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音箱的测和听

日期:2015-12-15
       音箱的测试和试听 
     具有一定HiFi经验的朋友,都会有这样一个共识:这就是音箱的技术指标和主观试听存在着差距。
为什么会这样?这就要从头、从现行的音箱测试的主要技术指标谈起。
     在音箱的技术指标中,最重要的有如下几条:这就是频率范围、承受功率、灵敏度和相位特性以及瞬态特性。
频率范围又称频响,是指音箱中从低音到高音的重播范围。在某些时候,一对小型民用音箱和一对大型监听音箱标出的频响范围可能是一致的;但在主观听音时的感觉却截然不同。这到底是为什么呢?难道是测试不准确还是有人故意做假吗?在正常的情况下,上述的推测都不对,而是另有原因。
      原因1:目前的测试标准与实际应用中的距离
目前的频响测试标准,仍沿用多年以前的1瓦·米的标准。在多年以前制定音响测试标准时,1瓦1米下的音箱频响曲线,在很多的时候,代表了满功率的测试,是接近实际使用中的情况的。那个时代的音箱,基本上属于小功率、高灵敏度型的。对于输入1W的测试功率来说,基本上代表了小功率音箱的实际工作状态。而近年来,随着音箱制造技术的发展,绝大多数的音箱已经大功率、低灵敏度化了。这就使目前的频响测试,离实际使用的差距越来越大。
      目前多数的音箱、主要是指家用音箱,它们的承受功率都超过了50W,有些甚至达到了200W。而灵敏度,仅仅能达到82~86dB。
      在这种情况下仍采用1瓦·米的频响测试,就会产生测试与使用不符的情况。输入1W的测试信号,仅相当于多数音箱功率的1/50~1/200,而这些音箱的实际使用功率一般为15~50W,峰值时甚至会达到满功率使用,这就引出了一个测试本身偏离实际的问题。
       一个准确、可行的测度方法,理应尽量去模拟被测试器材的实际工作状态,这时的测试结果才最为有效。
因此,在音箱的频响测试时,如果能增加一项半功率频响测试,那这条半功率频响曲线,将对音箱的实际工作产生最现实的影响。
      例如,一只标称为200W的小型音箱,当使用100W半功率测试信号去测试它时,你将会看到它在低频方面的严重劣化与失真度的大幅度增加(图1)。
为什么会是这样?这是因为低音扬声器单元受音箱等效内容积的制约和受倒相管等因素的影响,还有箱体自身的谐振增大,必然会产生以上的结果。
      用1W的小功率信号测试音箱只相当于没受过专业训练的人小声唱歌剧,不是实际工作状态,而真正的实际工作状态是到舞台上大声唱,所以小嗓子的好听和舞台上的演出完全是不同的概念,是两回事。
因此,对现代音箱增加半功率的频响测试,不但具有非常现实的指导意义,而具有打假的功效——可以使那些标称2000W的小音箱彻底暴露出本来面目。
       原因2:现行的测试标准过于宽松
      主观听音和频响测试的不统一,还有另外一个原因,这就是目前的测试指标过于宽松,不够严格。
现行的音箱频响测试,以-3 dB为标准。换句话说,是以高频端和低频端发出的声音衰减一半时的频率作为计量的最终频率。
对于高音单元制作技术不断发展成熟的今天,一只中档以上的高音头发出20 kHz的高音已毫无问题。目前世界上最先进的绢膜软球顶高音的高频已达到了40 kHz而金属膜的高音头高频上限已达到了80 kHz。再加上高音单元受音箱箱体的影响较小,所以目前中档以上的新型音箱,高频方面不会产生问题。对高频重播影响较大的,仅仅限于高音单元的低端分频点的选择、与中音单元的衔接是否优秀和是否有足够的功率余量。
     对于低音单元来说情况就复杂得多。尽管低音单元的制造技术也有着很大的发展,尤其是新型的振膜材料不断问世,低音单元的技术指标也已经不错了。但低音单元的测试指标,和它装在音箱上之后的实际指标之间的差距是很明显的。有些时候,一只优秀的低音单元,装在一只毛病百出的音箱箱体之上,将使它原有的优点彻底丧失。
例如设计不合格的箱体,会产生比较严重的中低频谐振,这种谐振不仅仅会使音箱重播时产生声音染色,而且还造成测试曲线的劣化。
     说到低频测试曲线的优劣,就谈到了目前的测试标准过于宽松,不够严格。
如图2a与图2b所示的二条曲线的低频响应,都可以最终计量为30Hz,但重播低音的表现却大不相同。为什么曲线上有明显的差异而测量判读后的结果却相同,这就是因为以-3dB作为判读的标准太宽松了。如果计量时以-2dB或-1dB作为计量标准,那么这两条曲线的测量结果就大不相同了。
一般认为,衰减量在-3dB以内的音频频响是有效频响。衰减得太多,其在重播时所起的作用基本上就被淹没了,失效了。但大量的实践证明,经过严格训练的人耳,可以达到相当高的分辨率与准确度。人耳可以清楚地分辨出零点几个dB的不同造成的重播音色方面的差异。所以,如果在进行音箱频响测试时,除提供-3dB的标准结果之外,还能辅助提供一条-1dB的测试结果,将为该音箱提供更加具有实际意义的参考。
      大型监听音箱的测试指标比较“准”,其实这个“准”字在此处并不代表正确无误,而是指测试指标与主观听音更加接近。既然前边提到了目前以1瓦·1米的测试方法存在着不足,那么在现行的测试标准范围之内,有哪些音箱的技术测试与主观听音结果最为接近呢?答案如下:这就是大型监听音箱和质量比较好的大型民用音箱。
     结果为什么会是大型音箱?其原因有三。其一是大型音箱的箱体内容积大,所以在实际工作中的低频响应受箱体内容积的制约就小。其二是大型音箱的承受功率较大、功率余量较大,在工作中达到过载失真的可能性相对比较小。尤其是大型监听音箱,所留的功率余量非常大,根本没有产生过载失真的可能性。其三是大型音箱的低音单元口径相对比较大,在产生同样的低音时,单元的行程很小,失真也就相对比较小。

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