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標題: 為什么會有號角喇叭 [打印本頁]

作者: 百寶城影音 時間: 2018-7-25 16:08
標題: 為什么會有號角喇叭
　　相信大家都做過一個有趣的實驗，用厚紙板卷成頭大尾小的圓錐狀，然后把嘴靠在紙筒的錐部喊話，結果發生了一個很有趣的現象：那就是面對紙筒的直線位置，聽到的講話的音量變大了、變清楚了。
　　為什么會有號角?

　　這個現象大家都習以為常，自然而然地把它視為常識的一部分，并且實際運用于生活當中。例如我們隔遠喊人，一定會很自然地把雙手靠攏在嘴巴上形成號角，這樣可以讓自己的聲音顯得更雄壯些、對面的人聽得更清楚些。就是因為利用了這個簡單的物理原理，不但可以讓聲音傳得更遠，而且可以讓號角投射的方位聲音更集中，音量更大些，這就是號角最基本的好處。

　　其實前人早就掌握了號角的好處，發明大王“愛迪生”就把他生產的留聲機，用固定在發聲振膜上的竹針從蠟筒的刻紋上拾取聲音信號，振動傳導到小小的振膜，在沒有加裝號角的情況下，把耳朵靠在振膜旁才能聽到嘰嘰喳喳的微小聲音，這時往振膜外套上一個號角的話，音量立即就劇增了幾十倍，不但音量大了，還擴展了頻寬，讓整個房間充滿音樂。因此，我們現在見到那些古老的留聲機的那些大喇叭，就是號角。

　　而在電聲擴音的年代，首先將號角技術運用到商品化的是美國音箱設計師 Paul Klipsch，他被譽為號角喇叭的研發先驅。他的試驗表明，喇叭單元加上合適的號角之后，由于空氣壓力的阻抗匹配良好，因此可以使得發聲的效率大為提升10倍甚至50倍之多，這樣就意味著要達到相同的聲音壓，使用號角技術可以大大降低喇叭單元振膜的振幅，相對之下喇叭單元在小振幅運動中可以獲得更低的失真、更線性的表現。
　　就片面的音響特性而言，使用號角就是提高最大音壓的上限，降低失真，增加動態范圍，以及控制聲音的擴散角度，對使用小功率電子管功放的用家而言，由于號角喇叭的效率普遍都很高，因此只需幾W輸出的電子管功放，如 300B、2A3 等等，同樣能夠享受到爆棚音樂聆賞的樂趣，這就是號角喇叭至今依然受到音響迷歡迎的最主要原因之一。
　　低音號角遇到的問題
　　雖然知道了號角有增加效率以及降低失真的優點，不過號角的長度以及開口大小，密切關系著號角的聲音特性。要詳細說明號角展開時的數學方程式是非常艱深且困難的，因為需要運用大量的指數式運算，對于一般讀者和玩家而言，只需了解號角的基本原理就足夠了。

　　首先，號角開口的大小面積，影響著號角能夠產生的最低頻率截止點，簡單說：號角的開口面積越大，所能重播的頻率下限延伸得越低。這個數值大約是多少呢?延伸至35Hz 時的開口面積，大約是一張標準辦公桌的桌面大小;
　　如果要設計一個延伸至 28Hz 的號角，開口的面積就要暴增至一輛大貨車車頭那么大了。開口這么大顯然制造和使用都是不現實，那是否可以把號角展開的角度加大些呢?當然并沒有這么簡單，因為這又會涉及到另一個問題，那就是號角的展開角度是要公式計算的，依照不同形式號角的特性，基本的公式是一個指數方程式，拋物線方程式或是混合的雙曲線方程式，配合單元機械特性的不同，分別在方程式中加入不同的系數而成，利用公式計算出來的數據顯示一個號角的展開原則。

　　以能夠產生球面波的號角方程式而言，從單元發聲的振膜位置開始算起(通常稱為號角的喉部)，每增加單位距離，號角的截面積就會成指數性的增速，指數的特性就是這樣，開始的時候數值增加的速率很慢，但是越接近到后面，數值增加的速度就越來越快，最后幾乎呈直線上升向無限大發展，這就是指數的特性。
　　基于此，因為號角每增加單位長度，其號角的截面積就會呈指數性增加，所以通常見到的號角形狀，越接近單元的喉部就呈細長緩慢展開的樣子，而開口的部分就和喇叭花瓣一樣快速彎曲展開，所以大家別自以為聰明要親自動手為單元加上號角，沒有經過精密計算的號角，其頻率響應，擴散波形，擴散角度等參數都難以達到理想的狀態。

　　如此一來，號角展開的弧度無疑要公式精確計算，加上延伸夠低的低音號角體積十分巨大，大到家居根本無法安放，所以從很多媒體上看到那些超級號角玩家，其低音號角不是從聆聽室的后墻穿墻而來，就是像鸚鵡螺或低音大號般，把號角管路卷起來。音響發燒過頭的玩家如果聆聽室無法施展“隔壁穿墻術”，當然唯有把整只長度超過兩層樓的號角吊起來，從三樓向下一直延伸到一樓的聆聽室。
　　高音號角和低音單元的效率協調
　　大部分號角喇叭遷就于體積限制，折中采用兩路設計，其中中高音使用純號角設計，而低音部分則使用大尺寸的高效率傳統單元取代，因為中高音號角喇叭的效率十分高，動輒能達到110dB 的超高靈敏度，相較之下低音單元就無法與中高音單元取得效率上的協調，解決之道就是刻意通過分頻器壓低高音的輸出，以求和低音取得平衡。
　　設計中普遍的做法大概有三種：
　　一是在中高音號角上串聯一個低阻抗的無感電阻，通過增加負載阻抗的方式，達到降低單元效率的目的，但是，在喇叭單元上串聯電阻的做法并不純粹，因為單元的阻抗特性是集合機械和電氣性能的綜合阻抗，串上電阻只能片面的降低效率，整體的聲音表現都將受制于電阻的性能而受到嚴重的破壞。
　　另一種比較講究的方法，是在分音器的高音輸出部分，加入一個號角專用的降壓變壓器，同樣達到降低號角單元效率的目的。
　　而最佳的做法，是采用主動式電子分音的方式，如此一來不但不必添加額外的元件影響音質，還可以通過電子分音自由調整分頻點、相位和靈敏度的規格，從而令每路喇叭單元的銜接更平順自然，但這種方式最大的缺點，就是需要配合電子分音的音路來配套相應數量的功放。

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