全新Emit详解|看不见的幕后指挥家――分频器

一对拥有优秀单元和普通分频器的扬声器,注定只会拥有普通的听感。

由于单元的支持,扬声器虽然会具有一些声音品质,但是潜力无法全部发挥。

同样,若将普通单元与出色的分频器配对,就会从中获得更多收益。但这套系统依然是普通的扬声器系统。只有当您将精心设计的分频器与出色的单元相结合,神奇的魔法才会发生!

这就是为什么全新 Emit 扬声器系统,除了配备新的单元,还配备了全新设计的Hybrid分频器的原因。

▲由上至下为Emit的分频器、低音单元和高音单元

以下内容均来自丹拿声学专家Alex Newman对于分频器的理解,通过一线人员的讲述,深入了解这位扬声器的“幕后指挥家”吧!

如果把扬声器的单元比作乐团中的演奏者,那么分频器就一定是那位乐团的核心――指挥家。

一切还要从扬声器的研发开始。在项目开始之后,我们会整合各部门的资源,制作出原型扬声器,并且进行测量与试听。扬声器的试听,花费了我们大量的时间,如果听感不对,问题就会被反馈到各个部门以及不同职责的同事。我们会做我们能做的一切,找出问题,解决问题。

而很多时候,工作会落到被动分频器的改进上。由于它可以纯手工制作,因此便于改动。相应的,我们要做许多手工的电子元器件焊接工作、实际测量以及现场聆听。

▲丹拿Evidence Platinum的分频器

分频器的作用是将归属于高音单元和中/低音单元的频率区域分离开,让低音单元播放中低频,高音单元播放高频信号。如果拥有一个三分频的扬声器系统,就要为中音单元单独设计分频网络。分频器就如同一个指挥家,负责将不同的频段的声音回放分配给不同的单元(演奏者)。

为什么要这样做呢?因为如果我们不这样做的话,每个单元都会接收到相同频率的信号,那些超出单元承受能力范围之外的信号频率,就会变成我们听到的失真的声音,同时也会产生许多其他问题。我认为对于高音单元来说最致命问题是,如果没有分频器,高音可能会被推坏,直至烧毁。

所以分频器作为一个合格的指挥家,会确认所有的音乐信号,都已经被分离成为不同的频率段,并且进入了扬声器内对应的部分。这才会使声音听起来真实自然。

无法被”听见“的分频器才是好分频器。

我们的目标是设计出隐形的分频器,即无法在聆听中被察觉。更进一步的说,使用了这个分频器的丹拿扬声器也将“隐形”。从另一个角度来说,丹拿扬声器能够产生浑然一体的立体声场,让人完全忘却了单个音箱的存在。

这听上去像一个棘手的挑战,但克服困难实现目标的过程却让我们为之自豪。

刚开始我们通常会使用仪器来测量频率响应、时域响应等数据。有时候数据看起来很完美,但实际聆听的时候,可能会有许多人耳可以听到的问题出现。如何在测量、试听、改进的过程中使整个系统听起来真实自然,以致完全忽略分频器的存在,是我们的终极目标。

被动分频器由多种电子元件组成,比如电阻,电容和电感。

▲丹拿Contour i的分频器,使用的高档元器件

在声音信号进入单元之前,所有这些元器件会改变经过其中的信号。因此这些元件需要具有非常高的质量,因为每个元件都可能会影响信号。

电容和电感被用来进行信号衰减。我们可以使用一个电容串联在高音单元之前,将低频进行衰减。这样低频率的信号负载就不会进入高音单元。对于低音单元,我们使用一只电感串联来衰减高频。除此之外,我们还会使用电阻来进行电路设计的平衡。

当然,分频器有时候也可能会是相当复杂的。我们刚才所说的仅仅是一阶分频器。根据分频器的不同类型,元器件数量可能多达数十倍。所以我认为很多情况下,第一目标就是减少分频电路中使用的元器件数量,因为从根本来讲,每个部件都会增加“音染”。

我们可能会听到,一阶,二阶,四阶甚至更高阶的分频器类型。这与你如何使用,以及使用多少个这样的元器件有关。

刚才描述的一只电感连接到一个低音单元,一个电容连接到一个高音单元,就是一阶分频。它的特点简单来说,就是使频率曲线的滚降变得平缓而不陡峭,不会很突然的截止。

当把另一个电感或者电容并联到一阶电路中,事情就变得复杂起来。我们得到一个更陡峭的曲线斜坡,频率截止的速度变快了。这就是二阶分频。以此类推。

不同类型的分频器对应不同的滚降斜率,简单来说,阶数越高,曲线就越陡峭。

一阶分频器中使用了更少的元件,意味着我们有更低的群组延时,以及更好的时域表现。 这是我们所希望获得的结果。

但有时候,在面对特定的扬声器、特定的箱体、特定的单元时,必须使用二阶分频器才能与之配合。我们必须做出妥协,来使用二阶分频器,因为它确实听感更好。

有时候,甚至会需要用到更高阶的分频器,比如四阶。

我们不会仅仅关注于单元,或者是分频器,而是必须将扬声器系统作为一个整体来考虑。通过使用不同类型的分频器,我们可以灵活应用曲线的响应,从而设计出令人满意的产品。

一阶分频给我们带来的优势,前面已经说过了,是时域响应。它对于时域的影响很小,使得扬声器结相清晰,声场纵深感强。

▲大受欢迎,使用了经典一阶分频设计的丹拿Heritage Special弦歌典藏版

但是一阶分频也有不足之处,比如扬声器的功率承受有所妥协。因为高音单元会获得太多的,来自于一阶分频器的低频信号,导致高音单元负载过大。

所以有时候,因为种种原因,丹拿也会将高阶分频器应用于扬声器中。在实际聆听某些特定系统时,二阶分频也许能够实现比一阶分频更精确的声音结相。

妥协,是大多数情况下我们设计扬声器所面临的抉择。

以系列中的旗舰Emit 50为例。

配备了一个Cerotar高音,一个独立15厘米MSP中音,以及2个18厘米MSP低音单元。

高音单元是丹拿传统的一阶分频电路,中音单元是二阶分频,而低音单元则采用四阶分频。我们原本可以采用同一种分频设计,但那会牺牲单元的性能,这是我们的工程师不愿意看到的。

Cerotar高音单元的频率下限低至700Hz,远远超过一般高音单元。为了让用户在更宽的频率范围内利用Cerotar高音能量与音质,我们配合使用了一阶分频器,让高频截止点出现在更低的频率点上。

对于中音单元,由于它负责的频率段正好夹在Cerotar高音和MSP低音单元中间,它们都各自拥有超强的实力,因此并不需要中音单元帮助到高频和低频段的发挥。我们使用的二阶分频将中音频段之外的频率切割的更干净。

Emit 50使用了铜音圈的18厘米MSP低音单元,在全新Emit系列中是独一无二的存在。与使用铝音圈的MSP低音不同,它的铜音圈是专门为了更强的低频表现优化的,因此只有低频段才是这款单元合适的舞台。为了让这个18厘米MSP单元更专注地工作在低频段,以及与独立的中音单元做更自然的频率衔接,我们使用了四阶分频。

除了可见的单元技术更新,看不见更”听不见“的分频器,作为全新Emit扬声器幕后的指挥家,帮助Emit系列勇攀声学高峰。

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