莊仲先生的三音路電子分音器到舍下試機,比使用中的仿Lux Kit真空管電子分音器,訊噪比好得多。平常聆樂,播放大編制的管弦樂曲目,喜歡開大音量欣賞,一遇樂聲弱下,真空管電子分音器的哼聲,在聆聽位置隱約可聞,真是惱人!

  莊先生的電子分音器接到我的系統,沒有哼聲,即時決定裝製。裝過莊先生在本刊四十一期介紹的A類40瓦後級擴大機,效果甚佳,更眼見從此國內套件走向A類、超A類、動態A類的趨向,不能不說莊先生是「始作俑者」──原諒此詞兒不是好話。莊先生介紹的電子分音器、A類40W都是出諸有名的The Audio Amateur的文章,更見信心。

  對電子技術有興趣的朋友,對求學的學生或從事電子業者等,鑽研技術是要務;對一位純音響迷而言,裝機的最大目的是改善現有的重播效果。月前曾測過Tannoy Amesdury在舍下的頻率響應,音頻的響應上下懸殊何止15dB,超過音頻分析儀的測試範圍,借來每聲道十段控制的圖示等化器,也不易調得平直,調整後的音色,主觀的不以為然,別說多一級電路增加一級失真。Tannoy Amesdury是具有強烈僻性的早期落地型揚聲器,強做能人發出接近平直的頻率響應,其音色等化得聽不出Tannoy在管樂在弦樂和人聲上的特殊魅力,東施效顰其狀不說也罷!

  以重現廣闊頻率範圍的現代揚聲器,配上高品質的等化器才相得益彰吧?

  聆聽室頻率響應的平直,使用電子分音比使用以無響室為標準設計的分音器,容易接近理想,細說其理論上或實際使用上的優劣:

一、平直的聆聽響應: 現用四路電子分音,換言之,即20Hz~20KHz的音頻範圍分成高中低頻和超低頻等四頻段,每頻段可視聆聽環境的變動,揚聲器位置的改變,予以調整。調整高頻影響中頻,調整中頻影響高低頻,調整每一頻段都涉及相鄰頻段,調整麻煩,這是喇叭分音器的缺點。環境、揚聲器及各頻段輸出電平的種種富於變化的調整。聆聽室才可以達到平直的頻率響應。已調出31Hz~16KHz±2.5dB以內的聆聽室、揚聲器、各級系統在聆聽室的綜合響應,使用音源是粉紅色噪音產生器及Decca SKL 4861 Give Yeurself a Stereo Check-Out唱片。

二、靜確的音像定位: 四音路各有兩聲道的輸出電平控制,八只電平控制的細微變化,精確的調整定位感,例如協奏曲中的鋼琴可調成演奏用的平台型或家庭用的直立型,鋼琴大小隨心所欲的配合聆聽環境。以調出大型交響樂團的開闊,室內樂的集中,樂器排列、層次、準確和分明為追求目標。

三、寬裕的喇叭選擇: 自己裝揚聲器或市售揚聲器,受限於喇叭靈敏度的不同,電子分音方式係功率擴大機和喇叭直接交連,控制功率擴大機的增益大小,即解決各喇叭靈敏度的差異。

  在經濟允許範圍內,選擇各頻段頻率響應平直,音色喜愛,能達想得到的音壓的功率容量的單體。

  每一單體喇叭靈敏度相差不遠的易於調整,靈敏度太低的喇叭,推動的功率擴大機,功率及增益應提高,或在功率擴大機上增加一級放大。

  選擇推動的擴大機,功率配合喇叭靈敏度的高低予以搭配,可降低系統的預算。

四、多種音色的變化: 揚聲器的選購最具主觀,從一對二千元的原裝貨,聽到四、五十萬元的揚聲器,少說也有幾十種,真是百味並陳,無美不俱,電子分音頻段調整造成的音色差異頗大,重視聲音適合口味的朋友有福了,更別說中高音單體的替換,整個系統音色亦為之變更。

五、擴大機失真的降低: 推動揚聲器,高中低頻一起放大引起的擴大機互調失真,因電子分音分音頻為四段,各功率擴大機只放大一部分音頻,各頻段不相干擾降低互調失真。

六、免用被動式分音器的好處:

  1.不必費神繞線圈算感抗,大容量高品質的無極性電容,不容易找到設計值。

  2.變更分頻點,分音器又須重新設計和製作。

  3.不必使用價昂高功率擴大機;分音器消耗功率,電子分音時功率擴大機和喇叭直接交連,功率移轉高,免於分音器的介入損耗。二音路分音,低頻使用50W,幾近使用被動分音器時的功率200W之效果。

  4.被動分音器的電感和喇叭音圈隨頻率變化相互作用,形成分頻點的飄移,電子分音器和喇叭隔著功率擴大機,沒有此現象。

七、使用電子分音有缺點:

  1.多部功率擴大機,一部電子分音器,若都屬高價原裝機,耗費驚人,音技的獨有擁有技藝,裝出多部功率擴大機,一部電子分音器,絕對比一部原裝高功率擴大機價廉。尤其裝成多部功率擴大機的朋友,不妨考慮電子分音,這是一條值得投資的康莊大道。

  2.耗費電力比使用一部當然多,想節約能源也不容易。

  3.使用的困難: 頻率響應的平直,定位的準確,分頻點的選擇,喇叭的選購,分頻濾波電路衰退率的決定,擴大機電子分音器和喇叭之間的相位種種問題。

  音響迷只怕沒有經濟能力,沒有音響理論和技藝用來改善重播品質,使用的困難總可以設法解決,更請行家提供高見,讓電子分音愛好者百尺竿頭更進一步。

裝機準備

一、決定電子分音的結構

  究竟使用多少音路,依個人環境不同,器材不同,觀感不同各自斟酌。

  現在使用的單體,高音號角喇叭國際EAS-8HH55SB,一聲道三支,查不到規格,測過的響應可到16KHz以上±2.5dB以內。

  中音喇叭是JBL 375驅動器(Horn Driver),廠方規格只列500Hz起;早期JBL名器Olympus S508中音使用375,分頻範圍500Hz~7KHz,JBL更著名的D44000 Paragon中音也是375,分頻點也是定在500Hz、7KHz,測過聆聽室響應的經驗判斷,到八、九KHz的響應平直應沒問題。375驅動器配用雅風的龍聲H375雙曲式號角,號角開口水平140°,垂直40°

  低音喇叭選用JBL 2205,頻率範圍30Hz~2KHz,低音Case是JBL推薦搭配2205的同廠號角低音反射式木箱4560,廠方建議4560最低頻率可用到60Hz。

  超低音使用太孚進口,雙音圈結構的M and K BE Super Cube,頻率響應16Hz~150Hz。

  仿Lux Kit的真空管四路電子分音器,各頻段的濾波特性分6dB/oct、12dB/oct,二段選擇,變化上有對稱的6dB/oct或12dB/oct斜率濾波,還可以選用不對稱式的濾波特性,頻段一邊6dB-otc,另一邊12dB-otc斜率;此分頻點可做11段變化,只是調整幅度不大,每一段只可調整±5/8-oct,此積分頻點如圖一


  配合此次製作的電路濾波特性,分頻點及濾波率早已擇定試聽,超低頻選用八度音程下降12dB濾波,高低音各12dB-oct,中音6dB/oct斜率。分頻點定62Hz、750Hz、7.5K時,效果尚佳,如圖二

  最大缺點為M and K Subwoofer,有小音量的中低頻樂聲不滿Subwoofer修飾中低音,決定本製作增陡超低頻的斜率為18dB/oct的濾波特性,如圖三本製作改畫的四音路電子分音線路圖。

  四部選用的功率擴大機,均無輸入電平控制,使用本刊讀者服務部的2004電子分頻器機箱,雖可做二、三、四音路活用,勢必在四部功率擴大機機身上重新改裝,尤其是Quad II 真空管機更不想動它,手上猶有一塊仿Lux Kit四音路電子分音器的面板,八個輸出電平控制的位置,裝上10K VR供四部功率擴大機作輸入電平控制外,且可供本製作中OP Amp.的負載,因此決定北上時到中華路為電子分音器面板配合適的機箱。

  分頻點要求精確,分頻點計算值的電容難尋了,既然分頻點早經選定,試聽效果尚佳,計畫先裝固定分頻點,未來視需要再加裝好了。

二、零件選購:

  全機電阻約三十個,全部使用四分隻一瓦1%金屬皮膜,計算率波電路斜率,RC組合中的電容、C3 C4,選用誤差在1%以內高品質鍍銀雲母電容。決定分頻點的電容,首在C1 C2容量比值得精確及漏電流在國產J級K級的塑料電容中挑選,圖二分頻點的電阻電容是實際使用值。

  決定分頻點的電阻,只有3.3M找不到1%金屬皮膜,從二十多支碳膜中挑選。

  分頻點的電阻電容,C2=½C1,R1=½R2,特別重視其精確比值。

  IC選用TL072,低頻測到10Hz,高頻測到100K,響應平直。PC板採用莊先生設計的204-CR二塊。電源板用本刊Pro 1515,輸出±15V;電源用500mA,次級抽頭16V 0 16V的變壓器。

三、裝機開始

  1.背板設計如圖四,輸出入插座使用鍍金蓮花座,加裝六個未經開關控制的AC插座,供給功率擴大機等使用,電源線因此選1000VA以上;背板貼上轉印紙以標示功能。

  2.面板及機箱鑽洞,裝上10K VR八只,電源指示燈,6P Switch;分頻點選擇和濾波電路斜率選擇,留來日再裝。初步完成如圖五

  3.敝地(蘇桑註:作者為宜蘭人)號稱「蘭雨」,雨季漫長濕氣重,既選用高性能的TL072,仔細核對接腳,不用IC座,六個IC直接焊上電路板,避免將來接觸不良,替複雜的電子分音系統埋下麻煩。剩下的電阻、電容、接線柱等參酌線路圖完成如圖六

  4.二塊2004-CR電路板,第一塊只裝前半,成二路電子分音。IC1的第一、二腳輸出屬低通部分,接往超低頻的Lever控制10K VR的左邊接頭。IC2的第六、七腳輸出屬高通部分,接到第二塊2004-CR三音路電路板的輸入,形成超低頻、低、中、高頻四音路,另一聲道同。

  5.超低頻設計成18dB/oct,所接的RC組合需多加一及成三級如圖二,R=100K,C=C1+C2/4=.0125uF。

  6.因用固定頻率,電路板上接往選擇分頻點的Switch 1、2、3、4的兩接頭,各用線連上。

  7.第二塊2004-CR IC1的第一、二腳輸出,接往低音的Lever控制10K VR的左邊。IC2的第六、七腳輸出,接往高音的10K VR左邊接頭。IC4的第七腳(六、七腳間接100K電阻,IC2的六、七腳是直接相連,二者不同。)輸出,接往中音的10K VR左邊接頭。

  8.八只10K VR的右邊接頭相連,接往第二塊電路板的地線。各VR中間接頭按高、中、低、超低頻次序,接往輸出蓮花座,千萬別接錯,超低頻去推高、中音後果堪憂。

  9.VR左右接頭怕弄錯,以三用表接中間接頭和地線,VR右旋到底,阻值應在10K左右,假如是呈無阻抗,10VR左右接頭的接線互調就行。

  10.輸入蓮花座地線接第一塊電路板的輸入地線,輸出蓮花座地線相連後和VR地線接上第二塊電路板輸出地線,求其順序接地。

  11.忙得差不多了,該歇一歇讓樂聲充盈心胸,舒舒手腳。

  12.接上輸出已調好DC±15V的Pro-1515電源板,屏住呼吸通電,一量IC第4腳VEE是-15V,不錯;再量IC第八腳Vcc是+2V左右,阿喲!這下糟了,電源出問題嘛,IC可別燒了,六個TL072等於好幾張百元大鈔,可不得了,拔下電源。三塊PC板詳加查看,IC接腳沒錯,電阻電容沒錯,跳線地線沒錯,電源接線沒錯,焊下電源先查吧!±15V還是±15V,各加10K電阻負荷試電源,還是±15V。請教知友,告以10K負載阻抗過大,改試負載麻煩,先檢查電源板上的幾個零件,乖乖,鐵殼小晶體壞了,裝電源時以三用表量好才插焊,不知何年、何月、何日、何時燒掉;換上也是小鐵殼的2N3569,再接上二塊2004-CR,再測IC第八腳,Vcc跑出了+15V,不錯。再來是每個IC第一腳第七腳輸出端電壓,六個IC都為0V,一個稍微變動不到0.5V,一陣高興浮上心頭。

測試和試聽

  使用身邊的Trio CO-1303A Oscilloscpe,Good Will Model GAG-808A Generator先測高頻段的輸出,輸出電平右旋至最大,15K~100K輸出平直,100K以上Generator本身衰減沒法測,測出高頻段輸出電壓,在分頻點7.5K處衰減3dB,二聲道同。

  次測中頻段,分頻點7.5K、800Hz輸出,與測試高低頻段分頻點的7.5K、800Hz輸出相等。

  再測低頻段,68Hz、800Hz分頻點的輸出都正常。

  最後測超低頻,到達Good Will Generator的極限10Hz,輸出平直,左聲道測出分頻點在68Hz左右,如設計值。右聲道在54Hz左右下降3dB,和已選定的68Hz分頻點偏差很多。判斷右聲道決定分頻點的三級RC組合中的RC值偏差。

  另一問題是中頻段輸出較其他三頻段輸出,正弦波振幅大了五分之一。

  要求本製作正確,需要雙線示波器詳測,先謝敝地高工電子科謝先生允以協助測定。

  本製作接上系統,前置AGI 511A,功率擴大機高音用A類40W,中音Quad II,低音、超低音均使用笙隆100W(用SD-200裝成);哼聲消失了,只剩擴大機的殘留雜音,十分滿意。

  使用Pink Noise產生器及Decca測試唱片,以聲頻儀細心調整響應,調到±2.5dB以內,即迫不及待的放上一張平常調整定位、試聽音色用的最熟悉的唱片,顧魯密歐主奏、維也納愛樂協奏的柴可夫斯基小提琴協奏曲。聽不到二、三分鐘即感到樂聲鬆散失去光澤似的,有什麼地方出錯?愈聽愈不以為然,尙好這首曲子未完,想起系統是配合Lux Kit四音路電子分音器的相位,高低音二頻段的喇叭相位已正負倒接,不覺莞爾!本製作輸出入是同相的。

  相位調整後,熟悉樂曲隨著日子的飛逝,一首首的響起,可以肯定本機的價值,更可以肯定本機的價值,更可以肯定本機在特性上絕不遜於一般電子分音器,是令人相信的事實。

檢討及後言

  一、電源部分,買好零件才買下Pro 1515電源板,插焊時耐壓35V的濾波電容裝不下電源板,想換裝25V,說來簡單路程要一百公里許才能買到,只得浮插硬擠下去。

  自己做機箱,辛苦、難看又省不了多少錢。裝四音路也可以使用2004三音路電子分頻器機箱,機箱內裝上二塊2004-CR電路板綽綽有餘,一般而言,超低頻效率最低,不必再使用電平控制衰減,餘三路似乎可在2dB開關處動腦筋,改成電平控制配小旋鈕,假使功率擴大機已有電平控制更省事。

  分頻點裝三種以上非常需要,以尋求最佳重播的分頻;甚至加裝斜率變化,與音色、聆聽室的交互影響也值得推敲,剛踏進電子分音領域,需再學習再研究的事務還很多。

  二、從本刊贈送音樂與音響長期訂戶一本音響技術創刊號第二期即續訂至今,內容有大半不知其所以然,但學到點滴知識,對個人聆聽的音樂重播品質,確實幫上很多忙。寫試聽報告一則向先進討教學習,一則願同是音響迷的朋友,也拿起烙鐵改善重播條件,裝機且是另一層面的「知識即興趣」,相輔可相成。

  電子分音的面板、高音號角喇叭見贈於前輩張原和先生(共九支,電子分音系統只用六支);頻譜分析儀是數位同好出錢購置的,電源變壓器是敝地高工電工科許先生趕時繞成的,愛好音響以來,同好協助何止以上。厚我者「朋友」,寫來為同好樂於互助的情形做見證。

  試聽本製作使用二支MC唱頭,為求搭配一為2Ω一為36Ω的輸出阻抗特性,正向許先生學繞MC唱頭昇壓器(阻抗匹配器),在許先生工作室的Scope螢光幕上,看到仿製和舍下的McIntosh Ouput Transformer,幾乎相同的各種方波響應,更參觀近十次仿製真品的比賽,驚嘆之餘盼望許先生能為文揭開輸出變壓器的外幕,真空管迷就有福了。

  三、裝本製作決不比一部20W功率擴大機難,難在系統的建立,系統敘述因此繁雜,請諒!調整方面,要求聆聽室如同擴大機的頻率響應是無理的,車輛行駛的震動,左鄰右舍的噪音等等影響甚大,因此常利用夜闌人靜的深夜調整。

  未使用電子分音之前,最大的顧慮是調整缺乏信心。沒有標準可循,全靠聽覺,想來令人擔憂。後來,使用儀器調整,其前後音色相差並不多,裝本製作的朋友建立系統之後,若不用儀器調整不能安心,太孚、功學社、心笙、金寶珍音響等,都收費替客戶調整。

  未使用儀器之前,調整的過程是這樣的:只用一聲道同時接上電子分音系統和參考用Tannoy揚聲器,府上假使沒有另一對揚聲器,只好向朋友借用。

  音源使用節奏單純的流行音樂,調整時趨進喇叭聆聽不經室內渲染的喇叭音色。超低音效率低開足音量,低音喇叭的低沉鼓聲應和超低音鼓聲同樣響亮。

  再調高、中音喇叭和低音喇叭的平衡,應參酌參考用揚聲器的平衡度。另一聲道參酌此聲道電平控制VR的位置,靠近喇叭聆聽喇叭直接輻射的音色,予以調動輸出電平。接著使用頻率廣闊的古典樂曲,方法如前再比較再調整。

  此時電平調整已差不多了,選播熟識的樂曲,微調各音路的輸出電平,配各揚聲器位置的變動,調整定位、調整層次,注意音色過於清亮,可能低頻不足,此時有賴於個人對音樂的欣賞素養,對演奏會現場的了解,對參考用揚聲器頻寬的認識;從欣賞斯義桂在中山堂的演唱起,欣賞演奏會,可以算出次數,樂器的層次和定位調整起來,也是夠瞧的。

  低音喇叭從68Hz到800Hz的分頻,約3½八度音程的頻寬;中音從800Hz到7.5KHz分頻,約三個八度音程的頻寬;二者頻寬是否使用得過大?高音喇叭影響音色甚大,假使換用頻寬65K~21.5K也是JBL廠的2405超高音喇叭,(任教新竹清大的知友黃老師答應借予試用,先謝了。)音色改變又幾何?

  總之,值得探討的問題甚多,參考資料卻少見,在此拋磚引玉,敬請大家多指正。

轉載音響技術第61期JAN. 1981 四路電子分音器裝機報告/黃朝松

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