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  • ·  直探Tannoy喇叭的设计核心(作者:朽朽 时间: 点击数: 318)
  • 直探Tannoy喇叭的设计核心
    Dual Concentric同轴单体
    一个品牌能够长时间屹立不坠,不断生长茁壮、开花结果,必定有其一贯的信念,以及真正能说服消费者的理由。由这一个原则来观察Tannoy,我们可以发现,在他70多年的历史中的确有一项可长久的理论基础,造就了我们今天所认知的Tannoy,这个技术核心就是同轴单体(Dual Concentric)设计。到底同轴单体有何独特之处?较其他方式有何优势?为何Tannoy用了50余年依然乐此不彼,我们现在就来了解一下。
    点音源发声原理
    在自然界中,几乎所有的声音都是从一个点发现来的,例如女高音,或小提琴,其音源都是一个单点,因此,如果直探Tannoy喇叭的设计核心
    Dual Concentric同轴单体
    声音重播的设备也由同一点发出声音,应该就会是最接近自然的方式了,不过直至目前为止,还没有人能做出一个单独的单体,就能发出涵盖聆听范围频域的声音,意即目前最厉害的全音域单体,也没办法发出20Hz至20kHz的声音。从另一个方面来看,即使只是一把大提琴,它发出的音除了基音之外,还包含基音的多次谐波,即所谓的泛音,因此虽然只拉了一个单音,其实所涵盖的音频范围仍然相当广。
    解决的方式就是用两音路至多音路的方式,用数个大小不同的单体一齐[唱]那个音,让它们各自负责不同的音频范围,使声音获得完整重播,音场与音像的形塑也会有更好的表现。但问题来了,由好机个点发出的一个音,不就离[点音源]的理想越来越远了吗?
    同轴设计
    于是就有聪明的工程师,创造了[同轴单体]这样的东西,将高音单体装在低音单体的中心,不就等到于装在同一条轴线上,这样就可以由同一个点发出频宽更广的声音了。不过同轴单体并不是由Tannoy所发明,在Tannoy之前已有人先做出来。其方法是把高音振膜与低音振膜固定在同一个音圈上,当音圈动作时,两个振膜就会一起振动发出声音。
    后来Tannoy做得更为完整,将高、低音振膜以不同的音圈驱动,但仍装在同一条轴线上,并以分音线路做分频,推出了所谓的Dual Concentric[双同轴]单体,这就是Tannoy从1947年使用至今的核心技术。Dual Concentric有个最为特别的地方,就是高音单体的音圈中心,是位在低音单体磁铁的后方,透过一只高音号角贯通低音单体磁气回路的中心,将声音传出,也就是说,Dual Concentric单体高音的发声点其实是略后于低音。这有什么好处?由于高音单体反应的时间会比低音快,同一个音的高音会较快传出,但Dual Concentric的高音较后面,刚好抵消了时间差,达成时间相位的一致性,反而使声音更为精准,的确是一项天才的设计。
    郁金香花型导波器
    同轴单体接近了点音源发声的理想目标,但为了要能涵盖更大的相应频率范围,必须让高、低音单体各自负责的频率范围更向两端延伸,方法是将高音做得更小、低音做得更大。但这样又会违反基本的物理原则,因为低音振膜越大,向上的延伸能力越小,而高音振膜越小,向下又更不易延伸,导致的结果就是高、低音单体各自负责的频段无法良好的衔接,严重影响声音表现。怎么办?聪明的Tannoy又想了两个解决方案。
    首先,Tannoy在高音单体前方安装了一个金属号角,藉由号角优异的扩散能力将声音投射出去,一方面提高高音单体的效率,一方面又能增加其向两端的延伸能力,好与低音衔接。由于这个号角采用双曲线轨迹设计,状似郁金香,所以Tannoy给它起了一个好听的名字,叫做郁金香花型导波器(Tulip Waveguide),而为了因应不同低音单体需要,另外还有一形状似胡椒瓶的高音号角,自然就称为胡椒型导波器(Pepperpot Waveguide)了。
    优越的纸盆振膜
    另一个解决方案,而且是更为重要的关键,就是要提升低音单体所能涵盖频率的范围。不知你有没有发现,Dual Concentric同轴单体低音振膜的外型与大多数低音不磊相同,就是往内凹的弧度特别大,原来,振膜内凹的弧度越大,所能涵盖的频宽就会越大。但问题又来了,这样的振盆通常声音较薄,也就是较为清淡,而这个衍生出的问题该如何解决呢?方法就是利用优良的纸盆振膜做调音。
    其实纸盆并不只是用纸浆制作,而是以多种经过不同过程处理后的木质纤维,加上棉、羊毛等,再经浆制而成。其结构就像鸟巢,彼此交错排列出不规则的空隙,虽然看似松散,但刚性、韧性均佳,质量又轻。且各种纤维的比例并固定,可依照所需的功能或声音做调整。不过纸质振膜的制作过程繁杂费时,成本又高,且配方种类变化繁多,非极具经验的设计者不易掌握,而Tannoy在半个世纪前便已成功制作出许多优异纸盆,足见其功力之深厚。
    相较于大多数喇叭系统高音与中音的分频点多在3kHz以上,Tannoy Prestige系列的两音路系统,不论8吋、10吋、12吋,还是15吋的同轴单体,分频点都在1kHz左右,意即两个单体都要负责相当大的频率范围,可见Tannoy对Dual Concentric设计极为成熟,能让加装了导波器的高音与纸盆低音有非常平顺的结合,不仅具备点音源的优点,又能兼顾极宽广的音域。
    天然磁铁VS人工磁铁
    许多音响迷对早期Tannoy喇叭都有一种近乎着迷的喜爱,除了单体与音箱设计优异,音质优美之外,还有一项原因就是它的单体都用了Alnico天然磁铁。到底Alnico磁铁与现在普遍使用的氧化铁、铁硼等人工磁铁有何不同之处?有何神奇效果?此问题我请教了本刊主笔黄清辉老师。依据他制作设计单体的经验表示,磁铁对于音质表现并不至于造成影响,完全只是磁路系统能否提供适当的磁力而已,至于为何大家会有[使用Alnico磁铁的单体声音特别好]这样的印象?黄老师认为,这应该是整个单体的设计达到非常理想的状况所致,也就是说,早在多年以前,Tannoy制作振膜、单体的功夫就已相当到家,不论当年是不是使用Alnico磁铁,它的声音表现应该都是一样好。
    由此可知,Dual Concentric同轴单体是个多方完美配合、在每个环节都精心设计下的产物,足可让Tannoy成为音响产业的经典之一。
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