喇叭搭配不同的擴大機聲音不一樣,動態表現不一樣,多數玩音響的人都知道也體驗過這現象,但是卻很少人知道是什麼能量改變了喇叭的聲音和動態。
山本武夫說:「揚聲器的低音特性受直流電阻的影響,高音特性受電抗成分的影響」。揚聲器之設計與製作第12章1.2節。
Westlake老闆說,電子訊號在(音響)器材內部流動,會產生鬼影現象(P.E. Distortion)。音樂產生了鬼影,代表音樂本身失去真實度。
又說P.E. Distortion從錄音過程中便已經產生,並且融入LP或CD訊號當中,P.E. Distortion一旦混入音樂訊號當中,便無法消除,僅能透過補償來降低。
參考音響共和國郭漢丞文「Westlake原廠故事(四)」。
綜合山本武夫和Westlake老闆的論述,我們可以這樣說,電子(錄音)信號流過擴大機、線材,高、低頻會被擴大機、線材內部的電抗、電阻吃掉(衰減),造成音樂失真。不同的擴大機、線材有不同的內部電抗、電阻,吃掉(衰減)的高、低頻信號量不同,因此喇叭搭配不同的擴大機、線材聲音不一樣,動態表現不一樣。
喇叭廠如何處理電抗、電阻對高、低頻電子信號的影響?
第一類,把電抗、電阻的影響當作不存在,以【頻率音壓】數據當作喇叭播音性能的指標,喇叭播出的聲音和【頻率音壓】數據不等值,歸咎於「好喇叭很難推」、「擴大機不夠力」、「喇叭實力未發揮」。
第二類,在設計喇叭時加入擴大機、線材的播音參數,補償擴大機、線材內部的電抗、電阻對錄音信號的影響,回復電子(錄音)信號,回復喇叭播高、低頻的性能。
全世界的喇叭製造商,大概只有李氏音響和Westlake音響是第二類。喇叭搭配不同的擴大機、線材聲音不同,所以喇叭補償擴大機、線材的播音參數必定是針對性的,必須有參考擴大機、線材,因此李氏喇叭和Westlake喇叭都有設計參考擴大機、線材,以此推薦或指定適合搭配的擴大機、線材。
多數的喇叭製造商都把電抗、電阻的影響當作不存在,設計喇叭時,不加入任何擴大機、線材的播音特性,因此喇叭搭配什麼擴大機、線材,都不能相容良好,有很多的高、低頻音樂信號會被電抗、電阻吃掉(衰減),送不到喇叭。
音樂的高、低頻被衰減了,喇叭沒信號可播,高、低頻儀測數據延伸再驚人,播出來的低音都會偏虛,高音都會偏暗,因此大鼓聲不深沉又量感少,人聲厚,聲音總是柔柔平平,缺少爆炸性的強音、弱音對比,播不好大動態交響樂和電影音效。
因為高、低頻錄音信號被擴大機吃掉(衰減),不能完整的送到喇叭,Dynaudio老闆說,「我們嘗試過找尋許多不同的擴大機來搭配我們的喇叭,可惜都無法讓我們完全滿意。最後我們決定自己來設計製造一套最頂級的擴大機(Arbiter),做為生產喇叭參考之用。」參考新視聽134期125頁。Dynaudio老闆是知道設計喇叭要有參考擴大機,但是Arbiter的製造在花了約250萬美金後停止,Dynaudio喇叭終究沒解決和擴大機播音特性相容的問題。
Dynaudio喇叭的低音單體用超長音圈設計使低頻- 3dB延伸超低,因此音圈超重磁場強度相對不足以推動音圈,低頻- 3dB的發聲遲延時間相對偏長,信號解析、播出率低,這也是很難有擴大機推得好的主要原因。
擴大機的功率和喇叭的播音品質
每增減一倍功率音壓升降3dB。效率90dB的喇叭,以一般人聊天的音量聆聽音樂,使用的功率約1/8W。以110dB/1m音量播音樂,使用的功率約100W,這音量若沒有良好的隔音,鄰居大概會馬上報警。
所以50W的擴大機已足夠用在家裡聆聽音樂,最好用的擴大機是100W–150W。50W擴大機推不好的喇叭,用500W、1000W擴大機推,通常更推不好。500W、1000W擴大機貴又少人用,喇叭廠不太可能選做設計喇叭的參考。真正影響【喇叭+擴大機】播音性能的原因有二。
第一,依國際電工委員會規範的錄音頻寬檢驗喇叭,40Hz的發聲遲延時間要低於20/1000秒,也就是每秒連續播出的40Hz單波信號必須超過50個,這是Hi Fi級喇叭必須具備的信號解析、播出率。
第二,喇叭必須照擴大機的特性設計,補償、還原被擴大機內部的電抗、電阻吃掉的高、低頻錄音信號,錄音的高、低頻信號在喇叭的前端被吃掉(衰減),喇叭的儀測數據再好,物理性能再好,也播不出和儀測數據等值的聲音。
喇叭播40Hz的發聲遲延時間多於40/1000秒,每秒連續解析、播出的40Hz單波信號不到25個,500W、1000W擴大機也不能加速音圈運動提升信號解析率。
喇叭沒參考500W、1000W擴大機的特性設計,相互搭配,不能正確的補償、還原500W、1000W擴大機的電抗、電阻影響,高、低頻錄音信號不能完整的送到喇叭,播出的音樂動態當然弱。
擴大機的功率大,只是能輸出較大功率的低失真信號給喇叭,至於錄音的低頻信號是否能不被吃掉(衰減)送到喇叭,要看擴大機內部的電阻對電子信號的影響;錄音的高頻信號是否能不被吃掉(衰減)送到喇叭,要看擴大機內部的電抗對電子信號的影響。所以功率愈大的擴大機不見得會把喇叭推得愈好。
喇叭對50W擴大機的電抗、電阻影響補償、還原很正確,對1000W擴大機的電抗、電阻影響沒有正確補償,50W擴大機推出的音樂動態或電影音效,會比1000W擴大機推出的好。
喇叭的承受功率設計
一般家用Hi Fi級喇叭的額定承受功率設計是50W,擴音用(舞台)喇叭的額定承受功率設計是200W,參考山本武夫的揚聲器之設計與製作第4章2.2節。喇叭達到額定承受功率的極限才會失真,擴大機達到額定輸出功率的一半就會失真,因此家用Hi Fi喇叭搭配100W–150W擴大機是正確的選擇。
很多家用喇叭標示的承受功率是200W、300W、1000W,這就要搞清楚是否為「額定承受功率」標示,瞬間最大承受功率是1000W,對播音樂是無意義的,瞬間後喇叭就壞了。
喇叭的額定承受功率200W,音圈線徑必粗,捲幅長,大概都採用長音圈設計,導磁板對音圈的覆蓋率低。音圈重,音圈推力相對低,40Hz的發聲遲延時間可能多於40/1000秒,也就是每秒連續解析、播出的40Hz單波信號不到25個,就會有低頻儀測數據非常好,大鼓聲不深沉又量感少的播音現象,聲音清晰度不良,也因此人們普遍認為擴音用(舞台)喇叭音質差。
Hi Fi級喇叭要求40Hz或低頻- 3dB的發聲遲延時間要少於20/1000秒,因此音圈要輕,使用的音圈線徑就要細,這就是為什麼家用Hi Fi級喇叭的額定承受功率設計是50W的原因。家用Hi Fi喇叭也有設計到額定承受功率80W、100W,那就得強化磁鐵的磁場,40Hz的發聲遲延時間才能少於20/1000秒。李氏USW–10、 USW–12,為適用於家庭劇院的大音量播音,耐操,設計的額定承受功率就較大,所以磁鐵就要加強。USW–15的額定承受功率更大,為強化磁場,15吋單體的導磁板、T鐵厚度有18mm。
設計喇叭的參考擴大機
2004年Home Theater雜誌社楊德宜先生訪問Westlake,Westlake老闆Glenn Phoenix說,Jadis擴大機不是Westlake喇叭的設計參考機,他推薦用Crown、Bryston擴大機推Westlake喇叭。這意思就是Westlake喇叭搭配Jadis擴大機不是原汁原味的設計,會產生P.E. Distortion,用Crown、Bryston擴大機推則不會。
Westlake喇叭不是照Jadis擴大機的播音特性設計的,相互搭配,被Jadis擴大機內部的電抗、電阻吃掉(衰減)的高、低頻錄音信號,不能被正確補償,因此播大鼓聲會不夠深沉又量感偏少,人聲厚,音樂動態小。Westlake喇叭是照Crown、Bryston擴大機的播音特性設計的,相互搭配,喇叭能適當的補償被Crown、Bryston擴大機吃掉(衰減)的高、低頻錄音信號,播出的大鼓聲就深沉又量感好,人聲像原音,音樂動態大。
李氏喇叭是以PASS、McINTOSH擴大機和日製晶體機為「參考」設計的,相互搭配,可正確補償被擴大機的電抗、電阻吃掉(衰減)的高、低頻電子信號,高、低頻響度和中頻接近平衡,有人聲遮蔽率100%的播音現象,因此播出的大鼓聲就較深沉又量感好,人聲更接近原音,播出的音樂動態大。
人聲遮蔽率測試檢驗什麼?
喇叭的高、低頻發聲遲延時間長,可能超過20/1000秒,中頻發聲遲延時間短,200Hz–5000Hz的發聲遲延時間大概都低於2/1000秒,因此喇叭中頻播音量強,高、低頻播音量弱。高、低頻電子信號會被擴大機的電抗、電阻吃掉(衰減),送不到喇叭,這也造成喇叭中頻播音量強,高、低頻播音量弱。所以通常喇叭重播音遮蔽原人聲的中頻時不可能同步遮蔽原人聲的高、低頻,不會有人聲遮蔽率100%的播音現象。
為平衡高、中、低頻播音量,喇叭單體就要用磁場強度大的磁鐵,增強音圈的運動速度,使高、低頻- 3dB的發聲遲延時間低於20/1000秒,甚至低於10/1000秒,有效提升高、低頻信號的解析、播出率;喇叭設計時也要加入擴大機元素,使【喇叭+擴大機】可以補償、還原被擴大機的電抗、電阻吃掉的高、低頻電子信號。
喇叭的高、低頻電子信號解析、播出率夠高,又有能量補償被電抗、電阻吃掉的高、低頻電子信號,高、中、低頻播音量達到平衡,重播音遮蔽原人聲的中頻時就會同步遮蔽原人聲的高、低頻,有人聲遮蔽率100%的播音現象。
透過人聲遮蔽率測試,我們可以快速瞭解,【喇叭+擴大機】的性能是不是能播出優良又夠量的高、低音,是否播得出深沉的大鼓聲和接近原音的人聲。
家庭劇院用的喇叭,必須針對環擴的特性設計,達到人聲遮蔽率100%,才能播出深沉又震撼力強大的音效。沒有針對環擴特性設計的喇叭,磁鐵的磁場強度不夠的喇叭,用在5.1聲道,缺點無所遁形,所以我們感覺家庭劇院用的喇叭普遍的品質都差。
好喇叭不適合AV用?播音樂的喇叭不適合AV用?不要用雙重標準評價喇叭。B&W的800D、802D及Dynaudio的Evidence旗艦、Confidence系列……等,用在5.1聲道播音表現不太好,原因就是單體的磁鐵磁場強度不夠,低頻-3dB發聲遲延時間太長,信號解析、播出率低,加上喇叭沒針對環擴的特性設計,不能正確補償被環擴的電抗、電阻吃掉的高、低頻電子信號,因此強音、弱音的對比不足,播很大聲,音效的震撼力也爆不到位。
以常用於舞台、錄音室的收人聲麥克風做人聲遮蔽率測試,就是檢查錄音過程、音響重播過程的電抗、電阻影響,瞭解喇叭的設計是否和擴大機的播音特性相容。