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文檔簡介

1、LS3 5A揚聲器的效率、阻抗與動態(tài)梁中鍔2003-06-16經(jīng)由十余年來多次的接觸,我發(fā)現(xiàn)消費者在選購揚聲器時,常會詢問:它的效率是多少?阻抗是多少?但卻鮮有人問:它的最高音壓是多少?音響史上確實有幾款著名喇叭以低效率聞名,例如Rogers的LS-3/5a及AR-3a。二十年前,當我還是雜志社小編輯時,曾親眼所見,國內(nèi)音響名師林宜勝先生,談到3/5a時,臉上竟泛起一陣神光說:它的效率其低!但當日在板橋陳正修先生(音響聞人,早已移民舊金山)家里,有三對小喇叭的試聽比較,3/5a上陣還不到五分鐘,就被另外一位音響聞人高真民先生一陣xxx給開罵、炮轟了下來!更早之前,那時只有LP沒有CD,我到上揚

2、唱片公司買唱片。在挑選唱片時,覺得背景音樂怪怪的,男高音Domingo怎么感冒了?鼻音這么重!問清楚后,才知一切都是悶葫蘆3/5a搞的鬼當時Rogers喇叭是由上揚公司進口銷售。我對3/5a的惡感就是這樣而來,沒想到全球聞名的BBC-3/5a,竟然是個悶葫蘆。等到試作DaLine后,才知BBC并未將KEF單體性能發(fā)揮極致,LS-3/5a的好處只是體型小、售價低,難怪有人會賣了3/5a換用我的DaLine傳輸線喇叭。道理很簡單,依3/5a低音單體B-110之規(guī)格計算,根本不能裝在那么小的音箱里!這點有必要說明,其實英國BBC并非不會設計喇叭,而是為了攜帶方便,不得不將喇叭音箱設計得很小,這是沒辦

3、法的妥協(xié)。當初BBC是想設計出比例為十分之一的喇叭,這樣測試的方法比較簡單,也比較便宜,于是就誕生了LS-3/5a。低效率喇叭確實曾風光過,但CD開始逐漸流行后,就有人對低效率喇叭抱著懷疑態(tài)度,名樂評家、瑩升公司負責人曹永坤先生,就曾經(jīng)說過CD的高動態(tài)會自然淘汰低效率喇叭。晶體管機的瓦=真空管機的瓦經(jīng)過20年,CD系統(tǒng)已漸趨成熟,但低效率喇叭依然存在于市場,而且低效率=高音質(zhì)的觀念好像并未動搖;直到最近這幾年才有了些許改變。真空管又回頭了,老廠新廠紛紛出籠,但管機后級的輸出功率普遍比晶體機低。有音質(zhì)至上,非WE300B不用,而且還只要單端不要推挽。300B做單端只有7至8W左右的輸出,7W能推

4、什么喇叭?當然,也有人用不到10W的管機后級推ATC喇叭那是有聲音,卻無法呈現(xiàn)ATC應有的動態(tài)。古早時代的Altec、JBL、EV等大型落地式喇叭都是高效率,因為它們的親蜜伙伴就是管機。所以當管機推Altec A7劇院之聲時,氣勢就大大的不同,有誰能說管機后級沒啥動態(tài)?Watt就是Watt、瓦就是瓦,所以管機的7W差不多完全等于晶體機的7W差異性是管機有輸出變壓器,輸出功率較不易隨負載阻抗變化而改變。因此若有人說管機的7W比晶體機的7W夠力,那是無稽之談,因為事實的真相是:晶體管機的7W,大多時候會比真空管機的7W夠力,絕不騙你。有兩個特例,一是OTL無輸出變壓器管機后級,另一就是著名的LS-

5、3/5a小喇叭。喇叭的效率是用dB值表示,但與阻抗有關聯(lián)。故效率完全相同,但阻抗不同的兩對喇叭,其需求電壓也不相同。因為8喇叭的1W是輸入2.83V電壓,而4喇叭的1W是2V輸入電壓。因此效率相同、阻抗不同的兩對喇叭,接上同一臺晶體后級也必定會有不同的聲音表現(xiàn)。擴大機輸出功率|8負載|4負載1W-2.83V-2V 2W-4V-2.83V 3W-4.9V-3.47V 4W-5.66V-4V 10W-8.95V-6.33V 4喇叭的需求電壓雖然比8低,但需求電流卻比較高,以4W輸出為例,8喇叭是0.7A,而4喇叭則吃1A電流,因此大家都說低阻抗喇叭比較難推。dB是分貝,它的計算式會因功率或電壓、電

6、流之倍數(shù)會有所不同,喇叭的效率是以功率計算。我們現(xiàn)在以阻抗變化甚大的某喇叭為例,說明大多數(shù)情況下,7W的晶體機的比7W的真空管機來得有力重點就是低抗時的電流。喇叭阻抗晶體管機功率真空管機功率8-7W-7W 4-14W-7W 2-28W-7W只要驅(qū)動電流夠,晶體機的輸出功率會隨著喇叭阻抗的降低而提升,故不只是7W而已。但管機有輸出變壓器交連,功率不隨喇叭阻抗變動。所以此時是不是晶體機的7W比真空管的7W夠力?這就是最簡單的奧姆定律。3/5a既是低效率又兼高阻抗具恒阻特性的喇叭并不多,因此當喇叭阻抗猛往下降時,管機就可能使不上力,所以管機后級推Dynaudio喇叭比較不容易發(fā)出好聲,因此時喇叭欲吃

7、電流,但真空管卻是電壓組件,無法提供電流;可是換成LS-3/5a就不一樣了。3/5a阻抗|晶體機功率|管機功率15-3.7W-7W 11-5W-7W 8-7W-7W 7W的晶體機接上第一代3/5a就只剩大約3.7W,接第二代3/5a也不過是5W;可是管機就一直維持7W輸出。故遇到3/5a這對高阻抗喇叭時,管機的7W就比晶體機的7W來得夠力。因此就晶體機言,高阻抗喇叭較不好推。但為何3/5a的阻抗會高至1115?它采用的KEF T-27A高音單體及B-110A低音單體都是8。這就是詭譎之處,依KEF單體規(guī)格設計分音器及音箱,不必訝異,你會發(fā)現(xiàn)LS-3/5a根本是錯誤的設計!若是高阻抗再加上低效率

8、,那這對喇叭鐵定難伺候,偏偏3/5a就有這種特性。因此有人用大power推它,但3/5a又吃不下大power,功率太高就容易將它的低音推到觸底它的KEF低音單體沒啥動態(tài)?,F(xiàn)在我們來看看喇叭效率與擴大機功率的關系,比對的喇叭是LS-3/5a及Klipsch的Klipschorn,從下表就可看出低效率喇叭較難伺候。Klipschorn大喇叭LS-3/5a小喇叭104dB/1W-81dB/1W 107dB/2W-84dB/2W 110dB/4W-87dB/4W 113dB/8W-90dB/8W 116dB/16W-93dB/16W 119dB/32W-96dB/32W 122dB/64W-99dB/

9、64W-?125dB/128W-?-102dB/128W-?第一行104dB與81dB是兩款喇叭的標稱效率,3/5a的99dB打個?號,代表3/5a根本無法承受64W連續(xù)輸入,因低音會觸底,50W連續(xù)輸入就已是最大值。而Klipschorn喇叭在1W輸入時,就得到104dB的音壓,這是LS-3/5a打破頭也無法做到的事。至于125W加個問號,那是原廠公布Klipschorn最高連續(xù)承受功100W,故當128W連續(xù)輸入時,Klipschorn也會不了。由于Klipschorn的效率高達104dB,若擴大機的訊號雜音比(S/N)不夠高,那不用轉(zhuǎn)音量旋鈕,喇叭就會發(fā)出惱人的嘶聲和哼聲。對于擴大機的殘

10、留雜音及哼聲,高效率喇叭倒是具有明察秋毫的效用。3/5a的效率到底是多少?本文假設它是81dB,記憶中好像也是。但1995年10月號Audio年鑒上,KEF 3/5a的效率注明是85dB,阻抗則仍維持11。最令我大吃一驚的是:這對小喇叭竟然飆漲到US50一對!老天,KEF 3/5a有這種身價嗎?如果它有1450美金的音質(zhì),那我也毫不臉紅,傳輸線設計的DaLine一對賣2400美金!可惜賣到現(xiàn)在,DaLine喇叭已全數(shù)售罄。81dB/W/m絕對是低效率,美國Apogee以生產(chǎn)平面式喇叭聞名,它的Duetta.2只有78dB/W/m,由于效率過低,被評為反應遲鈍,非得用每聲道250W的大power

11、推不可。注:英國KEF及Celestion這兩家喇叭公司早就出售股權(quán),目前的老板是香港商,因此改變營運方針;KEF高音單體T-27及低音單體B-110皆已停產(chǎn)。不論有什么改進,3/5a的最高音壓卻仍不及Klipschorn的基本標稱效率。再計算標稱效率至最高音壓的范圍,3/5a大約是18dB,而Klipschorn大約是21dB。這里透露著兩點,一是以300B單端每聲道7W管機推Klipschorn喇叭,它的表現(xiàn)絕對會比40W2的晶體后級推3/5a喇叭來得輕松自在、有魄力。第二點則有賴大家共同研究,是不是高效率也同時代表高動態(tài)?若果真如此,曹永坤先生就有先見之明。準此原則,吾人當選用高效率喇叭

12、,這樣后級輸出功率不必動輒數(shù)百瓦。當然,上百dB的高效率喇叭通常體型龐大,若是緊貼墻擺,又完全聽不出音場、深度。但以一般家庭聆聽音樂或觀賞AV用,效率似乎也應在90dB以上。然而,低效率喇叭就代表低動態(tài)?很不幸,3/5a及本人的DaLine卻是明證。當然ATC可能會不同意,ATC的SCM20為8/83dB效率比DaLine略高,但它的連續(xù)承受功率竟然是200Wrms,因此計算其最高音壓竟然高達106dB,絕非LS-3/5a或DaLine之輩能比。晶體機驅(qū)動高阻抗喇叭會降低功率,但也有例外,McIntosh雖是晶體機,卻因為有輸出變壓器,故其輸出功率不會隨負載阻抗變動而變動。好在音響圈中特例不多

13、,沒有輸出變壓器的真空管機不多見,有輸出output的晶體機也唯有McIntosh。而標稱阻抗高過8的喇叭,這些年來也很少見。故現(xiàn)代管機的輸出變壓器,理應只須要有4及8兩個繞組輸出。應選用高效率、高動態(tài)喇叭接駁低效率低動態(tài)喇叭時,后級的輸出功率不能太低,以免推不動;但輸出功率又不能太高,以免喇叭受不了,故常兩難。低效率低動態(tài)六個字若不能理解,改成低效率低最高音壓八個字就比較明顯。世上喇叭何其多,但在規(guī)格表上明確注明最高音壓者,卻不及百分之一。若有最高承受功率是連續(xù)不是瞬間,就可從效率計算過來。例如效率86dB的某款喇叭,其連續(xù)承受功率160W,我們就可輕易計算出它的最高音壓是:108dB。利用

14、工程型電算機按幾個鍵,160 log10=22,86+22=108(dB);而22dB大致上就是此喇叭的動態(tài)。動態(tài)范圍dynamic range之值以dB表示,數(shù)值愈高愈好。音響器材性能表中有動態(tài)范圍者,大概只有CD唱盤及影碟機;揚聲器廠商幾乎都不會注明此規(guī)格,以避免自曝其短。動態(tài)范圍可說是由最低到最高的變化、由最小到最大的變化,也由最弱到最強、由最暗到最亮的變化。音響器材動態(tài)愈大,就愈能表現(xiàn)由最弱音到最強音的變化。CD唱盤的動態(tài)甚少低于90dB,但揚聲器卻甚少高25dB。這種直接比較合理嗎?當然不正確,因CD唱盤的動態(tài)范圍是電壓倍數(shù)的變化,而喇叭的動態(tài)范圍是功率的計算。我們常說前級的十倍放大

15、具有20dB的增益,但10W功率卻換算成10dBW,而不是20dBW,請看底下的說明。都是dB值,功率的計算是:數(shù)值log10,電壓、電流計算是:倍數(shù)log20,因此100倍的電壓放大就是40dB。若某前級具14dB增益,它的放大倍數(shù)是多少?利用工程型電算機按幾個鍵:14(dB)20inv log=5(倍)。若是某效率86dB喇叭的最高輸出音壓是105dB,換算成最高承受功率就是105-86)10inv log=79.5W。而105-86=19(dB),就大約是它的動態(tài)。分清楚電壓增益的dB與喇叭功率的dB,你就會明白為何Hi-End廠都反對將后級擴大機的輸出功率標示成dBW。因50W是16.

16、9dBW,而500W雖是超大power,但也僅是26.9dBW??雌饋硭坪?0W與500W之輸出功率差不多,故廠商可能以消費者不容易懂做理由,一直反對標示dBW。若喇叭的最高音壓-效率即是它的動態(tài)范圍,那一般家用喇叭的動態(tài)有多少?不論是Avalon Asent、Thiel CS5i、B&W 801,都絕不超過25dB!往專業(yè)領域找,Rey Audio的RM-8V效率是100dB,最高音壓是130dB,有30dB動態(tài),30dB正好是1000W,亦即RM-8V可承受1000W。Rey Audio還有音壓更高的RM-1800,其型號有兩個意義,一是采用兩只18吋低音單體,一是喇叭高度為1800mm。

17、有一年恰客與飛鳥在大阪開演唱會,就用了4對RM-1800。再思考一個問題:若兩對喇叭的阻抗與效率皆相同,用同一臺擴大機驅(qū)動,是否會得到相同的音壓?數(shù)字通常是不會騙人的。不會一樣,經(jīng)多年實際操作經(jīng)驗顯示,差異性極大。在無響室內(nèi)所測出的效率,不一定能含蓋低、中、高頻,因此同樣都是95dB/8的兩對喇叭,其最低驅(qū)動功率(擴大機輸出功率),可能一是20W,一是50W。但高效率喇叭也確實有其優(yōu)點,以102dB來說,那是指1W輸入;若是0.5W輸入,它也有99dB!就算是0.25W輸入,也高達97dB。以一般家聽音樂,很難有機會發(fā)出97dB的音壓,故7W輸出絕對夠用啦。通常高效率喇叭的體型都比較大,其共同

18、特點則是低頻不足,或是說:它們無法發(fā)出真正的低音。想測試它很簡單,用電影配樂CD一試便知。主要原因是單體的Fs不夠低,當年它們須要的是高效率、干凈有punch的中低頻,又沒有電子合成器,故極低頻可以犧牲。若是早期的大型高效率喇叭,低頻不凝聚不說,喇叭貼著背墻、側(cè)墻擺,左右相距又僅一米,應該有的音場及深度,都會被遮蔽掉;基本上常是糊成一團,毫無透明感。Altec A-5劇院之聲是大喇叭,效率高過102dB。你一定認為搭配7W輸出的300B,一定沒問題。我有位朋友,用A-5已好幾年,但最近他忽然發(fā)現(xiàn):用200W晶體后級推才能發(fā)揮A-5潛能!你一定不相信,以200W后級推效率103dB的喇叭?不是很

19、容易推爆?事實上它是推翻一堆音響Pro。聆聽環(huán)境的背景噪音要低理想揚聲器是高效率、高音壓,因為這樣才可以將音樂最低音到最高音的變化完全表現(xiàn)出來。不過要談動態(tài)范圍,那可千萬不能遺漏環(huán)境噪音這個重要因素。聽音環(huán)境愈安靜愈佳,但除非是專業(yè)錄音室,一般經(jīng)過略為裝修的音響室,其背景噪音也都在35dB以上這是指夜深人靜時的量測,大白天的情形更糟。而背景噪音之高低也與動態(tài)范圍有直接關聯(lián),噪音愈大,就愈需要喇叭發(fā)出高音壓以呈現(xiàn)樂曲的最弱音符。故聆聽環(huán)境的背景噪音及器材的殘留噪音絕對是愈低愈佳,就算是欣賞5.1聲道的AV,要求也是一樣。由于背景噪音高,因此聲音要更大,才能聽到音樂的全部細節(jié)。但就算器材表現(xiàn)沒問題

20、,高音壓也會帶來困擾,一是鄰居會向你抗議,二是對耳朵有可能造成傷害。在熱門迪士可舞廳,為了營造氣氛,也為了壓抑消費者說話的聲浪,它們的PA音響常開足馬力,音壓都超過120dB,長時間處于那種環(huán)境下,極有可能會對人耳造成傷害。居家不同舞廳,而家用音響因管機又回頭流行,不僅名管WE-300B重新生產(chǎn),JBL、Altec老喇叭也逐漸重回市場。不過這些號角喇叭雖效率頗高,但體型也都甚為碩大,一般家庭并不適合擺放。此外還有一個疑慮:這些喇叭的音質(zhì)與其效率成正比嗎?好像不是吧。由低到高的效率要均勻大多數(shù)音響迷都知道揚聲器的效率測試:首先要在無響室,拾音麥克風距喇叭軸心一公尺;再由一臺標準擴大機送出2.83V的sweep訊號?;蛟S你不同意,以前也有國外知名廠商反對在無響室測試,聆聽空間怎么可能是無響室?但這是共同的標準,就像升學考試一般。假設某三音路喇叭,其軸心位置正好是中音單體,實測值為87dB。此時將麥克風上移對準高音單體,以及下降對準低音單體test;若兩次實測都是87dB或非常接近87dB,那就是效率均勻。但很不幸,難免有誤差,甚至于差很多。我經(jīng)常批評英國B&W 801是爛喇叭,為何?就是效率不均勻,低音單體的效率至少比中、高音低2dB!不論用什么高檔擴大機推801,你應該很輕易的

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