一對擁有優秀單元和普通分頻器的揚聲器,註定只會擁有普通的聽感。
由於單元的支援,揚聲器雖然會具有一些聲音品質,但是潛力無法全部發揮。
同樣,若將普通單元與出色的分頻器配對,就會從中獲得更多收益。但這套系統依然是普通的揚聲器系統。只有當您將精心設計的分頻器與出色的單元相結合,神奇的魔法才會發生!
這就是為什麼全新 Emit 揚聲器系統,除了配備新的單元,還配備了全新設計的Hybrid分頻器的原因。
▲由上至下為Emit的分頻器、低音單元和高音單元
以下內容均來自丹拿聲學專家Alex Newman對於分頻器的理解,透過一線人員的講述,深入瞭解這位揚聲器的“幕後指揮家”吧!
如果把揚聲器的單元比作樂團中的演奏者,那麼分頻器就一定是那位樂團的核心——指揮家。
一切還要從揚聲器的研發開始。在專案開始之後,我們會整合各部門的資源,製作出原型揚聲器,並且進行測量與試聽。揚聲器的試聽,花費了我們大量的時間,如果聽感不對,問題就會被反饋到各個部門以及不同職責的同事。我們會做我們能做的一切,找出問題,解決問題。
而很多時候,工作會落到被動分頻器的改進上。由於它可以純手工製作,因此便於改動。相應的,我們要做許多手工的電子元器件焊接工作、實際測量以及現場聆聽。
▲丹拿Evidence Platinum的分頻器
分頻器的作用是將歸屬於高音單元和中/低音單元的頻率區域分離開,讓低音單元播放中低頻,高音單元播放高頻訊號。如果擁有一個三分頻的揚聲器系統,就要為中音單元單獨設計分頻網路。分頻器就如同一個指揮家,負責將不同的頻段的聲音回放分配給不同的單元(演奏者)。
為什麼要這樣做呢?因為如果我們不這樣做的話,每個單元都會接收到相同頻率的訊號,那些超出單元承受能力範圍之外的訊號頻率,就會變成我們聽到的失真的聲音,同時也會產生許多其他問題。我認為對於高音單元來說最致命問題是,如果沒有分頻器,高音可能會被推壞,直至燒燬。
所以分頻器作為一個合格的指揮家,會確認所有的音樂訊號,都已經被分離成為不同的頻率段,並且進入了揚聲器內對應的部分。這才會使聲音聽起來真實自然。
無法被”聽見“的分頻器才是好分頻器。
我們的目標是設計出隱形的分頻器,即無法在聆聽中被察覺。更進一步的說,使用了這個分頻器的丹拿揚聲器也將“隱形”。從另一個角度來說,丹拿揚聲器能夠產生渾然一體的立體聲場,讓人完全忘卻了單個音箱的存在。
這聽上去像一個棘手的挑戰,但克服困難實現目標的過程卻讓我們為之自豪。
剛開始我們通常會使用儀器來測量頻率響應、時域響應等資料。有時候資料看起來很完美,但實際聆聽的時候,可能會有許多人耳可以聽到的問題出現。如何在測量、試聽、改進的過程中使整個系統聽起來真實自然,以致完全忽略分頻器的存在,是我們的終極目標。
被動分頻器由多種電子元件組成,比如電阻,電容和電感。
▲丹拿Contour i的分頻器,使用的高檔元器件
在聲音訊號進入單元之前,所有這些元器件會改變經過其中的訊號。因此這些元件需要具有非常高的質量,因為每個元件都可能會影響訊號。
電容和電感被用來進行訊號衰減。我們可以使用一個電容串聯在高音單元之前,將低頻進行衰減。這樣低頻率的訊號負載就不會進入高音單元。對於低音單元,我們使用一隻電感串聯來衰減高頻。除此之外,我們還會使用電阻來進行電路設計的平衡。
當然,分頻器有時候也可能會是相當複雜的。我們剛才所說的僅僅是一階分頻器。根據分頻器的不同型別,元器件數量可能多達數十倍。所以我認為很多情況下,第一目標就是減少分頻電路中使用的元器件數量,因為從根本來講,每個部件都會增加“音染”。
我們可能會聽到,一階,二階,四階甚至更高階的分頻器型別。這與你如何使用,以及使用多少個這樣的元器件有關。
剛才描述的一隻電感連線到一個低音單元,一個電容連線到一個高音單元,就是一階分頻。它的特點簡單來說,就是使頻率曲線的滾降變得平緩而不陡峭,不會很突然的截止。
當把另一個電感或者電容並聯到一階電路中,事情就變得複雜起來。我們得到一個更陡峭的曲線斜坡,頻率截止的速度變快了。這就是二階分頻。以此類推。
不同型別的分頻器對應不同的滾降斜率,簡單來說,階數越高,曲線就越陡峭。
一階分頻器中使用了更少的元件,意味著我們有更低的群組延時,以及更好的時域表現。 這是我們所希望獲得的結果。
但有時候,在面對特定的揚聲器、特定的箱體、特定的單元時,必須使用二階分頻器才能與之配合。我們必須做出妥協,來使用二階分頻器,因為它確實聽感更好。
有時候,甚至會需要用到更高階的分頻器,比如四階。
我們不會僅僅關注於單元,或者是分頻器,而是必須將揚聲器系統作為一個整體來考慮。透過使用不同型別的分頻器,我們可以靈活應用曲線的響應,從而設計出令人滿意的產品。
一階分頻給我們帶來的優勢,前面已經說過了,是時域響應。它對於時域的影響很小,使得揚聲器結相清晰,聲場縱深感強。
▲大受歡迎,使用了經典一階分頻設計的丹拿Heritage Special絃歌典藏版
但是一階分頻也有不足之處,比如揚聲器的功率承受有所妥協。因為高音單元會獲得太多的,來自於一階分頻器的低頻訊號,導致高音單元負載過大。
所以有時候,因為種種原因,丹拿也會將高階分頻器應用於揚聲器中。在實際聆聽某些特定系統時,二階分頻也許能夠實現比一階分頻更精確的聲音結相。
妥協,是大多數情況下我們設計揚聲器所面臨的抉擇。
以系列中的旗艦Emit 50為例。
配備了一個Cerotar高音,一個獨立15釐米MSP中音,以及2個18釐米MSP低音單元。
高音單元是丹拿傳統的一階分頻電路,中音單元是二階分頻,而低音單元則採用四階分頻。我們原本可以採用同一種分頻設計,但那會犧牲單元的效能,這是我們的工程師不願意看到的。
Cerotar高音單元的頻率下限低至700Hz,遠遠超過一般高音單元。為了讓使用者在更寬的頻率範圍內利用Cerotar高音能量與音質,我們配合使用了一階分頻器,讓高頻截止點出現在更低的頻率點上。
對於中音單元,由於它負責的頻率段正好夾在Cerotar高音和MSP低音單元中間,它們都各自擁有超強的實力,因此並不需要中音單元幫助到高頻和低頻段的發揮。我們使用的二階分頻將中音訊段之外的頻率切割的更乾淨。
Emit 50使用了銅音圈的18釐米MSP低音單元,在全新Emit系列中是獨一無二的存在。與使用鋁音圈的MSP低音不同,它的銅音圈是專門為了更強的低頻表現最佳化的,因此只有低頻段才是這款單元合適的舞臺。為了讓這個18釐米MSP單元更專注地工作在低頻段,以及與獨立的中音單元做更自然的頻率銜接,我們使用了四階分頻。
除了可見的單元技術更新,看不見更”聽不見“的分頻器,作為全新Emit揚聲器幕後的指揮家,幫助Emit系列勇攀聲學高峰。