86)÷10÷invlog=79.5W。而105-86=19(dB),就大约是它的动态。 4 ^, w% N& S" b9 w# G / {! K$ k( u, P分清楚电压增益的dB与喇叭功率的dB,你就会明白为何Hi-End厂都反对将后级扩大机的输出功率标示成dBW。因50W是16.9dBW,而500W虽是超大power,但也仅是26.9dBW。看起来似乎50W与500W之输出功率差不多,故厂商可能以「消费者不容易懂」做理由,一直反对标示dBW。 : g7 \0 H d: D% W ( ^' P& ^" W; u) w8 b$ N4 b, ~( f若喇叭的最高音压-效率即是它的动态范围,那一般家用喇叭的动态有多少?不论是Avalon Asent、Thiel CS5i、B&W 801,都绝不超过25dB!往专业领域找,Rey Audio的RM-8V效率是100dB,最高音压是130dB,有30dB动态,30dB正好是1000W,亦即RM-8V可承受1000W。 & t0 H9 z5 @ q* B+ {2 D. s% L4 R 4 z4 }: N5 G4 [, k/ r6 w! O 日本Rey Audio还有音压更高的RM-1800,其型号有两个意义,一是采用两只18吋低音单体,一是喇叭高度为1800mm。有一年「恰客与飞鸟」在大阪开演唱会,就用了4对RM-1800。 `' F. I# D0 U: H; E- w3 ^! X" i6 W / S0 a% s) ]/ Z9 ]" E, P) b+ c 再思考一个问题:若两对喇叭的阻抗与效率皆相同,用同一台扩大机驱动,是否会得到相同的音压?─数字通常是不会骗人的。 - }4 g# h9 Z" X4 s- U" J, Y |0 g 7 h: N, B# w B: T& y不会一样,经多年实际操作经验显示,差异性极大。在无响室内所测出的效率,不一定能含盖低、中、高频,因此同样都是95dB/8Ω的两对喇叭,其最低驱动功率(扩大机输出功率),可能一是20W,一是50W。 & d. x3 B+ C1 u0 s! o7 l ( w) A6 a0 O0 e" q7 d" d( j 但高效率喇叭也确实有其优点,以102dB来说,那是指1W输入;若是0.5W输入,它也有99dB!就算是0.25W输入,也高达97dB。以一般家听音乐,很难有机会发出97dB的音压,故7W输出绝对够用啦。 5 L; ]* }) [0 I4 V# E0 c6 e2 g' X: R; _# l 通常高效率喇叭的体型都比较大,其共同特点就是低频不足,或是说:它们无法发出真正的低音。想测试它很简单,用电影配乐CD一试便知。主要原因是单体的Fs不够低,当年它们须要的是:高效率、干净的中低频,又没有电子合成器,故极低频可以牺牲。若是早期的大型高效率喇叭,低频散涣不说,喇叭贴着墙摆,左右相距又仅一米,应该有的音场及深度,都会被遮蔽掉;基本上常是糊成一团,毫无透明感。 1 M8 k9 d; k7 v9 _' X 0 ?- F8 k. v7 i e$ f6 C聆听环境的背景噪音要低 / m" r& d+ V; Q8 @ D9 \* o+ Y) Y% O 2 ~. F7 p( a( D0 L6 P' W0 \# J 理想扬声器是高效率、高音压,因为这样才可以将音乐最低音到最高音的变化表现出来。不过要谈动态范围,那可千万不能遗漏环境噪音这个重要因素。 5 o3 j& A7 @- [3 v- m 8 k8 ?6 G, S7 |2 x, N& M 听音环境愈安静愈佳,但除非是专业录音室,一般经过略为装修的音响室,其背景噪音也都在35dB以上─这是指夜深人静时的量测,大白天的情形更糟。而背景噪音之高低也与动态范围有直接关联,噪音愈大,就愈需要喇叭发出高音压以呈现乐曲的最弱音符。故聆听环境的背景噪音及器材的残留噪音绝对是愈低愈佳,就算是欣赏5.1声道的AV,要求也是一样。 . ?3 H5 d4 H+ e 8 x; ~0 n4 ~2 p" Y 由于背景噪音高,因此「声音」要更大,才能听到音乐的全部细节。但就算器材表现没问题,高音压也会带来困扰,一是邻居会向你抗议,二是对耳朵有可能造成伤害。在热门迪士可舞厅,为了营造气氛,也为了压抑消费者的声浪,它们的PA音响常开足马力,音压都超过120dB,长时间处于那种环境下,极有可能会对人耳造成伤害。 9 X6 G" g% Z! ?9 G 1 P" m4 I8 F$ ]6 g当然居家不同舞厅,而家用音响因管机又回头流行,不仅名管WE-300B重新生产,JBL、Altec老喇叭也逐渐重回市场。不过这些号角喇叭虽效率颇高,但体型也都甚为硕大,一般家庭极不适合摆放。此外还有一个疑虑:这些喇叭的音质与其效率成正比吗?最近有好几位读者对我提到某中型进口美国高效率喇叭,音质甚为粗糙,虽然很好推,但不忍卒听,只能用于AV。 : K: i$ ?8 z. a+ N9 O9 C" C% C* g( o1 D" ^1 B2 m$ D 小功率匹配高效率 7 p; V5 G5 ~8 s; x; }0 F0 `/ b* ~ y% K; \6 p+ W5 a& j6 n 为了避免浪费能源,及得到正确的搭配,我个人有两点伟大的建议,但需要全球音响界认同:一、效率低于90dB的喇叭,不准制造、销售、进/出口,而且阻抗应尽量维持8Ω;二、高过90W输出─8Ω/ch─的后级/综合扩大机,不论晶体管、真空管,也是不准制造、销售、进出口(当然,专业器材不受以上的限制)。 # K- t. w! T* I7 @9 s 5 d9 M/ U+ R: F1 ^果真如此,则Dynaudio、VIFA、ETON…等著名喇叭厂,就会开发出不是号角型,而且体型又不很大的高效率喇叭。又因扩大机输出功率降低,电源变压器、滤波电容…都可减小,故材料成本、重量、体型及售价都可降低,这绝对是消费者、爱乐者之福。
发表于 2011-2-9 22:38:04 | 显示全部楼层
坐沙发学习!
发表于 2011-5-16 19:08:35 | 显示全部楼层
{:soso__15724724783276342721_4:}
发表于 2011-5-16 19:55:28 | 显示全部楼层
學習了!{:soso_e113:}
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