Home-theater-designers
Den som har varit med på ljud ett tag har förmodligen utvecklat en preferens för en viss högtalarstil och en viss drivrutinkonfiguration. Denna preferens kan baseras på personlig erfarenhet, en betrodd granskares åsikt, teknisk kunskap eller kanske till och med några ansträngningar för DIY högtalarbyggnad. Det finns faktiskt många sätt att bygga en bra högtalare, och det finns verkligen utrymme för personlig smak. Ändå blir jag ofta förvånad över hur lite de flesta (även vissa som är djupt involverade i ljud) verkligen förstår prestandakonsekvenserna av olika drivrutinkonfigurationer.
Mycket av detta förklaras i Högtalarens designkokbok . När jag först läste LDC för 20 år sedan ökade det förmodligen min förståelse för hur högtalare fungerar i storleksordning. Det jag presenterar här är mycket mindre tekniskt. Jag uppmuntrar alla ljudfiler och granskare att gräva djupare genom att plocka upp en kopia av LDC, som nu är i sin sjunde upplaga och som skrevs av Vance Dickason, redaktör för tidningen Voice Coil och en av världens mest erfarna högtalardesigners.
För att förstå varför vissa drivrutinkonfigurationer fungerar bättre än andra i vissa situationer är det viktigt att förstå ett par allmänna principer:
1) Allt annat lika, ju större en drivrutins diameter är, desto lägre frekvenser kan den spela och desto svårare har den att återge höga frekvenser. Återigen, det är en allmän princip, endast sant när alla andra saker är lika.
2) Spridningen av en förare (jämnheten med vilken den sprider ljud i alla riktningar) är mestadels en funktion av dess diameter - eller, i fallet med ovala eller rektangulära förare, deras horisontella och vertikala dimensioner. En bra tumregel är att en förares spridning börjar smalna (eller 'stråla') vid frekvensen vars våglängd motsvarar förarens dimension. För att beräkna detta delar du 13 512 (ljudets hastighet i tum vid havsnivå) efter förarens effektiva utstrålningsområde. Till exempel börjar en 6,5-tums bashögtalare med en effektiv utstrålningsdiameter på fem tum (mätt från toppen av surround till den motstående toppen) att stråla vid cirka 2 702 Hz, eller 13 512 dividerat med fem.
Dispersion är viktigt eftersom det ger en högtalare ett stort, öppet, naturligt ljud. Om en högtalares spridning är dålig, verkar det mer som att ljudet kommer från högtalarboxen istället för från en riktig sångare eller ett instrument. Dålig spridning i mellanområdet kan också skapa 'kupade händer' färg i röster, som om sångare hade händerna kupade runt munnen.
Du kanske redan har räknat ut vad som är det största dilemmaet i högtalardesign: Ju mindre drivrutinen är, desto bredare är dess spridning (se måttdiagrammet nedan, klicka på bilden för att se den i ett större fönster), desto mindre är drivrutinen, ju mindre kan den hantera låga frekvenser. Lite mer kontemplation kan leda till insikten att 'enklare är bättre' sällan gäller för högtalare. Ju enklare högtalaren är, desto mer sannolikt är det att ha en kombination av ojämnt frekvenssvar, dålig spridning, brist på bas- och / eller diskantrespons och / eller hög distorsion.
Låt oss överväga fördelar och nackdelar med några av de mest populära konfigurationerna av högtalardrivrutiner. En anmärkning: Det finns otaliga faktorer som påverkar högtalarprestanda, inklusive förardesign och material, kapslingsdesign och material, kapslingens basbelastning, crossover-sluttningar osv. Men de faller utanför denna artikel, som specifikt handlar om drivarkonfigurationer. För en mer grundlig förståelse av högtalarnas inre arbete, kolla in Loudspeaker Design Cookbook eller ett annat fördjupat referensarbete.
Enväg (enkel förare, full räckvidd)
Vissa audiofiler och granskare graverar till design med en drivrutin eftersom de tror att eliminering av crossover-kretsen för att dela ljudsignalen i bas och diskant ger högre ljudrenhet. Problemet är att detta kostar en kostnad, som ofta är extrem. Större förare med full räckvidd har ojämnt högfrekvent svar och extremt dålig spridning i diskanten. Mindre drivrutiner för full räckvidd, som den 3,5-tums som används i Role Audio Sampan FTL-högtalare som nyligen granskats här , kan ha en ganska jämn diskantrespons och till och med spridning upp till någonstans mellan 5 och 7,5 kHz, så att de kan låta bra - men eftersom dessa förares resonansfrekvenser tenderar att vara 100 Hz eller högre, kommer de att erbjuda lite eller inget basrespons . Jämfört med en anständig en-tums diskant, blir deras diskant inte lika smidigt och deras spridning kommer inte att vara så bred.
Som sagt, i lågkostnadsprodukter är drivrutiner med full räckvidd ibland det bästa valet. Jag minns gärna de fantastiskt billiga Cambridge SoundWorks-systemen som designats av den legendariska Henry Kloss, som innehöll 2,5- eller tre-tums full-range-högtalare i kubformade höljen, förstärkt av en billig men effektiv bandpass-basmodul. Jag har många gånger rekommenderat tillverkare av billiga soundbars att använda enstaka drivrutiner med full räckvidd istället för separata bashögtalare och diskanthögtalare till dessa priser, det är nästan omöjligt att hitta en anständigt klingande diskant och att inkludera en lämplig crossover-krets.
Högtalare med små full-range drivrutiner, som Sampan FTL eller Kvart & Bolge Sound Sommeliers (visas här) har sina charmar, och levererar ofta död-platt respons och vackert konsekvent spridning från den nedre mellanregionen genom den nedre diskanten, vilket översätts till smidig och naturlig röstreproduktion. Men de låter inte lika luftiga eller rymliga som en högtalare med en typisk en-tums diskant, och de spelar inte riktigt högt eller levererar mycket bas. Men de kan kompletteras med en subwoofer.
Jag kan inte se hur högtalare som använder större enskilda drivrutiner kan betraktas som högkvalitativa produkter. Vissa audiofiler gillar dem, men enligt vad jag kan säga är deras attraktion mer filosofisk än musikalisk. Frekvensrespons och dispersionsavvikelser som dessa högtalare introducerar är lätta att höra och att mäta, enligt min mening finns det inget trovärdigt sätt att kalla deras ljud naturligt eller neutralt. Några av dessa högtalare lägger till en super-tweeter för mer utökad diskantrespons, men deras totala frekvensrespons kommer fortfarande att vara grov och deras spridning smal i nedre diskant och övre mellanregister.
kan du ta reda på om någon har googlat dig
Det finns också elektrostatiska och magnetoplanära panelhögtalare i full skala, till exempel de som tillverkats av MartinLogan respektive Magnepan. Det här är en helt annan sak eftersom de utstrålar ljud bakåt och framåt, vilket hjälper till att motverka spridningsproblemen som orsakas av panelernas stora strålningsytor. Många av dessa högtalare använder böjda paneler för att bredda spridningen. De kan inte leverera djup bas vid höga volymer eller den typ av fokuserad bildåtergivning som en bra dynamisk (dvs cones'n'domes) högtalare kan producera, men ändå anser många ljudfiler och granskare att dessa högtalare är bland de bästa tillgängliga på alla pris.
Tvåvägs (woofer / tweeter)
Högtalare som kombinerar en enda bashögtalare och en enda diskanthögtalare är de vanligaste, och vissa ljudfiler och granskare anser att de är bäst, ofta med hänvisning till 'enklare är bättre' maxim. Återigen gäller inte denna uppfattning. Ja, tvåvägshögtalare är vanligtvis enklare än trevägsmodeller, men den enkelheten kräver en kompromiss som tenderar att inträffa vid frekvenser mellan två och fyra kHz, där örat är mest känsligt.
Problemet med tvåvägshögtalare uppstår i delningspunkten, frekvensen vid vilken ljudet delas ut från basenheten till diskanten. Som vi diskuterade ovan, ju större bashögtalaren desto mer börjar dess spridning smalna vid högre frekvenser. Så när du går från mellanregistret till diskanten, smalnar spridningen när den närmar sig övergångspunkten och öppnas sedan bred igen när ljudet övergår till diskanten, som vanligtvis är en eller 0,75 tum i diameter och därmed sprider ljudet brett upp i den övre oktavten av diskanten (mellan 10 och 20 kHz).
En lösning är att använda en mindre bas, i vilket fall du offrar basrespons. Eller så kan du flytta överkorsningspunkten lägre så att bashögtalaren inte är aktiv vid höga frekvenser. Men då börjar du lägga för mycket stress på diskanten, som förmodligen inte har tillräckligt med utstrålningsområde eller utflykt (fram-till-bak-rörelse) för att reproducera de lägre frekvenserna.
Uppenbarligen har många högtalardesigners gjort denna kompromiss framgångsrikt eftersom det finns otaliga tvåvägshögtalare som låter bra. Med några få undantag föredrar jag tvåvägshögtalare med en-tums diskanthögtalare och bashögtalare som inte är större än 5,25 tum, med crossover-punkter nere runt 2,2 kHz eller så. Naturligtvis kan alla tvåvägs högtalare kompletteras med en subwoofer.
Det finns dock två undantag här. För det första är att vissa högfrekventa drivrutiner har tillräckligt med respons ner i mellanområdet för att de säkert kan korsas över till en bashögtalare med en lägre frekvens, vanligtvis mellan 800 Hz och 1,5 kHz. Dessa inkluderar horn-diskanthögtalare som använder kompressionsdrivrutiner (inte dome-diskanthögtalare med en hornformad vågledare), några band-diskanthögtalare och elektrostatiska och magnetoplanära paneler. Därför fungerar tvåvägsdesign bra i exempelvis hornhögtalare från JBL och Klipsch, liksom tvåvägs elektrostatiska högtalare från MartinLogan.
Det andra undantaget är att stora bashögtalare med låg rörlig massa och hög känslighet kan producera naturligt klingande mellanregister och kan passeras med relativt höga frekvenser. Ofta kommer bashögtalaren att ha en veckad surround (den del som ansluter konen till korgen) istället för den vanligaste halv-rullande surround. Med en av dessa kan du få full-range ljud från tvåvägs. Exempel inkluderar JBL M2 professionella bildskärmar (visas här) och DeVore Fidelity Orangutan-högtalare .
Trevägs (bashögtalare / mellanregister / diskant)
De flesta av högtalardesignerna jag känner anser att en trevägsdesign är det bästa alternativet. En trevägsdesign ger dig fördelen med de små högnivåhögtalarna som beskrivs ovan: död-platt frekvensrespons och jämn spridning genom större delen av röstområdet. Det beror på att delningspunkterna vanligtvis ligger mellan 300 och 600 Hz mellan basenheten och mellanområdet och 2,8 till fyra kHz mellan mellanområdet och diskanten. Du får den breda spridningen av en en- eller 0,75-tums diskanthögtalare utan bekymmer om diskantförvrängning eller fel. Designer är också fri att använda en större bashögtalare (eller två eller tre) för att få djupare basrespons. En väldesignad trevägshögtalare kan leverera hög effekthantering, extremt naturligt ljud utan stora tonbalansavvikelser och uppmätt prestanda som är nära perfekt.
Det betyder inte att trevägs högtalare är perfekta på alla sätt, dock. Högtalare som använder en mellanregisterdrivrutin som är av samma storlek eller bara något mindre än bashögtalaren är vanliga, de spelar högre än högtalare med mindre mellanregister, men de levererar vanligtvis inte den genomgående breda mellanregistret. Jag har också hört några trevägshögtalare där mellanregisterdrivaren korsades över till en stor bashögtalare med för hög frekvens, vilket får röster att låta onaturligt uppblåsta eftersom de kommer från en stor bashögtalare.
Det är också svårt att göra en trevägs högtalare till låg kostnad. Konstruktören måste lägga till mellanregisterdrivrutinen, en separat intern kapsling för mellanregisterdrivrutinen, en större kapsling överlag och vanligtvis två eller tre extra induktorer, två eller tre extra kondensatorer och ett extra motstånd. Multiplicera kostnaden för dessa extra delar med fem eller sex gånger för att få det ökade detaljhandelspriset, lägg sedan till lite mer för dyrare frakt, och du börjar förstå varför det finns få trevägshögtalare som är prissatta under $ 400 per par.
En vanlig variant på trevägshögtalaren är två och en halvvägs högtalare. Detta använder vanligtvis en tweeter och två eller tre matchande bashögtalare. Woofern närmast diskanten överförs till diskanten som normalt. Basenheterna under den är lågpassfiltrerade, vanligtvis vid 300 till 800 Hz, så de förstärker basuttaget på den övre basen men förblir mestadels utanför mellanområdet. Om du körde alla bashögtalarna parallellt och korsar dem över till diskanten, skulle de störa varandra i mellanområdet och producera vertikalt smala ljudstrålar (kallade 'lober') vid vissa frekvenser. Medan två och en halv vägs design ger dig mer bas än jämförbara tvåvägsmodeller, erbjuder de fortfarande samma utmaningar som tvåvägs högtalare när det gäller att välja rätt övergångspunkt mellan basenheten och diskanten.
Four and More
När du väl har kommit in i dyrare modeller blir fyra- och femvägs högtalare vanliga. För det mesta är det i princip trevägsmodeller med en stor bashögtalare som läggs till för djupare bas. De har alla fördelar med trevägsmodeller med ännu mer bas, men till högre kostnad. En fyrvägsdesign är särskilt fördelaktig för högtalare med första ordningens crossovers på grund av de belastningar de placerar på sina förare.
Jag har just skrapat över ämnet här och jag uppmuntrar dig att lära dig mer om det genom att läsa LDC eller en annan bra referensbok om högtalare.
hur man rensar minne på datorn
Ytterligare resurser
• Första ordningens crossovers: Panacea eller problem? på HomeTheaterReview.com.
• För- och nackdelar med flera subwoofers på HomeTheaterReview.com.
• Hur man väljer en subwoofer för surroundljud eller stereo på HomeTheaterReview.com.