力量与美的结合 畅谈超低音音箱
2014-05-06   来源:影音新生活整理   编者:    查阅:

超低音音箱(SubWoofer)俗称低音炮,它不仅可以能够使音乐更富有激情和震撼力,而且对营造震撼的视听效果具有非常重要的作用。超低音音箱克服了常规音箱(包括AV、Hi-Fi用途)追求全音频表现所需的超大体积和难
超低音音箱(SubWoofer)俗称低音炮,它不仅可以能够使音乐更富有激情和震撼力,而且对营造震撼的视听效果具有非常重要的作用。超低音音箱克服了常规音箱(包括AV、Hi-Fi用途)追求全音频表现所需的超大体积和难以推动、难以调整的一系列问题。自从进入家庭影院时代之后,得到人们越来越多的重视及应用,在一套完整的家庭影院音响系统中,它已经成为了或不可少的配置。“影音新生活”编辑特整理此文,提供部分超低音音箱的知识,以备大家参考学习。

超低音音箱的发展

“SubWoofer”在商业或民用上一直被称为“超低音音箱”,其实“超”这个形容词是不太准确的,它重放的频率带通常是由上限的150Hz或100Hz至最低的25Hz左右,这只是低音而不是超低音。因为20Hz以下的频率才是超过人耳聆听的音乐范围的低音,从科学或专业的解释角度来看,也只有低于20Hz的频率才能称为“超”低音。但一般所说的超低音既是指重放频率下限在20Hz以上的低音。无论是重播大动态音乐抑或电影音效时,超低音音箱的重要性甚至更胜于传统落地式的立体声音箱。这是因为包含于许多音乐(交响乐或弦琴鼓乐)以及许多电影内的特殊声音效果都是极为雄壮且动态感十足的低音,这种声音效果并不单只是要让聆听者“听”到,而更是要让他们“感受”到此情此景的氛围。

早在1930年代,电影工业还在不断发展的过程中,超低音喇叭就也开始进入电影院。不过,那时候的电影音效当然没有独立的低频声道,超低音只是为了增强两声道系统的低频表现。电影真正有低频音效的要从THX剧院系统开始,首部电影是1977年的“星际大战”(Star War)。欢迎您光临阿强的家庭影院导购网!
早期的超低音体型都非常大,如果要让超低音顺利进入家庭,首要条件就是缩小体积,而促成这样的进展,伺服控制技术(Servo Control)扮演了非常重要的角色。控制技术让较小的音箱也能发出足够低沉的低频,因此在1960年中期,家用超低音开始进入市场,当时较著名的产品包括Infinity的Servo Static(1966年)、LWE(1965年)、PSB的Beta II(1973年),以及The Audio Pro的Ace Bass(1978年)。

超低音音箱的分类
超低音音箱和普通音箱的工作方式是完全一样的,只是震膜的直径更大,并且增加了用于共振的箱体。目前,常见的超低音音箱有两大类:一种是带有放大器相位调整的有源式(ACTIVE)超低音音箱,它除了可以接受来自前级的低频信号外,也可以从功放级直接输入,并可方便地调整分频点,目前是市场上的主流。另一种是需要单独配置放大器来推动的超低音音箱,也称无源式(PASSIVE)超低音音箱,它可以根据爱好者的品味自行搭配风格不同的放大系统。

除了这两大类,在市面上有很多两个小型主音箱带超低音的系统,在这种系统中只用一个超低音箱,因此超低音是单声道(L+R)信号,在分音点以上才有立体声效果。这种系统是利用前级的音量控制旋扭来决定所有音箱的音量,如果超低音的灵敏度或音量跟主音箱不平均,会引发声场混乱、频响不均衡、声象定位出不来等情况,而此时当超低音的摆位上又不能解决这问题时,这些问题就难以改善,这种“Subwoofer”通常只在低级、低价的系统出现。

超低音音箱可以做成密闭式,也可做成倒相式或其它类型的,现在在市面上见到的大多是这几种产品。而国外用于超低音使用的ASW音箱,由于特殊的箱体设计即使不采用分频电路,也可方便地滤除200Hz以上的成份,这种音箱的低音喇叭单元是装在密闭式的箱体内,喇叭正面的发声经过类似于倒相式音箱的形式释放出来,由于箱体内放有大量的吸收中高频成份的材料,加之箱体内声路的长度与波长之间的关系,因此从放声孔释放出来的只有低频段的成份,实际上ASW音箱的喇叭单体,它并非像普通音箱一样发声是向周围直接辐射的,它只是用于在共振频率上激励倒相式音箱内的空气体积,因为倒相式音箱本身具有的特性,使之通过倒相孔所辐射出来的,低频成份失真最小。

1984年,BOSE设计出ACOUSTIC WAVE"音频导波管"技术,这是一种全新的低音重放方式,可将扬声器从体积不大的管子中产生完整丰富的低音效果。工程上最直接的事例就是BOSE ACOUSTIC WAVE CANNON SYSTEM,或称为“AWCS”。实际上是一个750px的扬声器被固定在两个不同长度的管子中,它的频宽是25Hz-125Hz,它能在输入150W时产生124dB的声压级。1987年年度发明者奖中,"音频导波管"技术在科学界引起轰动,带给了AMAR博士和威廉博士“年度发明者奖”的荣誉。

而美国BOSE公司所推出的“加侬炮”超低音音箱,是另一种高效率式设计,它本身也有滤除中高频成份的功能,它的原理是基于声波管共振的理论,在喇叭单体的前后由不同长度的声波管道所组成。而前后的每段发声管道都可以把它视为是一端闭塞的管道。

这种“加侬炮”超低音音箱,效果虽然很好,但要想发出20Hz的频率,放音管道的长度就很长,因此,体积都十分庞大,比较适合影剧院等大场合应用。对于家庭内使用,为了减少体积,可以像迷宫式音箱一样把声管折叠起来制作,与迷宫箱不同的是:超低音喇叭单元的发声是通过前后长短不一的两个折叠管道释放出来的。

关于超低音的定位问题
讲到超低音的定位问题,我们就要先了解双耳效应。人用两只耳朵一起听声音时,能够提高对声音方向的定位能力,这种听音效果就称为双耳效应。人们用一只耳朵可以决定响度、音调、音色和除方向之外的声音的每一属性,但单耳仅能在一定程度上辨别声源方向,不能具体确定声源的方向和准确位置。当加上另一只耳朵后,由于从某一声源发出的声波传到两只耳朵的距离不等,声音到达两耳的时间就不相同,产生了时间、相位和强度的差异,人们对声音的定位,正是靠这两耳间存在的时间差、相位差和强度差而进行的。同时,人耳辨别声源方向的能力,随声音频率的变化而不同。

由于两只耳朵之间的距离约在16—450px,是800一1000Hz声波波长的一半,所以对低于或等于这个频率的声音不会产生方向感。由此可知,一般意义上的低音或超低音是没有什么方向性的。特别是用作电脑播放的多媒体音响的低音系统,更可因地制宜地摆放超低音,就是以环境以空间迁就它,也没有什么大问题。

但是我们也应该注意,声源都具有一定的辐射指向性,低频的声波,波长较长,辐射指向性虽不及高频声波的明显,却也不是完全没有。例如,将超低音摆近玻璃或容易起震的地方,可导致杂音;近窗处则流失超低音;近墙角容易引起驻波。近聆听点又会带来直射声。以上之解决办法是尽量让超低音四周保持开放,且不要面向器材,产生不必要的谐振。所以说,超低音同样存在定位的问题,要想达到完美的还原,理想的摆位也很重要。

结语:也有人曾问过小编:超低音真的有必要么?作为结尾,我们就用一个理想化的观念来回答这个问题:
“任何音乐都有谐音(harmonics)与基音(fundamentals)的成份,这些都是组成声音的必要部分,而且都可以低到20Hz或更低。若是无法再生这些频率,那就无法再生真正像真的音乐!”
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