高端! 详解铝带超高音+同轴三分频音箱

    随着扬声器技术的进步，诸多新技术的音响产品进入了普通人的视线，诸如一直被国外品牌用于天价音箱中的同轴单元，在中国已经成为初哥唾手可得发烧器材，如今索威又有惊人之举，“铝带超高音+同轴单元的三分频系统”又将进入寻常百姓的家庭，为此，我们以音箱的性能改善中“得失辩证关系”，窥视达到终极性能的“铝带超高音+同轴单元的三分频系统”的诞生过程。

1.音箱的构成：

    一套扬声器系统（俗称音箱）基本由4个部分组成，扬声器单元、箱体、分频器、其他附件，音箱的发声机理就相当于人类的口腔系统，其中：扬声器单元等同于喉咙，箱体相当于口腔，倒相孔相当于鼻腔，分频器相当于齿唇配合口腔的变化，可见，音箱系统是一个典型的仿生系统。这几个部分都很重要是缺一不可的关系，但可以看出扬声器单元是最为重要的关键环节

2.音响的失真：

A、 调制失真——单一振膜上低频对中高频产生的调制（受迫振动）而产生的失真；
B、 相位失真——多单元系统由于起始点位置不同、传播路径不同而产生的失真；
C、 总谐波失真——频带宽度不足、重放波形的改变产生的失真；

3.调制失真——推倒了单振膜全频帝国

    假如物理定律允许，且有能力造出单一振膜的全频单元，是否这就是理想的单元了吗？回答是“不”。因为单振膜全频单元是以增加调制失真为代价而获取频带的扩展，即使是做到使调制失真在可接受的范围内，此时又必须以牺牲频带宽度，这就是通常大家见到全频音箱的低音都难以得到表现的根本原因，电声行业中的“有得必有失”的辩证关系得到了充分的验证。有没有解决调制失真的方法呢？这里我们要了解一下关于调制失真的问题；

A 声音的迭加与调制，常见的迭加与调制如合唱团的合唱声音，您很难单独听到某个人的声音，听到的则是众多参与合唱最后调制合成后的声音；高低音的两个不同的喇叭也同样存在调制合成的现象，两个声源各自独立发声，经过在空气中调制合成共同作用人的耳膜，使人能同时听到多个不同的声音；对于一个正常的声波调制来说是发生在声波的传播过程当中，而不是振动源上。

B 调制失真也是相对普遍的声波合成过程，其中分为人为调制失真与非人为调制失真，一个最典型的低频对中高频的人为调制失真就是音乐中的颤音，当然合成器中的波表文件也是人为调制失真的杰作；非人为失真是人们所不愿意看到的，它在扬声器中表现为大振幅的低音强迫小振幅的高音（相对而言的高音）做大振幅运动，其结果是使高音出现不该有的颤音或寄生杂音。调制失真通常不会发生在声音传播当中，它的产生是两个声源之间发生的“受迫振动”而引起的额外声波，既然是这样，调制失真只出现在一只扬声器的同一个振膜上而绝不会在两只扬声器之间，这是理解调制失真的关键。判断的唯一标准有两点： A 、分清多个振动源之间的相互作用关系是否存在受迫振动； B 、判断发生受迫振动后的结果是否产生了额外的声波；

C 声源的界定：对声音而言，理论上的定义是一个单一频率值的声波对应于一个相应的振动源，那么一个喇叭的振膜上到底有多少个振动源，可以说它的振动源的数量一定会大于它的频率范围所包括的频率数，因此两个扬声器不是两个振源，一个扬声器更不是一个振源。　　

    理想的情况下，喇叭振膜从圆心开始沿径向向外从高频向低频扩展，也就是说高频只有部分靠近中心的振膜振动，而低频则整个振膜参与振动，如此同心圆分割振动使使喇叭频带得以展宽，在这方面来说为了展宽频带喇叭振膜不能用纯粹的理想刚体为材料来实现，这种分割振动是一个频率对应振膜上一个固定的同心圆区域，而对此频率而言此同心圆区域的振膜不再发生分割振动，而实际情况却不然，除了上述分割振动之外振膜上还伴随着“不同径向”的分割振动，不同区域在一个音圈驱动产生了不同步的运动形成了不同径向分割振动是扬声器音质恶化的根本原因。

4.调制失真——催生了多单元系统

    在理想情况下，生产厂家都企图制造出能够涵盖所有频率范围单一振膜的驱动单元，但物理定律决定了一个适合于低频的驱动单元将无法适用于高频，反之亦然。因此，各自独立的驱动单元被用于展现不同的频率范围，并将它们安装在单个或多个箱子中来形成一个全频带系统，他需要给不同频段的单元提供相应频率范围的驱动信号，这个频率信号分割系统则是由分频器完成的。

    减小调制失真的通用办法是多分频系统；

    常见的多单元系统有二分频、三分频或更多段分频，受成本及体积的限制，最普遍的桌面音箱是二分频系统，其驱动单元由低音加高音组成，分频点通常在2.5K-3.5K之间，与全频单元相比，大振幅的低音对中高音产生的调制失真主要发生在低音单元上，而对高音单元的调制失真已不复存在，三分频系统驱动单元由低音、中音及高音构成，大振幅的低音对中音及高音的调制已被有效控制，调制失真仅仅发生在中低音频段。由此可见，在保证度方面三分频优于二分频、二分频优于全频，随着分频段数的增加，成本也会陡增，体积也会进一步加大。

    多分频系统有效的控制了调制失真，它是否就是一个理想的系统了吗？“有得必有失”的关系是否再次显灵？嗯，真的让您猜中了，理论上看，减小调制失真的多单元分频系统是以增加相位失真为代价换来的。

    相位失真是由多个声源位置（相当于喇叭单元的起始点）不同造成传播路径不同而引发的相位畸变并表现为波形合成失真，相位失真在表现形式上是隐性的且解决的方法不多，但其严重性并不亚于调制失真。

    相位失真造成的音质劣化主要表现在声像定位不准、音色变形、清晰度下降、声场畸变等。造成相位失真的声源位置分为两种情况，一是各个驱动单元排列在面板上沿Y轴方向上的位置差异（如下图中的⊿Y），另一个是高低音单元沿X轴方向上的位置差⊿X，这两个位置差异造成了两单元传播路径L1、L2的差异并产生了传播相位上的失真。

传播路径的改变使得声音相位发生畸变，破坏了声音的位置特性

5.相位失真——动摇了多单元分频系统的统治地位，也促使同轴帝国的崛起
多单元分频系统为解决相位失真问题，在箱体结构上下足了功放，倾斜面板的音箱、单元前后错落摆放的音箱应运而生，这些措施在某种程度上校正了X轴方向的相位差，但仍解决不了Y轴方向的问题。

    国际各大品牌把目光投向了同轴技术，英国天朗开发了对偶同轴技术，英国KEF开发出了UIN-Q技术，中国的索威开发出了共点同轴技术，这些同轴技术都同时解决调制失真与相位失真的问题。

天朗的同轴单元多分频音箱

SV索威大口径同轴系统

KEF的同轴书架音箱

    同轴是将高低音单元以其传播轴线相重合的方式安装在一起来解决Y轴方向的相位失真，如英国天朗的对偶同轴技术。

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