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2017年1月5日 星期四

號角式喇叭擴大高音播放角度

號角式喇叭擴大高音播放角度

我們常見的號角式喇叭,只是為了擴大音量,並無音色可言,只能作廣播之用。當你認識各種不同音響或耳機的設計,你就會越明暸錫安劍精心設計之處。

常見的擴音喇叭
大型場地喇叭或家居喇叭的結構和原理,多以木材製造的喇叭木箱,是外表平滑而內裡粗糙等。

相信只要你到過一些大型表演場地,如戲院或大球場,都曾見過圖中的「號角式喇叭」Horn Speaker。
外形好像一隻號角,裡面細小的位置,是喇叭單元發聲的起點,經過一個向外彎的曲面,形成號角的形狀。


另一種號角式喇叭,則將又大又長的號角分為兩段。最常見的兩段式號角喇叭,就是香港一般俗稱「大聲公」的手提擴音機。

其實最早發明的揚聲器,亦就是號角式喇叭,這是以最原始的方式,將人聲或喇叭單元的聲音以窄角集中起來,令原本的聲音集中在某個方向,從而增大聲量。

所以,戲院和大球場的廣播器、大型集會中人多嘈雜時所使用的「大聲公」,都是號角式喇叭,因為這是最有效將聲音集中和擴大的方式。

V形通道,令音色粗糙失色
但當你聽過號角式喇叭的音色,都會知道,這是非常差劣,音域非常窄、完全沒有低音,即使有中高音也非常沙啞,即俗稱「好拆」,音色嚴重失真,與「優美和諧」完全沾不上邊。

但是,為何號角式喇叭的音色會如此差劣呢?
其中一個原因,是它像號角外形,會將所有向外擴展的聲音,藉著V形通道折射,返回V形通道的方向。
當聲音經過多重折射,就會造成失真、音域被收窄、定位錯亂等問題。聲音的範圍被V形通道收窄了,音壓就會增大,所以「大聲公」發出的聲音,有極大音壓,令聽者感到厭惡及有壓力,雖然它擁有聲浪大、可即時引起群眾注意的優點,但並不適合長期聆聽。


另一方面,在教會聚會中,也曾見過下圖大型音響喇叭。
它有兩個單元,下方是包括高中低音的普通圓形動圈式單元,上方則是號角式的高音單元。

為何大型音響的高音單元,會使用音色非常差的號角式喇叭呢?
原來大型會場使用喇叭擴音時,會有一個基本的問題,因為高音是帶有極強的方向性。

一般而言,一隻喇叭所播出的高音,只有向前約15至30度範圍可以聽見,而中音的範圍,約有60至90度,低音則沒有方向性,全方位360度都可以聽見。

所以,假如設置一個會場時,在聽眾前面一左一右設置一對喇叭,基本上,位於前方接近兩個喇叭中間及兩邊位置的聽眾,是無法聽見高音。

所以,大型喇叭的廠商,都會特別把高音單元製造成號角式喇叭,如此,可聽見高音的範圍,不單是前方約15至30度,因為以號角式近乎直線方式發出聲音,亦可以藉著V形通道,把邊緣位置的高音,以折射方式,Z形向兩邊擴散,令前方中間和兩邊的聽眾,都可以聽到高音的部分,從而擴大現場可聽見高音的範圍。

但是,使用號角式喇叭,就無可避免地會出現失真、定位錯亂和拆聲等音色劣化問題。

結語:
耳機就不會有以上問題,因為所有聲音都是垂直直入耳道,所以錫安劍包含的五種音域,即高、中、低、超高和超低音,都可以直接進入聽者的耳道裡。

從以上資料可見,對於不是音響專才的人有說,只知其問題,卻不知固中原理。但牧師卻不但熟讀各樣資料,而每一個設計,選料等等,都大大把音色進一步原還,把歌詞中的每樣樂器,人聲情感和臨在感,都細膩地演繹出來!

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參與資料:

2017年1月2日 星期一

Bose喇叭的問題

Bose喇叭的問題




超過五十年歷史、聞名於世的喇叭製造商— Bose博士音響,是博士企業(Bose Corporation)的主要產品。她標榜其喇叭可以在最嚴峻的環境下使用,但卻正正因這緣故,成為它的致命傷!


博士企業(Bose Corporation)發展歷史

在1976年,麻省理工學院電機教授Dr. Amar Bose創立了Bose品牌,它的第一代擴音器為2201型,外型設計成可擺放於房間角落,利用牆壁反射效果,提高聲音的表現度。

Dr. Amar Bose利用電子均衡器,即EQ來調整聲音輸出單位的總輻射功率,雖然這些揚聲器系統能準確地達到理想的標準,但實際測試收聽的結果卻不盡人意。針對這項結果,Dr. Amar Bose把聽覺的心理因素加入設計中,考慮到人們在音樂會現場的聆聽效果,發展出一個設計,包括8個面向牆壁的電子均衡器和1個向前的均衡器,以牆面反射聲音的效果,營造現場音樂會的感受。

這項設計的成品上市前,Amar Bose並不知道這項以「直接/反射」技術為主的產品,會否受到市場青睞,當時他將這項設計命名為Model 901,結果大受歡迎,令Bose音響在世界各地享負盛名。

然而,現今Bose的喇叭,主要用於戶外、大型場地、展覽館或流動場所。所以很多Bose喇叭也標榜可以在最嚴峻的環境下使用,例如︰不同的戶外環境、大型球場、體育館、公園和泳池等,無論晴天、雨天、下雪,甚至在大海或水中,都能夠正常運作。

這一類可以在全天候環境使用的Bose喇叭,都使用塑膠纖維加上矽膠塗層,外殼亦是防水的塑膠,可以完全防水、防潮、防風沙,有些型號的外殼甚至可以讓喇叭在水中運作。而另一類主要在戶外或流動場地使用的Bose喇叭,則是以較厚的紙皮製造喇叭震膜,外殼也是以塑膠製造。例如錫安教會使用多年,作為出隊音響的Bose Model 802喇叭,相信很多錫安教會的弟兄姊妹,都曾在教會的出隊聚會中見過它們,例如︰婚禮、科林活動等。

Bose喇叭存在的問題

由於Bose喇叭以能夠面對嚴苛環境為賣點,所以,喇叭的震膜會選用比較耐用的物料,例如︰硬紙皮、塑膠或纖維等。亦正因這緣故,導致Bose的喇叭不可能播出好聲音。因為喇叭震膜太厚重,所有音頻的細節都會被震膜本身完全吸收,所以,經Bose喇叭播放的聲音都沒有細節,音色非常「濛」和「濁」,仿如隔了一層紗,甚至隔了一層棉被,並且無論高中低音,震膜也不可能完成全部衝程。

情況就如一輛載滿數十噸貨物的大貨車,無論起步、加速或剎車,在任何情況下的反應,都是非常緩慢和遲鈍。對比一輛所有零件都務求輕巧的一級方程式賽車,即使兩者的引擎馬力相近,這輛重量不足一噸的賽車,所有反應也會極為敏捷和即時,每個加速或剎車動作也可以在極短時間內完成。

例如:
一級方程式賽車由起步加速至時速100公里,往往只需要兩秒,但載滿貨的貨車則可能要20秒甚至30秒;至於剎車時,由時速100公里至完全停車,一級方程式賽車只需2秒,但載滿貨的貨車則需要20秒以上,所以,賽車和貨車的反應是相差十倍以上。


同一道理,一個以極厚重物料製造震膜的Bose喇叭,對比以僅僅1厘米直徑、極薄極輕的鈦晶膜單元為震膜的錫安劍,兩者對音頻的反應也是天淵之別。

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不同耳機在不同音域的限制

資源來源:2010-2012 恩膏引擎全力開動!!:音響界對於超高音及超低音的誤解  

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