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扬声器和分频器2

来源: 作者: 时间:2007-03-21 Tag: 点击:

 

 

 

足之处是低端延伸不足,其相频特性还满不错的(非消音室下近场测试)。

 

 

 

 

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三、时域特性

   时域特性这一客观物理特性描述了喇叭单元在时间轴上,随着时间的变化其频域特性的变化情况。时域特性不仅在频率的变化过程中描述了喇叭单元的响应状态,而且还在时间的变化过程中描述了喇叭单元的响应状态,也就是从三维的角度全面地描述了喇叭单元的响应特性。这点很重要,但往往被人们所忽视!应该注意到,很多主观听感的评述,如声低是否干净,背景是否清晰,层次是否分明,音场的深浅等均与喇叭单元的时域特性有密切关系。由于喇叭单元不同的时域特性才赋予扬声器系统千姿百态的个性。依个人观点,喇叭单元的时域特性是客观评价喇叭单元性能优劣的一个不可缺或而且很重要的方面。作为扬声器系统的设计人员来说很有必要对喇叭单元的时域特性作更深入的研究分析。后沿累积频谱图(俗称瀑布图)和阶跃脉冲响应就是喇叭单元时域特性的一些比较直观形象的表达方法。后沿累积频谱图不仅适用于对喇叭单元特性的测试分析,而且对扬声器系统的特性分析(包括声箱内部驻波情况)更有帮助。同时需要强调的是,时域特性的测试对环境因素的影响很敏感。一般情况下,要尽可能选择消音室的环境下测试,否则,测试的结果将是不可靠的。

下图是一只德国产的1”球顶丝膜高音的阶跃脉冲响应图。从图中可以看到脉冲的上升沿只用了0.03ms,整个脉冲响应宽度也只有0.18ms,不难看出该单元的瞬态特性还是不错的。

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下图也是1”球顶丝膜高音的后沿积累频谱图。图中500Hz左右的“余波”很可能是测试环境影响所致。

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下图是一只8”碳纤维锥盆低音单元的后沿积累频谱图。可以看出在800Hz附近有一些遗憾,将在清晰度和层次感上受到一些影响。

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四、电阻抗特性

      这是喇叭单元的基本特性,为人们所熟悉。它描述了喇叭单元的电阻抗模的大小随频率变化而变化的情况。下图是Vifa5"(c13wg-08-08)单元的阻抗特性,是由来自欧洲的电声测试系统CLIO所给出的。

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我们可以通过阻抗特性了解到喇叭单元的直流阻抗、谐振频率、谐振阻抗峰的大小、额定阻抗以及音圈感抗的大小等情况。在这里有两点应该引起人们的注意:

   1、音圈感抗的大小

     通常低音单元f>200Hz时,阻抗特性将呈单调上升,上升的速率反映了音圈感抗的大小。过大的感抗将对喇叭单元的工作产生不良影响(尤其是对频率特性的影响)以及对分频器的设计

带来困难。为了减少喇叭单元音圈感抗的影响,往往可以采用磁路和电路补偿的办法来以予解决。

   2、谐振阻抗峰的大小

     谐振峰过大也会给喇叭单元在该段频率附近工作产生不良影响,这在高音单元尤为突出,在生产中应给予适当的控制和处理。下图是1"单元的阻抗特性,可以看出,高音单元的谐振峰是出现在人们听觉最为敏感的1K-2K频段,也是二分频系统的高低分频的结合部,处理不当,将会产生主观听感该频段发硬、不圆润等不良感觉。

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五、失真特性

     我们常说的失真应包括谐波失真、互调失真、瞬态失真、相位失真、分谐波失真等多种线性和非线性、稳态和非稳态失真。在这里我们主要地讨论几种影响较大而又能够被常用的电声测试系统所描述出来的失真形式,以进一步加深对喇叭单元的客观认识。

    1、谐波失真

       谐波失真是喇叭单元的最常见的非线性失真。引起谐波失真的主要原因是喇叭单元的振动系统和磁路系统的非线性。在工作实践中,可以通过改善喇叭单元的材料(振膜、定位支片、折环等)的特性和改善磁路系统的线性来改善喇叭单元的谐波失真。下图是JBL公司的产品(型号为:JBL806G-1 S/N-1645)的谐波失真曲线图,由LAUD系统给出。从图中可以看到,该单元的谐波失真特性还是不错的,除了极低频以外,二次谐波失真在2%以下,而三次谐波失真更在0.2%以下。

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     根据有关资料和实际听音的经验,一般地说,谐波失真在1%以下时,就有良好的主观听感;谐波失真在3%就容易被人们所察觉;谐波失真达到5%时,主观听感就令人烦躁;如果谐波失真超过10%,主观听感就令人难以忍受。同时,人们对奇次谐波失真更为敏感。通常三次谐波失真应远小于二次谐波失真(在不同的数量级上)才会有良好的主观听感。在实际工作中,我们会常常见到这种情况,喇叭单元的三次谐波失真与二次谐波失真是同在一个数量级上,甚至三次谐波失真的分量比二次谐波失真的分量更大。这样的喇叭单元应该说是有很多方面需要改进的,其主观听感也是令人担忧的。因此,奇次谐波失真的大小,不能不引起我们更多的关注。若想取得较好的主观听感,我们还必须在改善喇叭单元的奇次谐波失真作出更大的努力。

    2、瞬态失真

     瞬态失真是由于喇叭单元的振动系统跟不上电信号的变化而引起的失真。这种失真通常可以通过测试喇叭单元的阶跃响应的上升沿特性和下降沿特性来表达。上升沿特性反映了喇叭单元的声响应起始瞬间速度的情况,而下降沿特性反映了喇叭单元的声响应消失中止的阻尼情况。人们都知道,喇叭单元对电信号响应的“速度”和“阻尼”在主观听音评价上产生很大的影响。还有一种能够更形象地表达下降沿特性的方法是喇叭单元的后沿累积频谱图。从上面的两幅后沿累积频谱图图中不难看出,后沿累积频谱图从整个频段形象地描述了喇叭单元在电信号消失后的阻尼情况,不同的频段具有不同的下降沿特性,也就是说喇叭单元在不同的频率下具有不同的瞬态响应(也是瞬态失真)。因此,反映在主观听音上就是我们听到了千万种具有个性的喇叭单元和扬声器系统(这点在本文的时域特性中已有叙述)。

   3、相位失真

     电信号通过喇叭单元后,电相位与声相位发生了变化而形成的失真。正如前面所说的一样,声相位失真对主观听音评价的影响越来越被人们所重视,尤其是扬声器系统,声相位的失真对声场、定位等主观听音评价产生不容忽视的影响。有资料说明人们的听觉对高频部分的相位失真比低频部分要敏感得多。

    相位失真


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