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廠家規格:

型式:落地型全音域系統

驅動單元:10吋氣墊式低音喇叭×2、8吋中低音氣墊式喇叭×1、1½吋磁液懸垂式高音喇叭×1、¾吋半球型磁液懸垂式超高音喇叭。

分頻點:200Hz、1.200Hz和7.000Hz

阻抗:正常4歐姆、最小3.2歐姆。

控制單元:三個三段開關,分別控制中低音、高音、超高音輸出電平。

效率:1瓦特輸入時在一公尺軸心位置有87dB音壓。

建議驅動功率:不得低於50W一聲道。

尺寸:14½吋寬×15¼吋深×48吋高

重量:37公斤(82磅)

參考價格:美金550(一隻)

  AR公司新推出的AR90型揚聲系統為一全音域落地型設計。從正面看來,AR90系統有1.1公尺高(43英吋)和37公斤重的身價(壯觀吧!)。揚聲器的外殼飾以一層胡桃木皮,正面和兩側的底部則有黑色的防塵罩。整個的揚聲系統較AR公司的頂級產品AR9要小上一些(當然價格上便宜了許多),不過基本上仍是同樣的設計理念。

  AR90揚聲系統為一五喇叭四音路設計。一個19mm(¾吋)半球型超高音喇叭涵蓋7KHz以上的音域。38mm(1½吋,也是半球型的高音喇叭)則處理1.200到7.000Hz的音域。在以下則是一個200mm(8吋)的中音喇叭驅動200Hz至1.200Hz的聲音。最後在揚聲器底部的兩側則是兩隻250mm(10吋)的低音喇叭負責處理低於200Hz的聲音。較為特殊的是兩支驅動單元裝在音箱的兩側,原來的設計是希望增加從牆壁反射的低音,而盡量減少可能發生的對消作用。

  隨揚聲系統另附一份印刷精美而說明很詳細的使用手冊。有有這份使用手冊,相信就是一個生手,也可以很順手的使AR90系統發揮它的功能。對於一個玩音響的高手,這份手冊還附了如何取下驅動單元,以便萬一發生問題時可以更換的方法。每個系統都附有五年的使用保證。另外值得一提的,雖然整個系統又高又重,但整個系統的重心卻是在靠近底部的地方,它可以承受來自兩側強大的推力而不致於傾倒,這對於揚聲系統擺設位置的選擇,可以有很大的方便。

功能測試

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  如圖1所顯示,是AR90系統在功率擴大機驅動下的阻抗曲線圖。因為揚聲系統有9個不同的等化位置(超高音、高音和中音驅動單元各有3段等化選擇)所以事實上應該有9條不同的阻抗特性曲線。圖1中只選擇繪出較為重要的兩條,分別是揚聲器的最高和最低阻抗特性,標有"0dB"的曲線是在所有的等化開關皆置於0dB位置時所測得。另一條曲線則是全部的等化開關皆置於6dB位置時所測得。

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  圖2所示為一複數極座標圖,顯示從20Hz至20KHz揚聲系統的阻抗特性(於0dB等化位置)。實驗所測得最低阻抗約為3歐姆,和AR公司所標示的3.2毆姆相當接近。如圖可知,功率擴大機驅動時,最可能發生問題的頻域大約是在1.3KHz左右。在這個頻域揚聲器的阻抗約為4.5毆姆和28度的相位延遲。如果AR90必需置於和功率擴大機有數米距離,筆者建議使用較大規格的喇叭線連接,不僅可以減少一些功率損失,同時對於較低阻抗的AR喇叭頻率響應,也可以有些改善。舉例言之,AR公司建議當接線有40英呎長時,揚聲器應以16規格的接線連接。

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  一公尺軸心的無響室頻率響應測試結果,示於圖3圖4之中,這兩個測試都是將揚聲器全部等化開關至於0dB位置時所測得。如圖3所示,頻率響應在1KHz以下有相當和緩的衰減,大約是每8度音程3dB左右。而低音部分較中音部分又有更大的衰減。關於這點基本上和AR公司的設計理念有關AR揚聲器在設計上希望能從聽音室兩邊牆壁的反射而使揚聲器的低頻部份可以有較均勻的空間能量分布。

  雖然兩個十吋的低音驅動單元均指向揚聲器的兩側,不過在一公尺軸心的頻率響應測試,無論是將麥克風置於揚聲器正面的正90度成負90度方向,均未發現揚聲器於低頻有明顯的指向特性。換句話說,圖3在低頻方面的衰減,來自於無響室的測試結果,和麥克風擺設的位置無關。

  一公尺軸心的相位響應測試示於圖4中,測試麥克風置於揚聲器正方一公尺處,這段距離對音頻的傳播約有2.97微秒的延遲。經測試超高音驅動單元約有3.07微秒,高音驅動單元有2.976微秒,而中音驅動單元則有3.234微秒的延遲。圖4所示三條曲線,均考慮了音頻傳播和驅動單元的延遲現象,經過修正後所得,可算是較純粹的相位移轉測試。這項測試以一個正向的終點電壓,所產生的正向音壓,減去因波傳遞和驅動單元的延遲現象,以為測試的基準(即0°相位移)。除了少數例外,此法測試所得各應是驅動單元最小相移情況。但對於我們所測試的AR90系統而言,此法測試所得並非最小的相移情況。因為在整個音頻範圍內,時間的延遲隨頻率不同而隨時會有異動。尤其是在各個驅動單元響應重疊的部份。(譯註:AR工程師們認為類似於此的相移差異是確實存在的,這是多音路系統所不能避免的複雜性之一。)

  對於實際的聆聽效果,只有一種更為有趣的測試方法,即是所謂三公尺室內響應測試。所得結果示於圖5之中。在這一個測試,將AR90系統置於一聽音室的正常擺設位置,拾音之麥克風則置於揚聲器正前方三公尺處,距離地板約一公尺高,約是使用最常採用的聆聽位置。如圖所示最初的13微秒內到達麥克風的直射音,如果是大型樂團的大動態樂章,在播放之初,揚聲器可能會有些微的染色效果。

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  圖5所示有兩條曲線,較上端的一條測自AR90三公尺的軸心位置,較低的一條則是將麥克風移離軸心30度距離所得(取這樣角度測試,是因為使用者在聆聽樂章時,通常處於0度至30度的距離。為了能有較清楚的顯示,如圖只繪出在10dB內起伏的響應曲線)。

    可以預期的,在音域的最高部份,離軸測試較軸心測試有輕微的衰減。軸心室內響應測試在600Hz以下和無響室響應測試並無二致。在600Hz至1.200Hz,即中音範圍內,因為天花板和地板的散射作用,頻率響應有較寬廣的表現。於正常立體聲聆聽位置(即較低的一條曲線),響應在1.000Hz左右有輕微的提升。在往上則因缺少地板反射有些衰減。在前項測試中所得知的,有關於高頻部份的提升和這兩條測試曲線,事實上是有些相關連的地方。在9KHz的音域提升3dB左右,可以使室內頻率響應在測試時更加平坦。大體言之,這個系統有相當平坦的頻率響應。只有在聆聽包括打擊樂器的大動態樂章時,這個揚聲系統才需要在高音和中音部份,由等化器作必要的修正。

 

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  水平和垂直擴散性測試示於圖6圖7之中,此二圖以極座標繪成。這項測試是在20Hz到20KHz的整個頻域內,以聆聽位置和揚聲器之角度為參數所獲得。就如同我們所期待的,除了在最高頻部份有些衰減,水平擴散性在揚聲器的正、負30度內都相當良好。因為揚聲器的驅動單元都安排在同一條直線上,為了獲得這個揚聲系統在擴散能力方面的等化作用,這項測試安排了4種不同的等化情況:(1)全部開關接至於"0dB"位置。(2)超高音等化置於"-6dB"位置,其餘開關置於"0dB"。(3)高音和超高音置於"-6dB"位置,中音則至於"0dB"位置。(4)全部等化開關置於"0dB"位置。如圖所示較值得注意之處,倒不在於音量的削減。而是在離軸相當大角度的部份,高音有些不規則的擴散性。很顯然這是揚聲器的防塵罩影響。防塵罩約手指寬的深度,對離軸大角度的水平擴散性有些影響,不過在實際聆聽時,是不考慮這個因素的。

  垂直擴散極座標圖顯示,在超過軸心線垂直30度方向,音頻能量呈現連續性的變化。一個同時進行的無響室頻率響應測試顯示(未示於圖中),在超過這個垂直角度範圍,頻率響應有相當的變化。這項改變並非來自防塵網的散射作用,而是由於驅動單元響應重疊部分互相干擾所形成。

  這兩個極座標測試顯示,在垂直擴散性方面,以聆聽角度為參數,直射音響應有互相干擾的現象。因之是故,反射物質如大面積的傢俱等,不應放在AR90的前面或兩側2英呎之內,同樣的道理,AR90也不應置於反射能力較強的空間之中。

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  在基音E1(41.2Hz)、A2(110Hz)、A4(440Hz)的諧波失真示於圖8之中,因為低音驅動器只處理低於200Hz的頻域,A4基音的測試是有關於中音驅動單元的功率容量問題。低頻部份由兩個10吋的單元驅動。如圖可以看出,這些單元的諧波失真都相當低。而當驅動電平增加時,諧波失真的增加亦相當和緩。

  因為低音驅動單元不處理高於200Hz的頻域,我們有關於互調失真的測試(IM test),即在基調E(41.2Hz)上,加上較高的音調,再觀察E調對它的影響,基本上是有其限制的。在前面的測試中我們曾經提到在中音部分,揚聲器有些粗糙的響應。而這些不和諧的響應可能源自於驅動單元的交越調制作用(Crossmodulation effect)。以下這個測試,即是針對這個部份所可能引起的中音交越調制而作。這個測試較顯著的結果示於圖9之中。在這個測試中,我們以一個中音C調(261.6Hz),混入一個相等電平,較C調高8度音階的E調(659.3Hz),如此我們獲得在1.057Hz(這是兩倍C4調減去E5調)和1.579Hz(這是兩倍的C4調加上E5調)的交越調制影響。交越調制和輸入音調之間的電平能量比亦示於圖9之中,從40μW到40W功率輸入,以百分比方式顯示。值得一提的,就是在40W的功率輸入時,此項交越失真仍然低於百分之一點五。

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  有關於AR90的輸出音壓和輸入電平之間的關係,示於圖9之中。在這個測試中我們以C調和A4調為輸入音調。一個良好的揚聲系統,應能在極大的電平範圍內。維持其輸入電平和輸出音壓良好的線性關係,AR90系統在這方面有令人訝異的優秀表現,只有在50W的平均功率輸入時,其輸出聲平才有些輕微的衰減,並且這個線性關係一直維持到0.1W的輸入。

  AR90系統在衝擊音測試方面也有同樣良好的表現,我們以同樣的C調和A4調測試,在同一瞬間輸入相當達20dB的電平,AR90的輸出只有不到1/10dB的衰減,這項測試模擬一個大型樂團的毒奏樂器情況(例如:一個小提琴協奏曲之中的小提琴),當整個樂團輸出音量加大時,獨奏樂器的音量必須隨著樂章進行而起伏。而不是隨著樂團音量的大小而變化。就是在處理高達100W的輸入功率時,AR90系統在這項測試中仍然表現良好。

  以上兩項測試,企圖尋求揚聲系統在大動態電平輸入時,對於立體影像顯現的能力。很多揚聲系統在這項測試時,都曾遭遇若干困難。為AR90系統在以上兩個測試中有相當優異的表現。

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  一公尺軸心響應曲線,以輸出功率──時間為參數,示於圖10之中,這是AR90系統衝擊音響應在時間上的分佈情況。拾音麥克風置於揚聲器正前方約1公尺處。首先測試的音調是在比中音稍高的部份,約是2KHz至4KHz的頻域。如圖所示第一個輸出能量極點在2.976微秒位置,第二個能量極點則在3.071微秒位置。這個部分和高音驅動單元相關,涵蓋高於5KHz的頻域。第三個能量極點於3.234微秒位置,和中音驅動單元相關連。因為此項測試涵蓋從20Hz到20KHz的全音域,我們可以發現高音驅動單元在時域分析上影響最大,因為它們涵蓋了最大的音域。

  此項測試顯示,來自各個大小不同驅動單元的聲音,在時間上的差異。有些聲音在揚聲器面板上散射掉,不過這些散射的聲音比例很小,而且和揚聲器的直射音混在一起,在3.5微秒以後的時間──能量分佈情況,即是這些散射的聲音和低頻反射音混合所影響。

實際聆聽效果

  對經過各種不同擺設位置的試驗,最後我決定這揚聲器最正確的擺設方式,應是背對一座牆,但兩側則保持距離牆壁一段距離,同時經我數度調整揚聲器上的音調等化控制,最後我決定將全部的等化控制置於0dB位置,而在我的前級擴大機的音調控制部份做一些必要的調整。

  這個揚聲系統在一般的立體聲聆聽位置,低頻部分較別的頻域有更佳的平衡。在100Hz左右的低頻有些溫和的提升。在中音C調以下的8度音程之間部份頻域有些染色現象,經我前級擴大機的傳統調整控制仍不能獲得改善。靠近這個揚聲系統時,會感覺低頻部份有些突出的現象。在正常的聆聽位置,這應該不會構成什麼問題。但是如果在房間之中走動,例如將AR90當做舞會中的訊號源,低音突出的現象可能會導致一些不良影響。推測會造成低音突出的原因,可能是因為將AR90系統的兩側所致。

  這個系統在高音部分略嫌明亮。正常的情況,我通常建議將喇叭正對聆賞位置。但對於AR90系統,因它的兩個驅動單元置於揚聲器的兩側,所以我不做如此建議。一個更佳的辦法似乎是將揚聲器置於和背牆平行的位置。再略略調整一下音調等化控制,提升部份高頻響應,我發現經過這樣的調整,大約是在9KHz頻域提升3dB,使得這個揚聲系統在最高的頻域能有更佳的音質。

  就我個人的感覺,這個揚聲系統的立體影像很是明晰。相形之下,層次感就要欠缺一些了。不過就我個人而言,要有適當的層次感,一直都是很困難的。對這對揚聲器,我有一種感覺,音樂的影像似乎向前移動了若干,同時深度受到了一些壓縮。

  這對揚聲系統能處理大動態範圍的樂章,而不會有任何破裂的聲音出現。我發現只有在兩個音域和輸入電平高低有些關連。一個是在1KHz至5KHz的頻域,最明顯的是女高音的獨唱部份,聲音聽起來有點粗糙,另方面,管絃樂團的弦樂器影像似乎有些移動,音色也有些異樣。有些樂器,例如銅管和號角,有非常精確的重播效果,但是其他樂器,最明顯的是鋼琴,就要遜色一些了。

  大體言之,AR90系統在幾個地方表現良好,它的三公尺室內頻率響應相當平坦,很良好的水平擴散性,和很低的諧波失真。還有就是輸入電平和輸出能量之間良好的線性關係,此外在衝擊音測試也有很好的表現。就我個人的感覺,這個系統在各音域都很平衡,唯最高頻部份需要一些提升,立體聲影像相當明晰。尤其是它的管樂部分的表現,可以說是達到最高水準了。

轉載音響技術第51期MAR. 1980 AR大型落地式揚聲系統˙著名的氣墊式喇叭廠亦走向多音路大型化設計/陳志強 (譯自Audio 1979 11月號)

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