今天的喇叭系統,大體上可分為以下兩大類：
(一)落地型系統(Floor System)。
(二)書架型系統(Bookshelf System)。
落地型系統的正統使用方法乃是把它直接放在地板上面,並且它與地板之間必須有腳架。偶爾也規定要把它放在離地板較高之處,因此有專做放置的平台。通常,屬於這類的製品以形狀大的較多,又可分為高瘦型和低闊型兩種。
「書架型」這個名稱是開始於美國。到現在還沒有正式的名稱,但是也沒有較適當的名稱,所以在習慣上,大家都稱之為「書架型」。這個「書架型」三個字的意思就是這種喇叭的體積是能將它裝入書架中那麼大的意思。但是,如以現今的房屋來說,則除非是特別小的喇叭,否則就無法把它裝入書架上。有時候,就是最大的書架也無法裝入大型喇叭,雖稱做書架型喇叭,因此不能以尺寸和落地型區別。普通所謂「書架型」者是指四個側面版(Side)都做好,而可直、橫兩位置使用者。但是如以這樣來做區別,那就毫無意義了。在一般常識判斷上,正面的尺寸是35x70cm,深度32x35cm,這種大小當做書架型喇叭的最大限度。
障板喇叭箱
除了靜電式等特殊的型式以外,喇叭組件需要把它附設於障板(Baffle)上。因此這個名詞也就是指阻擋物或遮閉板的意思。當喇叭組件要發出聲音的時候,就是在振膜片(Diaphragm)的前後部響出的。(如屬Cone型喇叭則指紙盒紙)。本來,只要能在前方發出聲音,喇叭的目的,即可說已經達到了。但從後方發出來的聲音,則因為相位位置相反,所以和來自於前方的聲音互相抹消,因而音量減小。因此,需要設法阻擋來自後部的聲音,障版的作用,也就在於此。兼有障板作用而裝上喇叭的東西叫做喇叭箱。因此,帶有障板作用的喇叭箱,對這個喇叭的聲音具有很重要的關係。換句話說,能使喇叭的音響再生機器發揮效果的就是喇叭箱。因此每當有關喇叭系統的討論上,也就不能不談到喇叭箱。而且能活用這喇叭系統的最佳喇叭箱,或要把適當的組件,裝入某種尺寸的喇叭箱等各事項,就必須在開始設計當時就加以考慮。現在的喇叭,也就依照了這種設計觀念而製造出來的。
至於上述的障板作用,大體上可分為如下五種類型：
(一)有限障板
這是一般所稱為平板障板的最簡單者。簡單地說,這種形式的喇叭是要把喇叭裝在阻擋板(它的作用是要阻擋來自後部的聲音響到前面)上。然而,這種阻檔聲音的效果,必須與音的波長成反比例,並要擴大它的尺寸。舉例來說,如果想完全再生至50Hz,則需要50Hz的半波長尺寸。50Hz的波長約6.8m,所以必須要把喇叭,裝在巨大的板上。否則喇叭本身雖然能發出這種頻率,也無法得到完全的再生效果。
(二)無限障板
這種無限障板的構造和有限障板的構造完全相反。目的在於要把來自後面的聲音完全阻擋。例如說,把喇叭裝在牆壁上的時候是為了要造成徹底的無限障板狀態。這種方法最能使喇叭再生它有效再生頻率的最低音。密閉喇叭箱就是把這個無限障板原理適用於喇叭箱的,不過,如果要把喇叭裝入容積有限的喇叭箱內,則因為由後部發出的聲音沒有去處,所以就會在箱中加壓力於振膜,因而它的內部容積愈小,喇叭就愈受影響而發不出低音。所以,密閉箱必須設計大型的。這個組件的最低共振頻率(fo)和喇叭箱容積,也就可以決定密閉箱之大小。同時箱內的反射會以種種方式,給予喇叭的動作惡劣影響,因此要把吸音器材密貼,以求吸收這種反射音。以相反的方式,將這種無限障板加以利用的是,出現於1950年的氣墊式(Acoustic Suspension 或叫 Air Suspension)小型密閉箱系統。這個系統也就是書架型喇叭的前身。至於這種系統的細節,將詳述於後文。
(三)低音反射式
自從1930年以後有利用來自喇叭後面的聲音,使它能從有限容積之喇叭箱內發出低音。而且這種創意,早已走上實用化。這是在障板上開了一個所謂反射孔(Duct),並使來自背面的聲音和在正面放射的聲音,變成同相位以後,能有增強同音域音量的作用。為了要求這個反射孔的最佳效果,則必須依據喇叭箱的容積、喇叭的特性,事先作嚴密的計算。至於反射孔的尺寸、位置以及形狀等,則種類極為繁雜,這種反射孔的安裝方法,有在前面障板設有窗戶式開口,把音響抵抗加以反射,無限障板和低音的性質所不同的乃是得自這種相位反轉的最低音以下頻率,會突然間發不出來。(在無限障板,則只要喇叭箱容積適當喇叭的共振頻率以下,就會以12dB曲線下降)。
(四)HORN障板
舊式Acoustic 唱機,都附有牽牛花型喇叭。它從Sound Box再生出來的聲音雖然很小聲但增裝了這種喇叭以後,聲音就變得特別大。由這一點可以看出,喇叭的效果是如何地大。這即是說,horn能把小面積振膜片所發出的聲音,變換為如同大面積的空氣振動放射。但是,依據形狀和尺寸,horn會有不同的音響擴大作用。首先要依據開口部,來決定裁減的頻率;開口部的一邊長度(如形狀係圓型時,則只horn開口部的直徑)愈大就愈能發出低的頻率,所以如果要以horn把音樂所使用的低音樂器音域再生,則開口部必須要大。
特殊的大型系統如Altec A-7(Vioce of Theater)、Vitavox的Bi-tone Major以及最近的Pioneer CS-H9等。這是要把低音喇叭(低音域組件)變成Short horn,喇叭箱變成相位反轉型,然後要把中高音域組件配上horn型。
另有一種比較特殊的製品是音響迷路型。這種製品在喇叭箱內部設許多劃分的地方,而伸長由喇叭後面出來的音道,並在這音道上貼有吸音材料。這種方法也就可以降低喇叭系統的最低振頻率至低音極限(Low End)因而可達到充分的再生效果。不過,此種喇叭箱的製造既複雜,而優點卻少。利用這種方式的製品,則只可舉出美國的VIC Ventury喇叭系統。
以上是障板的若干基本的分類各有各的優點,所以無法斷定到底哪一種最好。今天所廣泛使用的書架型製品只屬於相位反轉型或密閉型兩種,這不僅是由於它的生產量高,而且也由於對這型式製品的技術探究最進步的緣故。
整理成為一個喇叭系統
理想的音響器材是要盡量以最簡單的方式,得到最佳的特性。不過,在現實上則會因許多因素而無法如此做,因此音響器材就唯有走上複雜一途。
本來,以喇叭系統來說,能把一個組件裝入一個喇叭箱,這是最好不過的。那麼,在SP時代那種處理狹小音域的時期,則隨著它的原直徑和長度增長,也要擴大開口部。因此,需要有充分的長度和開口部的空間,因此,全音域的horn喇叭系統形狀,就變得非常巨大,因而也會變成所謂Mammoth System(Mammoth為古代的巨象)這也就可以說明,為什麼找不出這種類型的製品。
為了要把這種長型horn裝放入小空間裡面,就有所謂的折合式horn。這種製品的開口部,連結在牆壁或地板上,因而不少這種製品,也都可以得到和大型horn同樣的效果。
其中,屬於落地型的大型系統KLIPSCH horn則可謂是上述系統的代表性製品。使用時要把它放置於室內角落。這個時候horn的開口部和兩面壁有連結,所以可以將低音再生音域伸大。
horn障板的特徵是它的音響變換效率非常高。這一點在現有的喇叭系統中,它是最好的一種。但是,其組件和horn相配的特性,必須維持均衡,也不能在horn的音道中產生「相反的音」或「干涉的音」。
同時,在中音域以上,其指向性會變成尖銳的傾向。因此,會有許多問題發生。
(五)混合型
另有一種喇叭系統是將上述的各種障板優點加以利用,然後造成了一種複合型性質的喇叭系統如果以2音路、3音路等多路方式構成系統時,就要在中、高音域組件增設horn,在低音域則要附設密閉型,或Bassreflex這是一般的方式。
到了LP時代以後,則20Hz~20KHz如此廣大的音域再生,已變成Audio的目標,而且音強範圍,也有由小電平到大電平的那種不具有失真率的再生效果要求。因此,要把廣大音域的大變動範圍,發揮沒有失真率的再生效果,則只靠一個喇叭組件已經不夠用。同時,這在理論上,也是不可能的。這種事實也就可以由1930年代有聲電影喇叭系統,早已採用2音路方式這一點來證明。自從唱片的LP化以後,為了廣音域之再生,出現了2音路、3音路等大型的製品這是音源之發展所要求的自然結果。所以在1950年,就有如同Electro Vioce Patrician等龐大4音路系統製品出現。
1950年就是這種大型系統製品之全盛時期,所以對音響具有熱心的業餘人士,為了自創出具有最高性能之製品,而費了不少心血。
然而,自從1950年末期到1960年的初期,喇叭系統就進入了大改革的時代。這是由兩種完全不同的動機很巧合地,將新式樣導入喇叭系統的緣故。
其中一種原因是,再1954~55年間,美國的Edgar Villchur竟發表了新製品AR-1。這是把喇叭裝入於叫Acoustic Suspension(氣墊式)新的小型密閉型喇叭箱。
也就是在當時能用過去的大型系統之大約八分之ㄧ的小型喇叭箱,來得到同樣廣大音域之再生這的確是個驚人的事實。在美國這種氣墊式喇叭,曾經在喇叭專家中引起不少爭論。但是,最後的結局卻是,具有製造大型喇叭系統的全部一流廠商,都以某種形式開始發售小型系統來結束了這場論戰。
嗣後,小型喇叭系統也就趁了音響再生的時代潮流,而能有急速發展。同時,音響急速普及的原因,也就是因為有了如此良好性能的小型喇叭系統產生的關係。總而言之,小型喇叭系統和音響唱片,都能互相在最恰當的時機,配合而發展。如果,缺少了其中之任何一個因素,這兩種製品,也就不可能有如此急速的發展,及成果。
製造喇叭的廠商和專家們,停止了小型喇叭系統的論爭以後,到底用了哪一種方式或組件,這我們就不必去管它,只要我們能知道,他們確立了一個共同的目標,而要把此製品整理成一種能發出良好音響的系統,這就已經可以使我們了解,1960年以後的喇叭系統變化的概況。簡單地說無論他是哪一種方式,它們所採取的製造路線是先把喇叭箱、組件和其他喇叭音響的特性,加已有連貫性的決定要素,然後才採取設計和實現的步驟。那麼,進入這種階段以後,也就和業餘人士以興趣來購買組件的零件,並把它放入自己所喜愛的喇叭箱去做成一個喇叭系統這種方式,有了很大的差別。
在另一方面,音響再生裝置的廣泛普及,和生活環境的變化去使再生裝置本身,成了室內裝飾對象之ㄧ環。因此,喇叭在技術和外觀的設計上都被重視,並且對它的機能也有新的看法。上述的各項要求和音響再生的基本問題,到底會有什麼關聯？這也許談不上什麼關係,但是在基本上卻為了系統性能之進步,而已經確立了技術上的追求方針。如果要把喇叭加以詳細的討論,則問題將會層出不窮。在此僅以今天的喇叭系統的實際情況為主題而已。
轉載無線電技術第70期1976.5月號 揚聲器種種˙陳兆開/
留言列表
