揚聲器可以說是一個構造最簡單、但是變化最大的器材了!就算是規模很大、水準很高的揚聲器製造廠在出廠時也要對高級單體做配對,因為在嚴格的製造標準與物料管理之下所生產出來的揚聲器也一樣會有相當大的出入。

許多以單體場為原料而自行設計音箱與分音器,像是同樣的揚聲器規格而發出的聲音卻南轅北轍的情形也很多。說揚聲器是音響器材中最難以捉模並不為過,車用的單體以動圈式居多,家用的靜電式因為體積太大所以未曾在車上窺見芳蹤,絲帶式高音只有 infinity 有見過,至於號角式單體最近能見度大增。它的優點是指向性強,—定位音像清晰穩定,但缺點是音場較窄、價位很高,它只能做為 1,000Hz 以上的中高音使用,效率往往高達 105dB/1w 以上,因此在與其它單體做搭配時(一般單體在 90-92dB 左右)不容易。

此外車用單體的生產商與擴大機等器材不同,家用擴大機製造商幾乎都沒有涉足車用的領域;相反的車用單體的翹楚也都是家用的名廠,例如:Canton、Focal、Morel(macrom)、Eton、Dynaudio、MB Quart、B&W。多半車用的單體都是由家用單體修改而來,並不是為車用設計的,為了牽就車內音箱不理想與擺位困難的因素,大多數的中高音單體都是高 Qts 值的設計,無須在以密閉音箱為單體的空氣彈簧,對於指向性的要求也都因擺位困難而修改。在妥協的結果下造成車用單體在音質上先天就比家用不利。

再者,家用的被動式分音器在用料上也比車用講究。在家用的環境可以藉由調整環境的音響特性來修飾聲音,但車用的環境中若無法比照測試環境來裝置喇叭、則被動分音器設定的分頻點就可能被車內的音響特性所改變。了解車用單體的限制,可以讓我們在安裝校調時更為小心。


揚聲器的基本知識

阻抗
一般揚聲器所標示的阻抗,都是以靜態下直流電所測得的數據。然而實際上擴大機所送出的電流卻是交流電,因此實際使用時的阻抗是一個變化的值。對一個入門的車友而言,並不需要知道這些細節,只要你不要用揚聲器的阻抗與擴大機的電壓去算功率就可以。一般實測擴大機功率的方法是直接以模擬的電阻器來測的。在入門時只要知道喇叭的阻抗以配合擴大機所能承受的負載就可以了,大多你在市面上買到的都是 4 歐姆阻抗的單體,只有少數修改自家用的單體會有比較特殊的阻抗值。單體的阻抗與音色、或效率並無一定的關係,這一點也是車友要記住的。

效率與靈度
這也是一個常引起迷思的名詞。有一些所謂的專家一直迷信單體的效率高就一定好,其理論根據是認為可以節省功率減失真,但只要車友想想:像 Dynaudio 的單體效率都不高,何以能生存呢?如果你在單體的震膜上塗一些阻尼劑來修飾音色與頻率響,就會發現聲音變得較內斂優美、但聲音也較小,如果要效率高音質又好,那肯定是很貴的單體。

況且對重低音單體而言,效率也是很讓人迷惑的,某些重低音單體的效率雖高但並不是在重低音常用的頻率,舉例廠家在列舉重低音單體的效率時,都不會說明這個數據是在哪個頻率測得的反應,也就是說一個標榜單體效率為 93dB/1w 的單體可能在 100Hz 以上才是它音壓大的頻率範圍,那麼它的實用性可能不如一個在 80Hz 時測得 90dB/1w 的單體。或者實際上你會發現規格上效率大的單體必須使用大的音箱,而效低的單體則在小容積音箱就可以發揮實力。

有一些居心很可疑的廠商以 xxdB/2.73V 來標示效率,那是以 8 歐姆阻抗為 1W 基準的電壓,如果是 4 歐姆的單體那就是 2W 了。所以選擇單體時仍應以音質為首要,效率可以擺在很後面來考慮。

響應頻率
喇叭的響應頻率可說是器材中最不容易做到的了,其它的器材無論音源主機前級與擴大機都可以做到平直,惟獨揚聲器很難。最直接的方法當然是看頻率響應圖,但是一般的資料就算有頻率響應曲線也只是某一個功率之下的曲線,是否在所有的功率驅動下都是同一個曲線……當然不是。因此就必須參閱瀑布圖,對於入門的車友而言如何解讀瀑布圖可能是一件不切實際的事。真正的裁判應該還是耳朵。

再說一般的單體也都有相位反轉的問題,這就使得頻率響應更為複雜。

從單體的頻率響應,我們可以看出既然單體有它適合的工作頻率範圍,那麼多音路的單體系統就有其必要(也有很少數的全音域單體)。那麼為何不把單體分得越多越好?那豈不是每個單體都可以分工?沒錯,但是單體之間效率、分頻點的銜接就又是另一件艱難的工作了。一般以三音路為極限,使用 3 音路單體系統有其必要。3 音路的單體以高音中音(MIDRANGE)與中低音(WOOFER)構成再加上重低音(SUBWOOFER),MIDRANGE 雖然工作範圍很小但是這正是音樂中頻率最豐富的範圍,所以責任很重大,而且一般的 6.5 吋中音單體在 MIDRANGE 處會有一個相位反轉的問題,因此 MIDRANGE 可以避過這個相位反轉的問題。

有某些廉價的同軸喇叭竟然做出 4 音路的結構,應該是花俏成份居多。

前音場單體系統的選擇對於整個系統的頻率響應有決定性的重要性,舉例一個以 1.5 吋與 5.5 吋的單體組成的兩音路系統,因為 5.5 吋單體的限制不可能發出令人滿意的 100Hz 以下頻率,所以在重低音系統的架構上就會出現顧得了 80-100Hz 就顧不了 40-50Hz 頻段的窘境(這我們在重低音系統會再說明)。然而 8 吋的單體雖然可以解決這個問題,但 8 吋單體卻又不是每一部車都可以輕易安裝上去的。

指向性
所有的單體都有指向性,雖然標榜車用單體已經針對車內喇叭安裝位置困難而對指向性做修改,若你看過與單體軸心不同夾角的頻率響應圖,你就會了解在夾角大於 30 度以上時還是會造成高頻頻率響應的劇烈衰減。

指向性的要求越高、頻越嚴格,諸位聽交響樂時可以感受到長笛雖然音量小但穿透力指向性都很強吧?指向性對音像與音場的定位都有很重要的角色,因此擺位才會那麼重要。


聆聽的領域

音像、定位、與擺位
所謂音像,就是指當你閉起眼睛時你有多相信你前方站立著一個吹奏薩克斯風的演奏者。在家裡你可以很容易就做到這一點,但是在車裡你就很難如此清晰的指出演奏者的位置了。你的耳朵距離左方的喇叭近、前後又都有喇叭,你會常常覺得薩克斯風手在你的身旁飄來飄去;就算你閉起眼睛還是像一團棉花一樣。

解決這個問題的先決方法,是要把前音場做為一個主要的聲音來源、把後音場的喇叭做為迴聲殘響等輔助角色。再來,你要處理前音場喇叭的問題。

左邊的前音場喇叭距離人耳較近,但是它的軸心卻與人耳的夾角卻非常的大。單體指向性在與軸心夾角 30 度以內的話還可以接受,但若超過 30 度則高音部份的頻率響應就會衰減得很快,導致指向性的劣化。右方的喇叭雖然比左方喇叭為佳、但是也不理想,兩邊距離不同所造成的問題也包含音量的不均等。還有一個問題是直射與折射的問題,我們在等化器的那個單元曾經討論過:就算頻譜能做得非常平直,但若是折射的成份居多的話,一樣不可能會有好音質。

為了這個問題,整個車用音響界都在努力尋求解答。原理就是把左右聲道的喇叭與耳朵的距離拉近、與喇叭軸心線與耳朵夾角的追求。直到目前為止,前音場還是以 Kickpanel 是比較廣為接受的解決法

所謂 Kickpanel,就是在腳踢板處加裝一個精細測量出角度的音箱,因為離耳朵的長度左右較為均衡、而軸心與耳朵的角度也比較理想,不過因為腳踢板處的空間有限,一般只能將 1 吋與 4 吋單體放置在這裡;至於 6.5 吋的單體就只好把它放在門板上。理想上,當然還是把整個三音路喇叭都放在 Kickpanel 之中,因為就算是 6.5 吋的中低音所發出的頻率也不會低於 80Hz 以下,而 70Hz 以上的頻率對指向性都還是有一定的程度。一些瘋狂的車友甚至把車底的鈑金改過以便能裝下 8 吋的單體。

Kickpanel 的音場可能無法做到儀錶板以上,這是一個缺點。在美國,有些車型有套件,不過都是塑膠材質。比較 PRO 的做法還是以玻璃纖維或木料定做,價錢方面自然不便宜,但追求定位與音像的話,kickpanel 可能還是目前最好的方法。

還有一個很難解決的問題就是相位。相位其是實很複雜的,舉簡單的例子有點像我門國中玩的水波遊戲。水波有波峰與波谷,當波峰與波谷重疊時就會互相抵消;若波峰與波峰重疊就會相加。當你把一對其中一個喇叭的接線反接,那麼聲音就會變小聲、變扁,那就是因相位的反轉而互相抵消。當我們忽略其他器材的相位漂移時、而喇叭的擺位又對稱時,相位的問題還比較好解決,但在車用上那就頭大了!因為喇叭距離耳朵不等距。

每個頻率的波長都不同,從 20Hz 到 20,000Hz,波長由 17 公尺變到 1.7 公分、而且還是連續的波長變化,也就是說對於某個頻率你能做到距離剛好在都是這個頻率的波長倍數上(舉例 3,400Hz 的波長為 10 公分,兩個喇叭距左耳朵為 150 與 200 公分,那麼對波長是 5、10、20、25、50 公分的頻率固然沒問題,但對其它的頻率就有些許誤差。

前後音場的銜接
在選擇系統架設之初單體的選定是非常重要的,例如你若選擇 5.5 吋的中低音,雖然安裝方便一點、但低頻下不去,可能到 100Hz 就已經衰減到 3dB 以下了,那麼你重低音系統的設定也會連帶受到影響。

同軸與分音喇叭
對於預算有限的車友選擇一對品質好的同軸喇叭是個不錯的想法,優點是安裝容易、高音單體與低音單體的距離也會很近,而且現在有一些改進過的同軸單體雖然是裝在門板上、但是高音的單體角度可以朝人耳。以往的同軸喇叭因為市場定位的緣故,分音器的設計都很簡陋,大多只是在高音單體接一個電容濾去低頻,這種簡單的分音只能做一階分音:就是低頻以 6dB/每八度音的斜率衰減,通常要做到 12dB 才行。較進步的同軸也有此設計了,有一些同軸的喇叭還用 biwire 的做法:高低音單體是分開接喇叭線的。這意味著高低音單體可以做主動式分音了。

 

改裝實況

升級原廠喇叭之必要如同床頭音響一樣,原廠音響最大的弱點就在於它的喇叭。不僅在音域方面高音與低音都缺乏,對擺位缺乏用心的車廠可說佔了 90% 以上,而且為配合小功率的主機多半也都不能承受很大的功率,因此升級喇叭可以說是入門者最基本也最超值的改法。

超高音

只加裝儀錶板的超高音,對不想花大錢的車友這可能是最實惠的改法。一般改裝市場超高音之所以受到歡迎的原因,可以列舉如下:
01. 價錢便宜:就算是幾百元的超高音也能讓車有輕易感受的效果。
02. 細節增多:原廠的喇叭對超高頻無法重現,因此加裝超高音後音樂的細節增多,效果很容易感覺到。
03. 定位提高:一般將超高音安裝在 a 柱底部,因為高音的指向性因此可以把原廠過低的音場定位提高.
04. 安裝容易:店家只要找到原來的喇叭線將超高音的喇叭線與之並聯即可。固定方法大多都是以雙面膠來固定。

至於保護超高音單體所附的濾低頻電容的加裝也很容易,不過這種加裝超高音單體的方法也有一些該注意的地方:

a. 與中低音喇叭的搭配
如果你的中低音喇叭已經有一定的水準,加裝超高音單體只是為了提高音場的話,那麼就不能選太便宜的超高音以免造成整個音質的劣化。

b. 人耳對高音很容易覺得刺耳
加裝超高音單體固然可以使細節增多,但是人耳對高音很容易覺得刺耳。一般而言以 1,000Hz 為準,向上與向下延伸的範圍應該要相當。舉例高音上升到 16,000Hz 時,低頻就該要低到 1,000/16Hz、也就是約 63Hz 左右。一般的系統若未加裝重低音系統的話是很難到如此低的頻率的,所以一般只加裝高音單體的做法會覺得高音太尖。

c. 高音的位置
高音的位置不是只有一個 A 柱底部的位置,推薦的做法應該是把線留長、一點一個個位置去試、然後再固定。若是幾百元一對的超高音單體,很難有店家會如此用心。

將超高音與原來的喇叭並聯,阻抗值就會降為 2 歐姆,對原本已經嫌小的主機功率無疑雪上加霜,不過超高音單體實際上所消耗的功率並不多,因此只要音量不太大也不會出問題。因為高音單體沒有分音器因此以濾去低頻的電容做一階分音,這種簡單的分音保護的作用不理想,若遇到大功率、大動態,可能會燒掉音圈。高音若與中低音距離太遠就會有相位的問題,定位也不符理想。

選擇與安裝超高音單體時有幾點建議:

a. 購買震膜是凸頂的,不要選擇凹盆,因為凸頂震膜的擴散性較佳,對於車內安裝位置有限的情況會有幫助。
b. 要承受高功率的高音單體,最好有冷卻鐵液的,對頻率響應的平直也有一些幫助。
c. 安裝時最好有可調安裝的角度。

安裝高音單體時,最好與中音單體距離不要遠於 30 公分、並儘可能將單體軸心朝向駕駛座,由單體到駕駛座之間最好不要有任何的障礙物;但也不要太近,否則這個高音單體的音壓會太高,會破壞整個系統的平衡。我以前聽過一個笑話,有個自認為汽車音響界理論大師的人告訴我聲波可以繞過障礙物,他的物理真的很菜。

如果真的沒辦法把高音單體與中音拉在 30 公分以內,你可以把線留長一點、試試哪一個點最好聽再固定下來。你可以利用檔風玻璃來做反射,但必須小心 check 折射回來的角度,折射回來時有時相位反而會比較配合。有一些店家誤以為單體可以不朝向人耳,其實那是因為沒有把高音單體與中音單體的距離拉近在 6 英吋以內,導致相位的 alignment 不對,所以反射反而會較好聽,應該要在此說明。

一般的高音單體所附的分音器是簡單的電容,它能濾去不必要的低頻以保護單體,問題是製造者並未考慮你的高音單體與原有的系統如何銜接、或者原來的系統已有高音單體而你只想加強補充極高頻,那麼你所選的電容當然會不同。可惜的是你通常只會拿到一個固定規格的電容。如果你真的是非常的 PRO,那麼這裡提供你一個公式

電容值 C = 1/2 x 3.14159 x(單體阻抗)Rxf(`分頻點)


所以算出來都是幾微法拉而已,在 6kHz-6.8 微法拉、8kHz-4.7 微法拉、12kHz-3.3 微法拉。如果高音單體真的太大聲、將高音音源調低還沒辦法時,只好用電阻了。不過這種改法已經是相當複雜的了,這裡不做介紹。

升級取代原有的喇叭

將原有的喇叭系統換掉是提升音質與頻率響應平直的不二法門,如果不更改喇叭安裝的位置則改裝市場都能提供你合適的套件,問題多半出在單體的深度,有一家美國 I 牌的喇叭廠製造出非常扁的單體,可以供車友做參考。當然,一般的車用喇叭也是不會太深的以免影響安裝。

要安裝甚麼喇叭其實與你是甚麼車種有很大的關係,所以有一些美國的雜誌會提供某些車種的安裝實例,雖然與臺灣的車種不盡相同,車有們還是可以參考。

在選擇單體時正如同我們在前面提過的,沒辦法由規格數據來推測出音色等實際情況,像靈敏度,就不是那麼重要的數據。以現今的喇叭而言,推得不好都不是單單功率的問題可以解釋的,一般的情形我還是建議以音色為主要考慮。震膜的材質基本上可以分為紙質,塗膜與 Polypropylene 三種,不見得甚麼材質就一定好,Polyprolene 可以耐車內潮濕等環境,你不要忘記雨水有時會流到車門板裡面,但它對溫度就比較敏感;紙質的震膜對環境比較不耐,因此有塗膜的震膜可能是個居中的材質。另外還有像碳纖維、玻璃纖維、工夫龍、金屬鋁、雲母複合材質,但是你不要被材質迷惑了。

在震膜與框架之間會有一圈緩衝的 Surround,以橡膠為佳,紙質的或是泡綿材質的比較容易老化。至於重低音單體我門要在重低音系統的章節來說明。

選擇喇叭時你必須依下列的幾個項目來評估:

a. 頻率範圍
這與你的重低音系統息息相關,建議你選擇你的空間可以安裝最大尺寸的 Woofer,以便與重低音銜接。單體在過了衰減 3dB 的頻點之後就會衰減的非常快,大約是以每 8 度音 18dB 的速度,舉例若你的 Woofer 是 6.5 吋,那麼以一般的門板安裝情形 F3 就約在 100Hz,所以到 50Hz 時就是只有 -21Db 了,也就是說與整個工作範圍的零敏度而言是 -21dB,也就是說聽起來音量約為 1/4 而已。我以前看過一個店家把前音場 5.5 吋的分頻點調在 49Hz,那幾乎是等於無用的,因為單體本身的衰減已經比分音器還快。

b. 安裝的方式
前音場的安裝可以分為原廠門板、Kickpanel、或者在門板上另外挖洞。選擇安裝的方式對整個系統有決定性的重要性。Kickpanel 的方式對於音質與定位會有幫助,但是某種程度會影響內裝,費用較高、在臺灣也比較不容易找到店家;有時音場也會比較低,在儀表板的位置。一般的 Kickpanel 因為體積要小所以頻率無法向下延伸,一般只裝高音及 midrange 單體(4 吋以下),中低音則還是裝在門板上。但其實只要是 70Hz 以上的頻段還是有相當大的指向性。原廠的位置當然是最方便、也省錢,如果門板有一些向內的弧度則更為理想,不幸的是一般原廠是不會為音響設想的,所以大多數都不理想。我們也提過原場的門板不是一個理想的音箱,很容易產生共震、濕度不穩定、氣密性差,因此有些廠家會提供一個泡綿墊將整個單體包起來做為阻尼。對於在儀錶板上的喇叭位置也有人用箱子封住單體、再填充以阻尼物。


※ 轉載自《汽車音響天堂》※

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  • 訪客
  • 請問我的重低音只有正負這樣,其他什麼都沒有了,家裡有台變壓器兩表的那種,這樣可以接到家裡的音響嗎?有辦法嗎?麻煩大家給小弟一個意見吧!