什麼是喇叭?音響系統中的喇叭在做什麼?
第一次接觸音響時,喇叭通常是最容易被注意到的器材。
它可能是一對小巧的書架型喇叭,也可能是一對高聳的落地式喇叭;有些只有一顆單體,有些則配置多顆單體與複雜的分音系統。
但無論外型與設計如何不同,喇叭最基本的工作其實只有一件事:
把擴大機送來的電氣訊號,轉換成我們耳朵可以聽見的聲音。
喇叭與音響系統的關係
初次接觸音響世界時,喇叭往往是最吸引目光的焦點。這得歸功於工程師們的精湛工藝,將喇叭外型雕琢得如藝術品般優美。
正因如此,許多人常誤以為「喇叭就等於音響」;但事實上,喇叭只是完整音響系統中的一環。
HI-END喇叭的外型都塑造地尤其優美 - B&W 802 D4
那喇叭負責什麼呢?
喇叭部位於音響系統中的一環,其任務是將「電氣訊號」轉換為「聲波」,最終還原成在我們耳邊流淌的樂聲。由訊源提供「音樂訊號」,並且再交由喇叭轉化為人耳能感知的「聲波」,並傳遞動聽的音樂。
震膜的運動可以推動空氣,形成聲波
聽見音樂
這也是喇叭何以在整套系統中都佔據要角的原因。音樂訊號僅僅是電訊號(電流),而這「音樂訊號」最終必須交由喇叭轉換成「聲波」,我們才能真正感受到音樂中的所有-人聲、樂聲、高低頻、以及空間感。
因此,喇叭正是將「電氣訊號」轉換成「聲波」的重要裝置。
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喇叭是如何將電訊號變成音樂的
喇叭發出聲音的原理就是,經由喇叭單體的運動而推動空氣產生聲波。喇叭單體運動產生聲波
電氣訊號->喇叭單體振動->空氣振動->耳朵接收到聲音這便是喇叭如何透過電氣訊號播放聲音的原理。
電訊號經由擴大機完成訊號增強,並輸出給喇叭
喇叭單體該如何驅動呢?
其實喇叭單體便是由訊源輸出的音樂訊號 (電流) 來推動的。然而音樂訊號本身其實是非常微弱的電流,本身並沒有足夠的強度去推動喇叭的單體,因此在訊源與喇叭中間會需要擴大機,將訊號強度擴大,如此才能妥善地驅動喇叭單體。
透過喇叭線傳遞電流(音樂訊號)至喇叭
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喇叭的設計差異
此時便會有兩種喇叭設計出現了-主動式喇叭與被動式喇叭主動式喇叭
主動式喇叭內部已經整合擴大機,因此不需要另外購買一台外接功率擴大機。
PMC 6-2 主動式喇叭,其內部有擴大機,因此需要接上訊號線以及供電
被動式喇叭
被動式喇叭本身沒有內建功率擴大機,因此需要搭配外部擴大機使用。這也是HI-FI音響系統中最常見的組成方式
B&W 802 D4 被動式喇叭,無須獨立供電,透過喇叭線連接擴大機使用
那這兩種形式的喇叭該如何選擇呢?
兩者相互比較,主動式喇叭由於已經內建有擴大機,因此系統的組成可以更加小巧,簡潔;訊源 → 主動式喇叭
而使用被動式喇叭得話,則會因為需要使用外部的擴大機,造成整體系統會更加巨大。
訊源 → 擴大機 → 被動式喇叭
| 形式 | 主動式喇叭 | 被動式喇叭 |
|---|---|---|
| 內建擴大機 | ✓ | ✕ |
| 是否需要外部擴大機 | 通常不需要 | 必定需要 |
| 系統規模 | 較簡潔 | 較完整 |
| 器材搭配彈性 | 彈性較低 | 彈性較高 |
| 升級潛力 | 潛力較低 | 潛力較高 |
| 線材與周邊設備 | 數量較少 | 數量較多 |
| 適合族群 | 重視便利、空間與整合 | 喜愛搭配、調整與可玩性 |
喇叭單體
正如前文所說,喇叭單體是負責推動空氣,產生聲音的重要部件。而它就是我們在喇叭正面所能看到的那些圓形結構。
Manger P1 具有兩顆喇叭單體
不同喇叭會依其尺寸以及設計的方向,而去決定需要多少數量的單體,以及各個單體需要針對哪些頻率進行分頻調校與設定最佳化。
低音單體
通常尺寸較大,負責處理低沉較低頻率的聲音(通常設定在15Hz~200Hz的區間),比如:鼓聲、Bass、Double Bass以及管風琴的低音。低頻會影響音樂的重量感、下潛以及整體規模,也是讓音樂聽起來有權威感的原因之一。
中音單體
「人聲」以及「許多樂器」的重要聲音資訊,都集中在中頻(頻率約在200Hz~4,000Hz之間),因此中頻的自然程度,往往會直接影響我們對聲音的感受。高音單體
尺寸較小,負責處理高頻部分(通常頻率為4,000Hz以上),例如:鈸、小提琴高頻泛音、空間中的殘響
PMC twenty5 26i 具有三顆喇叭單體(低音、中音與高音),為三音路設計的喇叭;南方音響
需要注意的是,低音、中音與高音之間並沒有涇渭分明的分界線,實際的分貧點會依照喇叭的單體、分音器及升學設計而有所不同。
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單體數量與多音路設計,以及全音域
既然能夠將不同頻段數量交由不同單體負責,是否代表-單體越多,喇叭就越好呢?
為了解答這個問題,我們先繼續看看兩個概念-「多單體」與「多音路」
多單體
多單體設計代表了,一個喇叭內部具有複數的單體,其目的可能是增加聲音的能量、擴大動態範圍,或者分工不同的音頻。也就是說,若是有一顆喇叭裝著4顆單體,可能並不代表著4顆單體分別負責了不同的頻段,可能其中有幾顆單體為了增加某一頻段的量感,而採取相同的頻段設計。
比如,最常見的便是透過增加低音單體的數量,能夠顯著地增加低頻量感。
Avalon Opus 便是在低音的音路中採用了兩顆低音單體 (其一置於箱體底部)
多音路
喇叭內部透過「分音器」,將輸入的音訊訊號切分成不同的「頻段」,再將分頻後的訊號分送給負責該頻段的單體。如此才能讓不同單體能夠播放出不同的聲音,而不是重複完全相同的聲音。
Tannoy DC3000 為二音路設計,兩顆單體所負責的頻段不同
全音域
全音域代表,喇叭內僅使用一個單體,負責低、中、高各個頻段的聲音
Tannoy stirling GR 為全音域設計,僅由一顆單體負責所有頻段
那單體數量越多就代表喇叭素質越好嗎?
現在來回答這個問題,就比較簡單了,答案是不絕對。妥善的多音路設計,將特定頻率切開,並且配合校正單體的工作區間,確實能夠讓每顆單體都在最合適的工作點之中運作。
如圖中的Avalon Osiris,為5音路6單體的喇叭,透過精密的設計,將工作頻段區分開,並且在低音部分使用兩顆單體以增加低頻量感。然而,全音域的設計,因其沒有分頻點,相位一致,而保留了自然的人聲與音場。
Audio Note AX-two
全音域設計可以減少多音路分頻所涉及的分頻與相位銜接問題,因此在某些設計中能呈現自然、凝聚的聲音表現;
但另一方面,單一單體也必須同時兼顧低頻、中頻與高頻,因此在頻寬、失真與最大音壓等方面也存在設計上的挑戰。
單體數量只是設計的一環
全音域設計,讓一顆單體覆蓋廣泛的頻率範圍,或者採用多音路設計,讓每個單體都運作在最線性的範圍內;當然也能疊加單體數量,已獲得特定頻段下更多更強的表現。以上設計並無絕對優劣,重要的是-單體如何設計、如何分工,以及音響系統整體是否協調。
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書架式與落地式
喇叭的箱體大小,同樣是喇叭聲學設計的一個重要環節!書架式喇叭
體積較小的喇叭,我們通稱為書架式;為了符合人耳聆聽習慣,通常至於書架上;為了讓高音單體與耳朵維持適當高度,也能置於專用的喇叭架上,其優點包含-容易配置音響系統
適合空間較小的環境
喇叭擺位調整更為輕鬆
PMC LB1 書架喇叭
落地式喇叭
體積較大的喇叭,通常因其體積足夠大,不須使用喇叭架抬高至人耳聆聽位置,直接置於地面高度即可,因此得名落地式。低頻下潛深
龐大音場與動態
Kharma Ceramique 2.3
該如何選擇書架式或是落地式喇叭呢?
若不需額外考量其他外在因素,大型落地式喇叭擁有更大的箱體、更大或更多的單體,的確能夠呈現出書架式喇叭做不到的效果。因落地喇叭在設計上有更多空間處理低頻,也比較容易呈現較大的聲音規模。
例如在播放大型管弦樂、電影配樂或具有豐富低頻的音樂時,大型落地喇叭可能可以帶來更加寬廣的聲音規模與低頻延伸。
空間足夠時,擺放大型系統是最佳之選
然而,在挑選喇叭時並不能一味地在大尺寸的喇叭裡去做選擇。
空間大小與喇叭尺寸
在音響系統的建置中,有一個非常重要但極易被忽略的環節-聆聽空間小空間反而不一定適合大型喇叭
大型喇叭通常需要適當的聆聽距離與擺位。如果喇叭距離牆面太近、聆聽位置太靠近,或者左右空間不足,都可能影響低頻與聲音定位。
喇叭大小與房間大小,應該一起考慮。
一對設計良好的書架式喇叭,在大小適當的空間中同樣可以呈現非常自然、完整的音樂。
空間較小時,可以優先考慮體積較小、較容易控制低頻的喇叭。
系統化整體搭配
一套音響系統就像一個完整的團隊。喇叭、擴大機、訊源與空間之間,都會互相影響。
因此,我們不應該只問:
「哪一支喇叭最好?」
而應該問:
「哪一支喇叭最適合我的系統?」
這個觀念非常重要,因為一支在大型空間表現非常優秀的喇叭,放進小房間不一定能發揮;一支需要較大驅動能力的喇叭,也不一定適合所有擴大機。
而這就開始涉及下一個非常重要的問題:
喇叭與擴大機,到底應該怎麼搭配?
這也是我們接下來要了解的內容。
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喇叭與擴大機為什麼需要搭配?
正如前文所提的單體驅動方式-擴大機負責提供驅動喇叭所需要的電訊號,而喇叭則負責將電訊號轉換成聲音。
所以兩者其實是一個密不可分的組合。我們不能只單獨看喇叭,也不能只看擴大機的輸出功率。 選擇時至少需要注意幾個重要因素:
- 阻抗
- 靈敏度
- 擴大機輸出功率
- 聆聽空間與實際使用需求
什麼是喇叭阻抗?
如果您看過喇叭的產品規格,很可能會看到: 8Ω、6Ω、4Ω 等標示。這些數字代表這組喇叭的阻抗,不同喇叭具有相異的阻抗特性,而擴大機也會有相對應的驅動能力。
尤其真空管擴大機與喇叭之間的阻抗匹配,更是系統組件是必須注意的一環。
延伸閱讀:阻抗是什麼?一次了解阻抗、匹配與驅動原理
靈敏度
95dB @ 1W / 1m ,這代表喇叭的靈敏度,其意思為-輸入1瓦功率、在1公尺距離能產生約95分貝(dB)的音壓。
簡單來說,靈敏度可以讓我們快速地了解到,喇叭在特定條件下,需要多少驅動能力才能產生足夠的聲壓(音量)。
靈敏度更高的喇叭,在相同條件下通常更容易得到較高的音量。
值得注意的是-靈敏度與喇叭好壞並無關連!
靈敏度僅是喇叭與擴大機的搭配條件。
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買回家還不能直接聽?
正當我們興高采烈地購置一套系統,並送回家中急不可待地想聽音樂時。可能會遇到一個問題-擺位
喇叭的位置會直接影響我們最後聽到的聲音
喇叭距離牆面的遠近、左右喇叭之間的距離、聆聽位置,以及喇叭是否朝向聆聽者,都可能改變低頻量感、音場寬度與定位。擺位基本原則
若是無其他音響專業人員幫助,我們在擺位時可以先照以下的步驟執行- 1.左右喇叭保持對稱
- 2.高音單體大致在耳朵高度
- 3.避免喇叭過度靠近牆角
- 4.喇叭與牆面保留適當的距離
- 5.左右喇叭與聆聽位置,應形成一個等腰三角形
喇叭擺位並沒有一個適用所有空間的標準答案。 -
找到適合自己的聲音
音響沒有唯一的標準答案喇叭是音響系統最後一道,也是我們真正「聽見」音樂的地方。
從單體、分音方式,到箱體大小;從主動式與被動式,到阻抗、靈敏度與擴大機搭配,每一個設計背後,其實都是工程師對聲音與使用環境的不同取捨。
因此,選擇喇叭並不是單純比較「誰的規格比較高」,也不是單純追求尺寸最大、單體最多或功率最大的器材。
真正重要的是-
喇叭、擴大機、訊源、聆聽空間,以及我們自己的音樂喜好,能不能形成一個協調的整體。
當你開始理解這些關係之後,挑選音響就不再只是看品牌與規格,而會開始知道自己真正需要的是什麼。
這也是認識音響最有趣的地方-
沒有唯一的標準答案,只有更適合自己的聲音。
Ray Audio 華克音響-讓器材回到音樂本身。
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