眾所周知,人耳能聽到的聲音范圍一般都是20Hz-20KHz,稱之為可聽聲(audible sound)或(audio),在多聲道系統中,獨立的低音炮回放出的頻響范圍是一般是20-200Hz(按照點的高低上限會有所不同),只相當于這個人耳可聽聲范圍的1/100,嚴格意義上來講,不能稱之為獨立的聲道,所以杜比公司把這個低音通道用“.1”標識。
誕生之初是以2.0結構為主的,上世紀90年代前期和中期最流行的木質2.0有源音箱就是明證。2.1多媒體音箱的流行是在90年代后期開始的,當時的創新和麥藍(早期的麥博)將杜比環繞影院上的此類結構移植到上,考慮到當時的PC搭載的多為雙聲道立體聲聲卡,所以主推2.1架構的音箱,推出后紅極一時,隨著越來越多廠商的加入和消費者的認可,2.1音箱漸成主流。分析原因主要有2.1能提供量感豐富的低音,對于影音娛樂時必不可少的能量進行了一定的補償、更能討好大眾用戶的耳朵,再加上外觀能做的豐富多采、擺放起來相對隨意方便,更加符合現代人的實際使用習慣。
低音炮的分類
2.1音箱是目前國內多媒體市場的絕對主流,有著數量龐大的用戶群,國內除了極個別的廠家(如、極典、發友)之外,其余廠家出貨量最大的“支柱”型號幾乎都是清一色的2.1音箱。
為什么會出現2.1這種獨特架構的音箱,這得從1994年杜比實驗室開發的數字化多通道影視:Audio Coding-3(簡稱AC-3,現在已經更名為Dolby Digital)說起,該標準將根據人的聽覺特性和音響心理學進行分析,最終分解成多通道系統,并且命名方式為X.1,X就是聲音通道的數目,如最常見的5.1系統就是擁有6個聲道的環繞系統,“5”是環繞聲道、“.1”是獨立的通道,回放環繞聲道的稱之為衛星箱(satellite speaker)、回放低音通道的俗稱之為低音炮(subwoofer)。
在2.1多媒體音箱領域里,最常見的低音炮有3類:密閉式、倒相式及帶通濾波式(ASW)。其實,延伸到Hi-Fi領域,低音炮的也還是大致在這個分類范疇內。
密閉式的低音箱體完全是密封的,工作時壓縮的空氣被密封在箱體之內。這種結構的音箱結構簡潔但不簡單(好的密閉箱也極考設計師功力),制作相對容易,瞬態響應比較好,但這種結構的低音箱體在相同的體積下,與其他類型的箱體相比其低頻下潛會明顯不足。如想要獲得更低的下潛頻率,需增大箱體容積并選用口徑較大的單元,且此類低音炮的要低于其他類型的箱體,對功放的要求比較高。密閉箱體在制作和調校時通??稍趦忍畛溥m量的吸音棉,增加了箱體容積也能改善其重放低頻的柔順性。
密閉箱的優點是低頻有力度、瞬態好、反應迅速、低頻清晰,聽古典樂、室內音樂效果不錯,但下潛深度有限,通過科學合理的設計才能得以克服,對單元的Fs(諧振頻率)要求較高,一般以低于40Hz為好,單元口徑最好大于20CM,且以長沖程設計為好,所以國內的多媒體音箱產品采用這種設計的極少,惠威的經典2.1:M-20W就是采用了密閉式的低音箱體,從大多數網友的聽感來看,這款音箱的低音重質不重量,所以不要奢望這類低音炮能帶來鋪天蓋地的低音,但低音的干凈程度確實非常好。
倒相式低音炮分析
倒相式低音炮在多媒體音箱里比較常見,低音單元一般裸露在外,箱體內設置有倒相管與箱外相通,也被稱為低音反射式設計,是市場上最常見的一類低音炮。 倒相式音箱在相同容積與同口徑單元的條件下,可獲得比密閉式音箱更低的低頻下潛截止頻率,另在理論上靈敏度可比密閉箱大約3dB。當然,倒相式音箱包括倒相管的設計、制作、調校的難度要大于密閉箱,但對于國內的多媒體廠家來說,這類設計可以得到較多的低音量感,盡管低音的質量可能不高,但這種風格比較適合國內普通用戶的聽音習慣。
倒相式低音炮為獲得較大的聲壓,與密閉箱一樣,宜選用長沖程設計的單元。另外,倒相孔并不是區別倒相式低音炮的唯一標準,有些倒相式音箱并沒有倒相孔,而是通過一種所謂的“無源輻射器”來達到倒相孔的功效,如某些低音炮采用的“空紙盆倒相式結構”(藝電、創新等的產品就采用這類設計)。
從上圖我們可以看出,K6低音炮的側面是一個沒有電氣驅動的“空紙盆”,其聲學作用可以看作是倒相孔,但在實際效果上,與傳統倒相孔不同的是,因為輻射器震膜的阻斷作用,它可以避免倒相管式音箱工作時產生的沖擊氣流聲,防止箱體駐波以及超低音“聲短路”效應,因此,低頻會更加干凈沉穩。
寫在最后:
好的低音炮發出的低音應該是沒有方向性的,但低音炮的擺位還是一個比較講究的技巧,這要看空間環境和衛星箱位置而定;好的低音炮不應該追求夸張臃腫的低音,更多的應該是講究健康適度的低失真低音。并且低音的質量是單元水平、箱體設計、搭配的一個綜合體,考察低頻的指標也是非常豐富。我們會在近期著重討論一下這個問題。
帶通濾波式低音炮
帶通濾波式(ASW)是國內多媒體音箱廠家中逐漸展露頭角的低音炮設計方式,從結構來看,這種箱體類似密閉式與倒相式的結合,結構復雜,設計難度也很大,國內廠家能作好此類箱子的也是極少。從箱體的拆解我們可以看出,這類低音炮被分隔為獨立的兩個腔,喇叭單元就裝在隔板上,其中一個腔設置有倒相管與外相通,而另一腔為密閉式設計,一般稱為四階帶通式音箱(以三諾iFi-725為代表),這種箱體其中一部分工作于密閉模式,另一部分工作于倒相模式,因而兼有密閉箱與倒相箱的特點;而兩個腔均設置有倒相管與外相通的稱為六階帶通式音箱。
倒相式和帶通濾波式低音炮在箱體結構、制作,特別是調校的難度比密閉式要大很多,在一般的業余制作者來說要制作出這種箱體形式而又有理想效果的低音炮是有一定難度的。其實就整個音響領域,能掌握好帶通濾波式設計精髓的也是比較少見。