环境和器材我们应该注意些怎么?音箱的频响与什么有关？新内容：... [复制链接]

4、音箱的频率响应范围及其意义：

我们首先应该了解人耳到底能够听到的频率范围是多少？
有没有必要去追求还原超过这个频率范围以外的频率？
追求超过这个频率范围以外的频率还原有些怎么意义？
了解了上面这些问题，可以帮助我们正确理解音箱的频率响应范围及其意义。

（1）、人耳到底能够听到的频率范围是多少？
教科书上说；人耳能够听到的频率范围是20Hz~20KHz；
但是，有极端情况发生，有人能够听到的频率范围会超过这个范围，当然那是不到百万分之一的可能。对于大多数正常人（占80%以上）来说，能够听到的频率范围是25Hz~16KHz之间。部分人只在28Hz~14.5KHz之间了。
用《雨果》一，可以自己试验，最好有信号发生器进行试验，就会了解自己的耳朵到底能够听到的频率范围是多少了？
有人会问；你的音箱根本就还原不了那么低或者那么高的频率，叫我怎么能听到？
答案是肯定的。——（有效频率范围的含义是——当某频率的声压小于平均声压6dB以上时，我们就认为这个频率已经不在有效频率范围内了）。因此，在音箱的有效频率以外的频率，这个音箱同样能够“部分”还原播放，只不过声音压力小了很多而已。
当还原播放20Hz的频率时，你看到低音喇叭的振盆振动了吗？如果你没有把音量电位器调到使低音喇叭引起严重的“分割失真”的大音量程度，你听到这个频率了吗？
当还原播放16KHz及以上的频率时，你听到了这些频率了吗？（如果CD机器不够高级，用《雨果》一播放出来的高频会有“杂音”，那不是16KHz及以上频率的声音。）

（2）、有没有必要去追求还原超过这个频率范围以外的频率？
答案也是肯定的；——因为自然界里任何声音都不是“单点波”，它包含了基波，以及以基波为中心的，向低频端、高频端两个不同方向且很宽的频率范围内、以不同规律延伸的频率成分。要想得到尽可能理想的声音还原，我们必须尽可能地把这些超越人耳听力频率范围以外的声波也还原出来。

（3）、追求超过这个频率范围以外的频率还原有些怎么意义？
因为自然界里任何声音都不是“单点波”，它包含了基波，以及以基波为中心的，向低频端、高频端两个不同方向且很宽的频率范围内、以不同规律延伸的频率成分。也因为这个以及以基波为中心的，向低频端、高频端两个不同方向且很宽的频率范围内、以“不同规律延伸”的频率成分，造就了千变万化的不同“音色”。所以，追求超过这个频率范围以外的频率还原第一个意义就是为了尽可能理想、准确的声音还原。
第二个意义就是：中、高频不好，低频就没有弹性、张力和解析力；超低频一点都没有，低频就没有松暖的韵味；低频不好，中、高频就没有厚度感和密度感；超高频不好，中、高频就缺少弹性、张力、透明度、解析力和能量感、空气感；它们之间相互覆盖，相互影响，关系密切。所以超低频（指20Hz以下）和超高频（指20KHz以上）不能一点都没有，它们的存在可以对人耳听力频率范围内声音频率的还原能够产生有益的作用。
例如；有人加了超高音头，感觉低频的弹性、张力和解析力提高了，为什么？就是因为超高音的存在对中、高频产生了有益的作用；中、高频变“好”了，又对低频产生了有益的作用；使其结果。


A、什么是音箱的频率响应范围？
音箱的频率响应范围——顾名思义即指这个音箱可以有效还原播放的频率范围是多宽；那么，是怎样划定这个频率范围呢？
通常，我们可以认为低于这个音箱标称灵敏度（dB）声压曲线-6dB以下的频率声压还原，是没有多大的实际意义了（尤其是迅速下降的情况），所以一般可以认为低频端和高频端以-6dB为界限来划定为这个音箱的“有效频率范围”。这是一个最宽松的标准了。
它用-6dB指标附于频率范围数值的后面来表示。
例如：频率范围；38Hz~22KHz （-6dB）；
认真些的还会标出灵敏度（dB）声压曲线的峰值如：
频率范围；38Hz~22KHz （+4dB 、-6dB）；
更严格认真的，取灵敏度（dB）声压曲线的-3dB或者-4dB来划定为这个音箱的“有效频率范围”。
例如：频率范围；38Hz~22KHz （+3dB 、-3dB或-4dB）；

上面的+3dB 或+4dB ，表示灵敏度（dB）声压曲线的峰值；-3dB或-4dB、-6dB，表示以灵敏度（dB）声压曲线的-3dB或-4dB或-6dB为标准划定来这个音箱的有效频率范围。
这就是音箱的有效频率响应范围的来龙去脉。

B、那么音箱的频率范围及附加指标有些什么意义呢？
其实，以我们的经验，箱子的大小、喇叭口径的大小与低频的还原能力不一定成正比线性关系，因为低频的还原能力还与箱子的结构、设计、单元的特性等等有关。
一个箱子平衡度是否好？主要就是看它在有效频率响应范围内（比如-3dB时38Hz—22KHz）是否平坦。由于书架箱（包括三分频的书架箱）有效频率响应范围的低频端很少能够达到-3dB时40Hz的，达到负3dB时45Hz的就相当不错了。因此书架箱的有效频率响应范围在低频端的延伸就窄一些。不过，平衡度是否好，仍然是看它的有效频率响应范围内（比如负3dB时45Hz—25KHz）是否平坦，也就是看它的灵敏度（dB）声压曲线里的峰值是多少了。
例如前面说的频率范围；38Hz~22KHz （+3dB 、-3dB或-4dB）的情况，就是一个非常了不起的指标。因为它的声压曲线峰值只有+3dB ；而且以-3dB或-4dB的严格标准来划定为这个音箱的“有效频率范围”。可以想象放宽到-6dB时，个音箱的“有效频率范围”将会比标称的频率范围38Hz~22KHz 宽很多。
如果一个音箱标称频率范围：38Hz~22KHz （+6db -6db ）；
那么，这个音箱就非常的不平坦了。实际的频率范围特性也比38Hz~22KHz （+3dB 、-3dB或-4dB）的情况差得多。

这就是频率范围附带条件：如（+3dB 、+6db 、-3dB或-4dB）的意义。

有一点要说明的；对于音箱来说，高、低频两端延伸以负3dB来划定为“有效频率响应范围”是非常苛刻的标准；但是，通常“不作条件说明”时标出的“有效频率响应范围”，是非常不可靠的。有意义的“有效频率响应范围”可以是负6dB情况下划定出来的范围；如：40Hz~25KHz（-6dB）；这样标出的频率响应范围我们认为是有意义的。如果没有（-6dB或者更严格的如-4dB）这个条件说明，这个频率响应范围指标就没有多大意义，我们或者只能把它看成是一个数字游戏。不正规的厂家喜欢玩这类数字游戏。

（未完待续）

胡敏强 在 2006-2-20 13:10:10 发表的内容 谢谢松香兄的好文章，给大家很多音响方面的知识。我想对我们以后在选择和使用器材方面大有帮助。学会判断、分析以及能够鉴别甚至解剖器材是发烧友的基本功啊。

谢谢敏强兄弟，近来有些什么新的“动作”？昨天早上出差刚回到家，还是先去看看其他大侠们的精彩发言了，明天在说吧。

www.www 在 2006-2-19 21:37:49 发表的内容 松香兄,我翘首以盼啊

电子学方面，我还应该拜www.www 兄弟为师，望多批评指导为盼！
受“爱好”和“命运”捉弄，学的东西非常“杂”，尽管自认为非常努力了，但知识面太“宽”就难免不“实”，因为人的精力是有限的。
还请有兴趣的朋友以“批评性地接受”为好。免得“误人子弟”。
没有反对意见，变成“一言堂”了，多没意思。还请各位大侠多导教。

2、音箱的低频还原“质量”与什么有关？

首先，我们了解一下20Hz~20KHz之间各频率段能量分布的特征；
下面是世霸——克雷蒙娜-听众的频率响应曲线图（照片）；

[upload=jpg]Upload/200622211153036071.jpg[/upload]

频率响应曲线图（照片）上我们看到，横坐标我们完全可以理解为能量/频率分布特征，虽然频率范围包括了20Hz~20KHz，但是1KHz以下的能量/频率分布已经占据了20Hz~20KHz能量/频率分布的1/2比例。也就是说，当我们输出或产生一个全频率声压均等的全频噪声时，1KHz以下频率的能量，大约相当于1KHz以上~20KHz频率能量的总和。因此我们间接的得到结论：
（1）、多个不同频率的声音要产生相同大小的声压，频率越低需要的能量（功率）越大；频率越高需要的能量（功率）越小。
（2）、假如我们做一个两分频的音箱，再假如中低音单元和高音单元的灵敏度都一样为86dB/1w/1m，分频点设计在4KHz时，高音单元的功率只要有中低音单元功率的1/4就可以很好的进行“功率匹配”了。例如；
前提；两分频的音箱，分频点设计在4KHz时；
单元的“功率匹配”；（假定中低音单元为（86dB/1w/1m）120W时）
中低音单元（86dB/1w/1m）120W：高音单元（86dB/1w/1m）30W；
中低音单元（86dB/1w/1m）120W：高音单元（89dB/1w/1m）15W；
中低音单元（86dB/1w/1m）120W：高音单元（92dB/1w/1m）8W就可以了；
有人可能会怀疑；8W的高音单元怎么能和120W的中低音单元进行“功率匹配”？不要忘记，这个高音单元的灵敏度为92dB/1w/1m，在输出相同声压时，它只需要灵敏度为86dB/1w/1m的1/4功率就可以了。
因此，所谓的单元“功率匹配”，实际上应该是单元的“声压/功率匹配”。因为我们的目的是得到平衡的“声压”输出。

（未完待续）

二、音箱的高频还原“质量”、低频还原“质量”与什么有关？

1、音箱的高频还原“质量”与什么有关？

首先，我们完全可以认为，音箱的高频还原质量主要由高音单元的品质及高音分频器的设计及品质决定，他基本上与音箱体积结构无关。
但是严格地说，高音单元的安装位置和音箱的障板外形结构及材料对高频的反射是有一定影响的，只是不在极端严格的要求时我们可以把他“忽略”而已。
这种“忽略”的现象是普遍存在的，包括绝大多数中、高价位的名牌音箱在内。

那么，高音单元的安装位置和音箱的障板外形结构及材料对高频的反射有些什么影响呢？下面我们就来简单的分析一下这些问题；
（1）、不同的频率在空气中的传播速度是完全不一样的；
例如；
在周围没有高大反射物体“比较平坦广阔的环境下”（如海面上、平原上），远处的雷鸣传来时，我们会先听到比较高频率的雷鸣声音，然后才听到比较低频率的雷鸣声音；注意，在不计算“大气对流层”反射回来的声音时，其雷鸣过程也已经可以“维持”有相当长的时间了（雷鸣“源”距离越远，维持的时间越长，有时候可达到数秒）。其实，雷鸣放电的过程是在瞬间完成的，但我们听到的过程为什么那么长？这是因为频率高的雷鸣声音跑得比较快，频率比较低的雷鸣声音跑得比较慢，在“跑”完雷鸣“源”到你的耳朵的这段距离里，“高频”与“低频”产生了“到达时间差”，这个“到达时间差”就是你听到的“雷鸣放电过程的时间”。
另外一个现象：雷鸣本来包含有更多的高频和更高的频率成分，为什么我们基本上都没有听到这些更多的高频和更高的频率成分呢？那是因为频率越高，在空气和雨水里传播的距离越远，其“频率越高损失就越大”的原因。因此，我们完全可以认为“空气和雨水”是一个“声音的低通滤波器”，他的存在让我们不能够听到真实的雷鸣声。
所以，我们得到两个结论；
A、不同的频率在空气中的传播速度不同，频率越高“跑”的越快；频率越低“跑”的越慢；通常我们说声音的传播速度为338m/s（一个大气压下，21摄氏温度时，声音速度为344m／s；15摄氏温度时，声音速度为340m／s）只是一个“近距离下”的平均值；
B、“空气和雨水”是一个“声音的低通滤波器”。

因此，两个结论提示我们；高音单元（振动膜平均发声面）的安装位置应该相对中、低频单元（振动膜平均发声面）适当靠后，高频、中、低频才相对的可以比较“同时”地达到我们的耳朵，我们也才可以听到相对更正确的声音还原。
其实，一般情况下，我们听音乐时距离音箱只有几米，那么短的距离下，高频、低频的速度差别我们是基本上感觉不出来的，“忽略”的理由也在这里。如果我们不“妥协”，那么，分频点在2.5KHz时高音单元“靠后”5mm就可以了；分频点在4KHz左右时高音单元“靠后”7mm也可以了。千万不要画蛇添足。

（2）、音箱的障板外形结构及材料对高频的反射有些什么影响呢？
A、音箱的障板外形结构及材料对高频来说是一个“反射”干扰器；
音箱的障板外形结构及材料对高频来说是一个“反射”干扰器，它使高频声音变得不纯净。号角高音的“反射体”是一个“号角”，“反射”比较强烈，声音染色明显；普通音箱高音的“反射体”是音箱的障板（多为平面），“反射”比较弱小，声音染色也比较小而已。
我们认识到这个问题，有助于我们去尽量减少这个“干扰”，获得更加纯净的高频。
B、怎样去尽量减少这个“干扰”，获得更加纯净的高频呢？很简单：一是减少高音单元周围的“反射面”；二是使用能够减少高频反射的面料（如真皮等）以减少这个高频反射“干扰”。

（未完待续）

上面罗嗦地说了些关于单元的“声压/功率匹配”的问题，有些跑题了，不过我想可能对DIY音箱的朋友会有些帮助。但是我们能了解这些知识，对了解音箱的性能是有帮助的。

2、音箱的低频还原“质量”与什么有关？

首先，我们了解一下20Hz~20KHz之间各频率段能量分布的特征；
下面是世霸——克雷蒙娜-听众的频率响应曲线图；

通过“（1）、多个不同频率的声音要产生相同大小的声压，频率越低需要的能量（功率）越大；频率越高需要的能量（功率）越小。”的结论，我们知道了中低音单元或者低音单元在音箱工作过程中，一般都承担了全部音频功率的绝大多数音频功率（电流）。
大电流或者说大功率下工作，失真就会明显增加。
因此，中低音单元或者低音单元的失真率是一个非常重要的指标。

那么，音箱的低频还原“质量”与什么有关呢？
（1）、与中低音单元或者低音单元的素质——即失真率和承受功率有关；
（2）、与中低音单元或者低音单元的振盆材料质量大小及“刚性”有关；
（3）、与中低音单元或者低音单元有效推动空气的体积的“不失真”的“量”有关；
（4）、与音箱的设计方式、箱体的有效容积、单元与箱体的有效容积是否“匹配”有关；
（5）、与分频器的设计方式及品质有关；
（未完待续）

现在，我们分别对上面这些关系进行分析；

（1）、与中低音单元或者低音单元的素质——即失真率和承受功率有关；
这个问题是比较容易理解的，素质不好肯定就没有好的声音。但是对中低音单元或者低音单元来说，失真率和承受功率这两个指标非常重要，这两个指标可以说占居了中低音单元或者低音单元“综合素质”的主要地位，甚至比Fs值还要重要。因为Fs值高些，最多低频“下不去”，不至于低频失真混乱，失去张力和弹性。

（2）、与中低音单元或者低音单元的振盆材料质量大小及“刚性”有关；
不同的振盆材料有不同的音色表现；振盆材料质量的大小影响瞬态反应的速度和振盆的“刚性”；振盆的“刚性”影响中低音单元或者低音单元的失真率（尤其是分割失真）。因此，高“刚性”、低“质量”（重量）、具有适当阻尼的材料是最理想的中低音单元或者低音单元振盆材料。但是它们之间是相互影响，相互制约的，例如；为了提高振盆“刚性”，同样材料时通常就是增加振盆的厚度；但是增加了振盆的厚度，振盆的“质量”（重量）就增加了，瞬态反应的速度也就受到影响变差，低频的解析力就会明显下降。所以，要解决这些矛盾并不简单，目前想获得比较理想的综合性能指标，一是选用质量轻、刚性高的振盆材料；二是在振盆结构上下功夫，如用蜂巢式网格支撑并粘合上下两层比较瓣的振盆，蜂巢式网格中为空气，这样，振盆的刚性大大增加，质量却很轻。但是具了解目前只有德国的一家公司可以生产，价格十分昂贵。尽管如此，总算有了解决方案。
（未完待续）

（3）、与中低音单元或者低音单元有效推动空气的体积的“不失真”的“量”有关；
为什么说音箱的低频还原“质量”与与中低音单元或者低音单元有效推动空气的体积的“不失真”的“量”有关呢？因为，中低音单元或者低音单元有效推动空气的体积的“不失真”的“量”，才是真正有意义的“低频工作量”。
记得我曾经发过这方面的帖子，内容如下；
“关于当今好的书架小箱，技术上说有以下优势；
一、好的书架小箱，其中低频单元振盆口径小，相对大口径单元的振盆来说质量轻，因此瞬态反应和密度感都有大幅度提高；
二、由于单元振盆口径小，相对大口径单元来说，振盆的刚性就比较高，因此振盆的分割失真相对也小了许多，声音更加准确；
三、由于箱子体积小，箱振、箱声等问题也比较容易解决，因此声音相对纯正。
四、当今中低频单元比较完善的“长冲程”技术的应用，是小箱与大箱的“差别”缩小的保证。一个应用“长冲程”技术生产的小口径单元，有效推动空气的“量”比同口径普通单元有效推动空气的“量”大一至三倍；有效推动空气的“量”甚至比口径大得多的普通单元有效推动空气的“量”还要强；所以，我们在评价一对优秀的书架小箱时，经常看到“它的低频表现完全超越了这个中低频单元的物理口径”的评语。原因就在于此。
五、书架小箱其他方面的优势不是很重要，喜欢书架小箱的朋友自然心中有数。我就不说了。
有的朋友说；“长冲程”技术应用到大口径单元上，大箱不是更加有优势吗？这个设想非常好。科学家们也进行了努力。可惜；“长冲程”技术的应用是有条件的，最主要的条件就是振盆刚性必须要“足够高”，否则分割失真将急巨加大。如果设法提高了大口径单元振盆的刚性，往往就会增加了振盆的质量，降低了灵敏度和瞬态反应能力。因此，到目前为止，大口径单元上成功应用“长冲程”技术的例子非常少；小口径单元上成功应用“长冲程”技术的例子就非常多了。一些号称成功应用“长冲程”技术的大口径单元，其冲程/口径比其实是远远不如小口径“长冲程”单元的。有时候我在想，难道“长冲程”技术是小口径单元的“专利”吗？
另外，大箱子也好，小箱子也罢，他们都是有档次分别的，当今的情况是，上了档次的箱子都有好东西。 ”

的确，从“有效推动空气的体积的“不失真”的“量””方面说，“长冲程”技术目前只能在小口径单元上获得了成功的应用。口径6英寸及6英寸以上的单元，“长冲程”出来的声音已经分割失真很大，实际上有“量”无“质”了，这就是人们通常说的“假低音”现象。因此这就难怪大多数发烧友只相信大口径低音，不相信小口径低音的原因。
其实，低质量低素质的“大口径低音单元”出来的低频分割失真同样已经非常大，已经完全失去了张力、弹性和解析力，与目前大多数口径6英寸及6英寸以上的“长冲程”单元出来的声音没有什么区别，甚至还不如。
所以，不管是大口径低音单元，还是小口径“长冲程”低音单元，我们只管它的——有效推动空气的体积的“不失真”的“量”，就可以了。
（未完待续）