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從“聲能”出發,看兩分頻和三分頻的優劣勢

聲能

在介紹二分頻和三分頻的優劣勢之前, 我們先談一下聲能。

我們知道, 所謂聲音在物理上其實是帶著能量的“聲波”, 聽覺的成因就是因為耳膜受到聲波的聲能振動。

人耳承受的聲能並不是無限的。 以聲壓級(dB)為單位, 85dB以上的聲音就能夠讓耳膜產生慢性損傷, 而120dB以上的聲音會讓耳膜產生急性損傷。

再談談所謂的喇叭靈敏度。 許多人把這個參數單純看成喇叭容不容易推動的指標, 但事實上這個參數也代表了喇叭在承受不同功率時, 會為人耳帶來多大的聲能和聲壓:以靈敏度為90db的喇叭為例, 代表一個單獨的1kHz信號, 在1W的功率下推動喇叭工作, 在1米以外人耳可以感受到的聲壓級值是90db。 功率不同(假定具體功率值為x), 人耳感受到的具體聲壓(SPL)計算公式如下:SPL=靈敏度+10LogX, 如x=100w, 靈敏度=90db, 則SPL=110db。

上面的計算建立“信號是單一的1kHz信號”、以及“功率是固定在某個具體數值”為大前提,

在音響系統的實際工作當中, ①功放的實際總輸出功率不一定達到100W, 甚至不一定達到其標稱的額定功率值;②整個聲音由多個樂器信號複合構成, 每個信號的播放都需要分配一定的功率(也就是說每個信號的具體實際功率, 都不可能達到實際總輸出功率的大小)——因此, 即便是喇叭的靈敏度為90db, 標稱的額定承受功率為100W, 事實上人耳聽到的某個樂器信號, 其音量、其聲能在聲壓上並不會達到110dB這般對耳膜會造成損害的程度。

靈敏度不是越大越好, 從原理上而言, 喇叭靈敏度與失真度呈一定的反比關係(靈敏度越高, 失真情況可能就越明顯)。

概括而言, 人耳對喇叭聲音的聽感好壞主要取決於:①失真大小(信號是否能聽的清晰);②音量大小(是否能聽的清楚)。

當然, 這兩點首先都應該以喇叭所獲得的功率足夠讓其達到理想工作狀態為前提, 如果喇叭獲得的功率不足, 無論是解析度還是音量都不可能讓人滿意;而在功率充足的前提下, 則聲音並非越大越好, 如果失真度高, 越大的音樂只會讓人感覺聲音越加“粗糙”、“毛刺”, 而且(在車內音響的具體播放環境下)過大的音量本身就容易讓耳膜感到不適。

常見的大音圈喇叭, 靈敏度往往都偏低, 也就是說在相同功率的推動下, 其產生的信號音量會較其他靈敏度高的喇叭低數個db, 但同時(由於失真度較低)解析能力則相對更為理想, 在相同功率、也就是相同聲能下, 能夠把聲能“分解”成更多的“細小信號”,

從而讓人感受到更多的音樂細節。

各種尺寸的音圈

上面說的7點, 無非說明兩個問題:①在相同聲能下, 解析力越好(失真越低), 聽感越清晰、細節越多;②在相同解析力(失真程度)下, 聲能越大, 聽感越飽滿、細節越鮮明。 這兩點其實同樣是我們評價兩分頻和三分頻優劣、以及按照具體情況選擇做兩分頻還是三分頻的理論前提。

三分頻和二分頻的優劣勢

二分頻(左)和三分頻(右)

在檔次相近、以及同樣被充分推動的前提下, 三分頻系統所獲得(或者說所需要)的總功率較兩分頻要多, 也代表了聲能會較兩分頻更加充沛。 從上述分析中我們可以得知, 聲能越大, 代表音樂內容越多(喇叭的解析力較高的前提下)或音量越大(喇叭的解析力較低的前提下), 因而如果我們再假設三分頻和兩分頻的喇叭單元在解析能力上同樣是接近的, 那麼聲能更大的三分頻系統無疑就會比兩分頻系統, 天然地就能還原出更多的音樂內容。

三分頻系統在理論上有著上述的優點, 但在汽車音響的實際安裝過程中。由於車廂環境在聲學上的先天不足,喇叭之間的頻率銜接其實有著不少的技術難度,如果喇叭之間的頻率銜接不當(例如兩個喇叭的工作頻率重疊過多,或者兩個喇叭的工作頻率之間出現真空斷層),同樣會造成明顯的失真從而對聽感形成破壞(例如重疊過多的情況下,最直觀的聽感就是聲音混濁,同時音場定位也會出現結像模糊、位置失准的情況)。而兩分頻系統由於只需要進行一次頻率銜接,較需要進行兩次頻率銜接的三分頻系統,在銜接難度上是較低的,同時也等於減少了由於喇叭單元頻率銜接不當而造成聽感失真的頻率範圍。

當然,如果安裝人員具有良好的技術,能夠通過安裝定位和後期調試,將喇叭之間的頻率銜接進行準確到位的處理,那麼在這個前提下,三分頻在音場定位方面反而又會有一定的優勢:由於全頻段信號分由三個喇叭分工負責,每個喇叭對其負責播放的信號都可以有更細膩的描繪,而各個頻段的信號指向也更加精准。

接下來還必須討論“價位”這個問題。我們知道喇叭產品的單元品質,和價位直接相關,因為價位其實也決定了喇叭單元的成本(其實除了喇叭以外,同樣推動好一套三分頻和推動好一套兩分頻,在功放和線材上的成本是否存在差異,也是必須考慮到的)。相同價位的三分頻系統和兩分頻系統,功放成本大致相同(也就是說系統的總聲能大小基本是一致的),則毫無疑問,兩分頻的單元品質理應會在三分頻之上,這也代表了兩分頻單元在解析力方面會具有優勢,再結合上述中的討論,兩分頻在頻率銜接方面更低的技術難度優勢,事實上兩分頻喇叭在對音質的水準保持方面,反而貌似具有一定的競爭力(在價位相同的前提下)。當然,如果技術人員具有不俗的安裝和調試能力,對頻率銜接進行了良好處理的三分頻系統,在音場方面又會具有一定的優勢(在安裝技術相同的前提下)。

關於到底三分頻好還是兩分頻好,其實無法給出一個“誰就一定更好”的概括性答案,也不存在“誰就是完美”的可能,從科學客觀的角度而言,只能具體案例具體分析,根據顧客願意支付的預算、根據根據喇叭單元本身的素質、根據技術人員的具體安裝和調試能力,以及根據顧客自身的聽音偏好,從而按照兩分頻和三分頻的具體特點(各自的優勢、劣勢),進行具體選擇和取捨。上文,大體上列出了實際搭配中各種常見的可能性,並且把在各種可能性作為前提條件的情況下、兩分頻和三分頻各自的優勢和劣勢進行了分析 ,在實際選擇時應該可以作為其中一個參考的依據。

但在汽車音響的實際安裝過程中。由於車廂環境在聲學上的先天不足,喇叭之間的頻率銜接其實有著不少的技術難度,如果喇叭之間的頻率銜接不當(例如兩個喇叭的工作頻率重疊過多,或者兩個喇叭的工作頻率之間出現真空斷層),同樣會造成明顯的失真從而對聽感形成破壞(例如重疊過多的情況下,最直觀的聽感就是聲音混濁,同時音場定位也會出現結像模糊、位置失准的情況)。而兩分頻系統由於只需要進行一次頻率銜接,較需要進行兩次頻率銜接的三分頻系統,在銜接難度上是較低的,同時也等於減少了由於喇叭單元頻率銜接不當而造成聽感失真的頻率範圍。

當然,如果安裝人員具有良好的技術,能夠通過安裝定位和後期調試,將喇叭之間的頻率銜接進行準確到位的處理,那麼在這個前提下,三分頻在音場定位方面反而又會有一定的優勢:由於全頻段信號分由三個喇叭分工負責,每個喇叭對其負責播放的信號都可以有更細膩的描繪,而各個頻段的信號指向也更加精准。

接下來還必須討論“價位”這個問題。我們知道喇叭產品的單元品質,和價位直接相關,因為價位其實也決定了喇叭單元的成本(其實除了喇叭以外,同樣推動好一套三分頻和推動好一套兩分頻,在功放和線材上的成本是否存在差異,也是必須考慮到的)。相同價位的三分頻系統和兩分頻系統,功放成本大致相同(也就是說系統的總聲能大小基本是一致的),則毫無疑問,兩分頻的單元品質理應會在三分頻之上,這也代表了兩分頻單元在解析力方面會具有優勢,再結合上述中的討論,兩分頻在頻率銜接方面更低的技術難度優勢,事實上兩分頻喇叭在對音質的水準保持方面,反而貌似具有一定的競爭力(在價位相同的前提下)。當然,如果技術人員具有不俗的安裝和調試能力,對頻率銜接進行了良好處理的三分頻系統,在音場方面又會具有一定的優勢(在安裝技術相同的前提下)。

關於到底三分頻好還是兩分頻好,其實無法給出一個“誰就一定更好”的概括性答案,也不存在“誰就是完美”的可能,從科學客觀的角度而言,只能具體案例具體分析,根據顧客願意支付的預算、根據根據喇叭單元本身的素質、根據技術人員的具體安裝和調試能力,以及根據顧客自身的聽音偏好,從而按照兩分頻和三分頻的具體特點(各自的優勢、劣勢),進行具體選擇和取捨。上文,大體上列出了實際搭配中各種常見的可能性,並且把在各種可能性作為前提條件的情況下、兩分頻和三分頻各自的優勢和劣勢進行了分析 ,在實際選擇時應該可以作為其中一個參考的依據。

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