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振模材質、變量影響喇叭音質表現
2008.07.30 作者:文/Viper
Q
1.請問喇叭的振膜要硬一點好聽?還是軟一點好聽?
2.選擇喇叭時,要如何區分其適用性,可否舉出不同材質喇叭的優缺點。
3.除了音盆的材質外,還有哪些構造對喇叭單體的音質表現有影響。
(台北縣新店市/小雷管)
A
1.喇叭之所以會發聲,是因為電流訊號與磁鐵產生交互作用,進而帶動磁場中的音圈作動,與音圈黏在一起的振膜便跟著前後震動而壓縮空氣產生音波。由此可知,我們所聽到的聲音完全來自於振膜的動作模式。振膜決定了音色與音質,就是所謂的音底,好比你細胞裡的基因,會影響你的高矮胖瘦與美醜。
我們可以設定個簡單的指標來檢視什麼樣的振膜符合好聲音的標準。一項是硬度,我們希望振膜不要太硬,還要有點韌性來承受劇烈的往復運動,而不會變形甚至破裂。通常以材質的楊氏係數做為指標,在體積相同的條件下,係數愈高表示硬度愈高,傳遞聲音的速度也愈快。無怪乎前陣子某家大廠推出鑽石高音,其宣傳訴求中便一再強調鑽石的楊氏係數極高。
但光有硬度還不夠,我們還希望他的密度極低,就是要夠輕,不然就不能輕快的傳動。高硬度、低密度的振模材質有助於能量發散,使音染降至最低,但高硬度與低密度材質根本是兩相矛盾的東西,因此,設計振膜的最大困難就是要找尋適合的材質,並且在這天平的兩端取得最佳平衡點。除此之外,振膜尺寸、形狀、塗料、相位錐和防塵套也對聲音有影響。
2.振膜材質的種類何其多,尤其是近來材料科學進步,有愈來愈多的材料拿來做振膜。我們可以將其大致分為人造材質、天然材質和複合式材質三大類。
人造材質:如PP、功夫龍(Kevlar)、碳纖維、玻璃纖維等化學纖維,以及各類金屬如鋁、鈹、鈦等,或是陶瓷、鑽石等等。雖然種類非常多,但其特性與優點是材質專一、結構固定,音色單純且容易突顯,質量穩定、容易控制,例如功夫龍的中頻特性佳,鋁振膜則極堅韌,且動感優秀。不過,優點有時也成了缺點,因為音色太統一,反而營造不出什麼變化。
天然材質:就是所謂的紙盆或布盆。不過紙盆並不是由一種材質製成,而是使用了多種經不同處理過程的木質纖維,加上木棉、羊毛等,再經漿製的過程而完成。多種纖維組成後,其結構會像鳥巢,彼此交錯排列出不同規則的間隙,雖然看似鬆散,但剛性足、韌性強、質量又輕。其中的木質纖維以寒帶地區的木頭為佳。不但纖維含量高,且長度較長,製作的振膜強度更佳。
紙振膜所用各種纖維的比例並無固定,可依照所需的功能,或想要的聲音做調整。由於紙盆採用多種材料相混,可以突顯出各種材質的優點,彼此間的缺陷也相當容易隱藏,加上聲音的變化較為多樣,聽感上也較為豐富。缺點就是製作過程繁複,且成本較高,質量也較不易控制。
複合式材質:複合式就是融合兩種以上的素材製作振膜,可能是混紡,例如功夫龍混編纖維、人造纖維混紡天然纖維,也可能直接做成三明治式單體,例如鋁振膜黏貼合紙盆,其目的也是想要兼容多種材質的優點,讓聲音更為多樣。
Dynaudio的MSP振膜從表面看像一般塑料行產品,但裡面卻擁有獨家配方的硅酸鎂聚合物。 |
3.其它影響振膜聲音變量的因素還有尺寸、形狀、相位錐、防塵套幾項因素:
3-1尺寸:振膜的尺寸會影響單體的指向性,一般來說,在同樣條件下,尺寸愈大的振膜,開始會有指向性的頻率也愈低,因此較大的單體分頻點也要設得較低,如此愈離軸時,指向性不會衰減太快。
3-2形狀:基本上,在其它相同條件下,愈往內凸的振膜,頻寬愈大,而且向高低兩端衰減的斜率也較緩和。如果振膜形狀愈往外凹,則頻寬較低,衰減斜率較陡。至於這兩者孰優孰劣並無一定,完全視單體設計者的需求而定。
3-3相位錐、防塵套:相位錐可以使高頻的相位與低頻部分一致,使頻率響應更為平坦,甚至適度增加高頻量感。防塵套反而可以濾掉高頻,可變化其材質藉以調整高頻量感。
塗料(Coating):有阻尼效果,其作用也是要幫助能量發散,因此好的塗料應該是不會乾涸,否則便失去阻尼的效果。(Viper)
採用所謂三明治夾層設計的低音單體,為W型結構核心泡棉體並夾著兩層特殊玻璃纖維組織。 |
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