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  副低音已被證實確能改善音質,同時使高品質全音域喇叭系統朝理想又邁進一步。副低音的觀念雖然很簡單,它卻能圓滿的解決了幾個音響上的問題;它是玩家最正確的選擇,同時也是娛樂的泉源。

  本文提供給大家裝一支高品質副低音所需的基本知識,方法有很多,其中有些僅做為參考。由於本文主要的目的是教大家怎麼做,所以我們推薦了特殊的單體及分頻線路,如果你照著做的話,一定有不錯的效果。

為什麼要用副低音?

  顯然的,副低音所提供的是較低的低音,不過如果你是行家的話,你一定了解還有別的好處。你也曉得有一些打著副低音名號的喇叭,其實並不能達到很低的頻率,甚至不如一些很好的書架式喇叭。本文介紹的是真正能發出到達聽覺下限的頻率,但幾乎沒有一種喇叭在中高音量時還能有足夠的動態能力來真實的表現音樂,如果喇叭還沒燒掉的話,也會受失真和功率不足的影響。

  也許你會問音樂中是否有需要副低音來表現的部份?答案是有些有、有些沒有。可是我們可以肯定的說技術的進步使越來越多的唱片含有低於40Hz以下的音樂訊號,而這種趨勢越來越明顯。在我們的設計裡,我們的分頻點訂得很低,並且副低音單獨使用一部放大器。當然我們可以選擇較高的分頻點,但副低音喇叭的大電感會造成明顯的「介入損耗」,使效率降低,同時較高的分頻點也會影響單體的阻尼;使用兩部放大器的理由則是為了減少失真並增加動態餘裕;對大多數三音路的喇叭來說,中低音喇叭的分頻點在大部分音樂的基音頻率以上(如果是二音路當然更高)。低頻使紙盆做長衝程的振動影響了低音喇叭的中頻表現,將低頻移至副低音就解決了這個問題。放大器也一樣,使用兩部放大器我們能大量的減少互調失真。總和這兩個效果使中頻的清晰度有戲劇性的提升,這種效果顯著到使許多聆賞者認為減少中頻的互調失真是副低音最重要的優點。

  使用兩部放大器還有其他附帶的好處,如果你一直對到底是不是該換一部聲音甜美可是低音鬆散的真空管放大器,還是繼續使用購買多年、聲音尖銳可是低音結實的晶體放大器,現在可以魚與熊掌皆得了。

  還有,不同的錄音,低頻對其他頻譜間的平衡都不相同(部分的理由是因為控制室所用的監聽喇叭並不合適,接上副低音後,你能聽得更清楚)。利用音調控制及等化器來調整並不能很滿意的解決這個問題,因為你所需要控制的頻率都不是等化器或音調控制所具有的頻率,同時也容易改變整個系統的音質。使用副低音喇叭的話,你可以單獨調整副低音專用放大器的電平而不致於影響整個系統。副低音喇叭具有單獨的電平控制還有另一個好處,在我們的經驗裡如果我們以大多數的音源為準,調整我們的音響到最好的整體表現後,總會遇見一些音源的低音頻需要加強或衰減;有了單獨的控制調整就方便多了。

  如果你打算只用一支副低音,而將左右聲道的低頻訊號加在一起,你同時能消除大多數因唱片彎曲、唱盤噪音、回授等引起唱針垂直振動而造成的問題。這種垂直振動在兩個聲道上的訊號是反相的,當左右聲道的低頻相加時這反相低頻就互相抵消了。為了減少只使用一支付低音喇叭而造成的定位不良,我們建議使用63Hz的分頻點。即使100Hz以下的低頻方向性已經很不明顯了;即使有很多唱片為了製作的理由故意的將左右聲道低頻相加了,立體副低音仍有一些忠誠的擁護者,對於各位讀者我們的意見是問問你的耳朵,看看你的空間、再摸摸你的口袋,然後做最後的決定。

  提到房間的大小,雖然副低音喇叭的體積也不小,可是即使加上衛星喇叭以後比起具有同樣效果的一對喇叭(如果有這種喇叭的話)還是小多了。同時如果你的經濟能力不夠,也可不必一次購全,只要先買衛星喇叭及主放大器,等能力夠了再買副低音喇叭及放大器。吹了半天副低音的好處,相信你一定也很想買一部或裝一雙副低音,下面我們談談怎麼裝。

  對低音反射式音箱系統的設計及理論早有許多文章做了專門性的敘述,所以在這裡我們不再浪費篇幅。我們選擇低音反射式音箱的主要理由是它的失真低,低頻的截止頻率也比較低。我們也利用同樣的單體做了一支密閉式的副低音,將兩支的頻率響應調整至相等後,低音反射式的動態範圍比密閉式的要好得多了。

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  我們所選的單體式專門為高水準、低失真的表現所設計的JBL 2245H 18英吋低音喇叭,它的最大安全衝程是1英吋。當低頻延伸至極低後仍希望喇叭保持足夠的效率,不是音箱要有極大的容積就是要有一部夠力的放大器,當然兩者都有是最好不過的。利用電腦計算後我們得到了兩種選擇:第一種設計是體積12立方英呎,諧振頻率20Hz的六階設定,在20Hz時有6dB的提升,整個系統的3dB截止頻率f3是21Hz。第二種設計是體積8立方英呎準三階(quasi-third order)設定,諧振頻率26Hz。如果在26Hz時提昇6dB就變成準五階設定系統,f3頻率為26Hz。衡量之後我們選擇了後者,因為它的體積適中,26Hz的截止頻率也不致影響到音樂的表現。

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  我們的電腦還提供了一份資料,包括了單體的參數、2245H的響應,及裝入設計中的箱子後在散熱及位移各種限制下的最大輸出,這個 系統在性能上相當於JBL B460低音喇叭系統。

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  也許你會問,為什麼要等化?為了要提高效率並減小體積,雖然要花一些額外的功率,由於單體本身足以應付額外的能量,而放大器的功率也相當便宜(只要付電費就好了),所以我們決定使用等化的方法。從圖五中你可以知道整個系統未等化的f3是35Hz,所以即使經過等化後,也只有在低於35Hz以下有大量訊號時才會消耗額外能量。

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  等化曲線如圖二,2245H的分頻點可以高至500Hz,因為它的中頻響應也很平坦。市面上有幾種合適的分頻器可以用,我們的選擇是JBL BX63,圖三是BX63的響應圖,選擇BX63的理由是它最適合我們目前的設計。圖五是將副低音喇叭系統與分頻器配合使用並等化後的響應圖,兩個-3dB的頻率分別是26Hz及63Hz,準五階設定包含了對低於以20Hz下次音頻訊號的衰減。

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圖六、圖七是我們裝好的副低音系統的特性圖,圖六是功率衰減的情形。當功率升高10dB由1W升到10W時沒有任何的衰減,喇叭的輸出功率也升高10dB,從10W到100W再增加10dB的輸入功率,輸出則有1至2dB的衰減。對大多數喇叭而言,根本不可能到達這個輸出電平。

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圖七是在100dB驅動電平時的2階及3階諧波失真,對一般的喇叭無論是哪一種結構,在這種輸出電平下能只有5%至10%的失真就算很不錯了。

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裝  設

  我們裝了幾支不同外形的喇叭,在音樂表現上不分軒輊,不論哪種外型,內部的比例最好不要是2:1、3:1、4:1這種整數比,因為這種比例很容易引起駐波的問題。同樣的理由,單體最好裝在長邊1/3長的位置。圖八是我們的成品,內部的尺寸分別是31x23½x19英寸。

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圖九是詳細的結構圖。木板最好是1.9公分的高壓塑合板,以避免聲音的沉悶。合板也可以,不過效果要打折扣。四周要額外的以木條加強,背面由上而下也要有一根支柱,正面的調音板要離開四周的邊框以免產生振動。加強用的木條要用膠黏,外表則要看你自己的功夫及手藝了。

  調音板可以是固定式也可以是活動的,用活動式的話一定要用填塞劑填滿以防漏氣。

  箱子的內部周圍要塗矽膠,導管的面積是27平方英吋。我們的導管是厚紙板做的,用PVC塑膠管(內徑5.86英吋)或是¼英吋纖維板作的方形導管也可以,只要導管的面積不變,形狀並不重要。

  箱子可以橫著擺也可以豎著擺,加上一個高1½英吋活動的踏腳板會使你的喇叭更有派頭。如果你還要裝面板,面板與音箱間要有一英吋的間隙,面板上的布用有網孔的布,稍微把它撐緊,可是不要太緊否則會影響導管的功能。音箱內的接線至少要用16號以上的編織線或是高品質的纜線,外部連接線則要用最好的線,而且越短越好。

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其他的設計

  也許有些人對前面提過的12立方英呎的喇叭有興趣,圖十就是12立方英呎音箱的詳圖。這也還有兩種選擇,第一種是25Hz,不須等化的四階設定;第二種是20Hz,須等化的六階設定。12立方英呎未經等化的設計與我們前面8立方英呎的設計性能幾乎相等,唯一的差別是因為體積大不需等化所以功率可以小一點。如果你能夠很便宜的買到木料,你也可以裝一支12立方英呎20Hz的音箱,雖然它的體積很大,但是在20Hz左右也會有3dB的下降,所以在20Hz時需要用等化器來提升。

  如果12立方英呎的音箱對你來說太大了,即使8立方英呎也稍微大了點的話,我們還有一個以2235H、15英吋單體設計的4½立方英呎的音箱。它的性能與8立方英尺的喇叭完全一樣,也一樣需要等化,只是效率低4dB。2235H的承受功率較小,所以整體的輸出功率小6dB。裝設的過程與注意事項與8立方英呎的喇叭一樣,除了體積小些,外部的尺寸分別是27½x20¾x17英吋,導管面積13½平方英吋,長12英吋;裝好的系統相當於JBL的B380系統。

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功率因素

  為了要有足夠的功率來推動喇叭,放大器至少要200W,只要主放大器和喇叭能配合的話大一點當然更好,因為音樂本身的多變性我們沒有辦法定出更確實的大小。對2245H及2235H以連續正弦波測試其承受功率分別是300W及150W,裝入音箱後是800W及600W。如果你敢冒險的話,功率越大效果越好!在我們的大型試聽室裡,我們的8立方英呎喇叭適用2000W放大器推動,而在放大器最大功率輸出下仍然應付自如,往往都是放大器比副低音喇叭先過載。

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3D的方式

  如果你只用一支副低音,而手邊恰好沒有單聲道的放大器,最簡單的方法是將兩聲道以橋式連接。在電源供應及電流都足夠的條件下,理論上橋式連接的放大器能比單聲道多出4倍的功率。大多數的低音都是暫態訊號,所以除非是由管風琴或是聲音合成器產生的持續訊號,即使放大器本身並非很好,你起碼也能獲得將近3倍的功率輸出。有些放大器附有開關可以直接以橋式輸出,有些必須更改輸入的部份。BX63分頻器,同時具有兩種輸出可以很方便地與大多數後級匹配。

  副低音的位置最好是在原系統的中央,前後3呎左右,正確的極性是非常重要的。檢查相位最好的方法是相信自己的耳朵,找一張有重複或打擊的低音,譬如大鼓或低音吉他的唱片來試聽。如果你的房間夠大的話,可以變換一下位置,大約6呎左右的移動你就可以感覺出它的差別。

  在設定合適的電平時,首先將電平調整至可以感覺出副低音的效果,然後再逐漸增大,你可以很快的就調好。一般來說,第一次調整的結果,由於使用者太過興奮的關係都會偏高,如果喇叭就是你自己裝的話就更高了。

  不過5分鐘以後,你就會發現效果最滿意的時候也就是最接近現場效果的時候。一旦你享受過由一支完美的副低音發出的聲音後,其他的喇叭再也不夠真實了。    (取材自AUDIO 8/1983,原作者為Lorr Kramer和Greg Timbers)

轉載音響技術第98期FEB. 1984 以JBL單體做副低音喇叭/王超群 譯

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