我們聽音響設(shè)備,當(dāng)然最注意它的音質(zhì)好壞。有一位作者寫到揚(yáng)聲器音箱;音質(zhì)好壞最為重要,至于揚(yáng)聲器振膜用什么材料并不重要。這句話邏輯上沒有什么問題,關(guān)鍵在實(shí)質(zhì)上。這句話似乎應(yīng)該反過來說,揚(yáng)聲器振膜材料是十分重要的,振膜材料對(duì)揚(yáng)聲器的音質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。不同振膜材料決定了揚(yáng)聲器的音質(zhì)取向,或者說為了使揚(yáng)聲器的音質(zhì)滿意,而費(fèi)盡心機(jī)去選擇一種新材料。一種新材料的選擇與運(yùn)用往往意味著對(duì)揚(yáng)聲器音箱的一個(gè)改觀。在早年的電動(dòng)式揚(yáng)聲器基本采用紙漿振膜,那時(shí)揚(yáng)聲器稱為紙盆揚(yáng)聲器。到了20世紀(jì)90年代出現(xiàn)了聚丙烯振膜(PP盆);隨后出現(xiàn)防彈布振膜(Kevlar纖維)都給人耳目一新的感覺。而Thiel、AE等音箱其音色的不同,與他們采用金屬振膜有很大的關(guān)系。
什么是好音質(zhì)呢?
在音響界、音響與音樂愛好者之間,音質(zhì)這一個(gè)名詞幾乎是一天到晚掛在嘴邊的。音質(zhì)是什么?和許多日常概念一樣,我們很少去想它,很少去深究它。顧名思義,或望文生義,音質(zhì)就是聲音的品質(zhì)。但是什么是聲音的品質(zhì)呢?聲音的品質(zhì)又如何表現(xiàn),如何衡量、如何評(píng)價(jià)呢?有沒有客觀的一致公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)呢?
對(duì)于人聲的理解區(qū)別更是毫發(fā)入微。我們能區(qū)別生人與熟人,對(duì)自己熟悉的人,甚至"未見其人,如聞其聲"。單憑腳步聲、推門聲、咳嗽聲就可以準(zhǔn)確判別出自己熟人的到來。與這種區(qū)分相對(duì)應(yīng)的聽覺印象我們稱為音色,各種聲音有自己的特色,聲音具有看不見、摸不著的神秘色彩。在評(píng)價(jià)聲音,描述聲音時(shí),常感詞藻貧乏。所以我們向日常經(jīng)驗(yàn)求助,既然有五彩斑斕的圖畫,就可以有五光十色的聲音。除了色彩以外,我們描述聲音音樂不斷利用熟知的日常生活經(jīng)驗(yàn)。溫暖感來形容聲音的冷熱;物理感來形容聲音的軟、脆、松、硬;物理感形容聲音的厚、薄、窄、寬。而音色又與聲音的成分、時(shí)間結(jié)構(gòu)有關(guān)。我們不妨將音色的問題從物理上稍為深入地探詢一番。世間有各種各樣的聲音,各國各地又有種類繁多、花樣翻新的樂器,自然它們的音色各不相同。音色同聲音的成分結(jié)構(gòu)也有關(guān)。聲音成分為簡(jiǎn)單的、最單純的是純音,自然界純音很少。由儀器比如音訊信號(hào)發(fā)生器可以發(fā)出各種頻率的純音。最近有雜志將純音信號(hào)燒錄成光碟贈(zèng)送,方便了許多沒有儀器的讀者。 400Hz、600Hz的純音是什么味道,確實(shí)需要感受一下,特別是對(duì)從來沒有感受過的人們。純音的感覺是"淡”、"清”,"淡"是天高云淡的淡;"清"是水至清者無魚的清。聲音單薄,也就不是音樂,多種成分音組成的聲音,音色就比較豐滿。各種樂器(先將電子樂器除外)發(fā)出的都不是單一頻率,單一振動(dòng)的純音。樂器聲一般是由基音和基音成整數(shù)倍的諧音組成。而自然界幾乎所有的聲音都是復(fù)合音,包括了振幅高低不同的諧波和雜訊,從而形成了不同的音色。
長(zhǎng)笛的頻譜,由圖中可見諧音比較少。長(zhǎng)笛的音域還比較窄,大約在600 ~ 6000Hz之間。莫札特寫過兩首長(zhǎng)笛協(xié)奏曲,表現(xiàn)了長(zhǎng)笛的多種音色。有人愛稱長(zhǎng)笛為“花腔女高音”,表現(xiàn)了對(duì)長(zhǎng)笛的愛好。
小提琴的頻譜,它包括許多高次諧波,表示音色豐滿、圓潤(rùn)。弦樂的音色是極為豐滿、復(fù)雜的。人們對(duì)200年前義大利的名琴斯特拉底瓦里、瓜那里推崇備至,即使是用同樣的形狀、尺寸、材料、工藝制作的小提琴也難以望其項(xiàng)背。經(jīng)驗(yàn)告訴我們,在世界上找兩個(gè)完全相同的人是很困難的,找兩把音色完全相同的小提琴也是相當(dāng)困難的,更不用說不同演奏家演奏技巧,控制音色的變化了。
在樂器中也會(huì)有一定的雜訊。像打擊樂器,雜訊在音色中占有重要的地位。一個(gè)鈸的頻譜。不僅成分音之間沒有整數(shù)的關(guān)系,音色雜亂,有很多雜訊,即便是小提琴,弓在四根弦上拉動(dòng),而弓上是抹有松香的,弓在拉動(dòng)弦時(shí)不僅會(huì)發(fā)出如歌如訴,似夢(mèng)似幻的動(dòng)人心弦的樂曲。也會(huì)有摩擦的雜訊,拉位越高,這種雜訊越大。有些發(fā)燒友說能聽到小提琴的松香味,至今尚未發(fā)現(xiàn)聲音能傳播香味。這種摩擦雜訊引起的聯(lián)想,大概就是我們一些發(fā)燒友聽出的松香味。另外,音色還與時(shí)間結(jié)構(gòu)有關(guān),即與聲音的建立與衰減方式有密切的關(guān)系。鋼琴頻譜圖所示。鋼琴的聲音開始一按是強(qiáng)的,然后一放逐步衰減。而風(fēng)琴是逐步增強(qiáng)的在短時(shí)間保持一定聲級(jí),然后比較快衰減。這也可以稱為音形、包絡(luò)。
將上面的意思?xì)w納一下,之所以有不同的聲色,從成分上講,是由于每個(gè)聲音成分不同。它會(huì)有許多的諧波和雜訊;這些諧波和雜訊可以有一定的規(guī)律,也可以沒有一定的規(guī)律。從時(shí)間結(jié)構(gòu)講就是它的形狀不同,其振膜同時(shí)間的關(guān)系也各有不同。這種組合變化是無窮的。而好的揚(yáng)聲器就是要將音樂本身的音色特點(diǎn),不失真地重放過去。拿烹調(diào)來說,有人喜歡原汁原味,有人喜歡加一點(diǎn)味精。過去的廚師腰里還有一些小包,那是某種海魚干磨制的粉末,稍加進(jìn)去,果然不同反響。而川菜就廣加各種姜、辣、麻香調(diào)料,味道濃郁。到底哪一種好,是見仁見智的事。揚(yáng)聲器音箱重放聲音要求不失真,要求重放聲音真實(shí),但人們又要求好聽,兩者折中就形成各種風(fēng)格的揚(yáng)聲器音箱。
揚(yáng)聲器的重播音質(zhì)主要取決于振膜材料
就我們常用的、常見到的電動(dòng)式揚(yáng)聲器而言,其客觀測(cè)試指標(biāo)主要取決于其結(jié)構(gòu)與幾何形狀。而其音質(zhì)好壞取決于揚(yáng)聲器振膜材料、振膜材料的種類和它具有的物理性能。例如;B&W 801,其低頻單元振膜原來是采用鋁合金振膜,測(cè)試結(jié)果雖然不錯(cuò),但是主觀音質(zhì)評(píng)價(jià)卻不那么理想,所以最后采用混有10%的Kevlar纖維的紙架振膜。
根據(jù)研究揚(yáng)聲器振膜的音質(zhì)又取決于振膜的材料三項(xiàng)指標(biāo):它們是振膜材料的彈性(用彈性模量E)、密度(p) 和適當(dāng)?shù)膬?nèi)阻尼。也就是希望它彈性模量E高,密度p小,還要有適當(dāng)內(nèi)阻尼。這樣揚(yáng)聲器傳播速度快,上升快,而且有適當(dāng)?shù)膬?nèi)阻尼,阻尼掉不必要的雜波,振動(dòng)停止下降快,聲音干凈柔和。但是金無足赤,人無完人。世界上也沒有絕對(duì)理想的振膜材料。如鋼合金振膜彈性模量高,密度小,對(duì)振動(dòng)反應(yīng)很快,對(duì)聲音的爆發(fā)力強(qiáng)。但是金屬內(nèi)阻尼小,要振動(dòng)迅速停下來就比較困難,聲音就不干凈。相反對(duì)紙漿類材料,聲音比較柔中,聲音上升也比較慢,但下降速度快,力度也不是很強(qiáng)。同時(shí)滿足E/p大,內(nèi)阻尼足夠的材料是一件很困難的事。近年來材料技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了許多新材料。例如有些錐形振膜除了采用傳統(tǒng)的紙漿、玻璃纖維、Kevlar纖維(防彈布)以外,又采用了TPX、 HD-A, HD-1等復(fù)合式材料,性能有很大進(jìn)步。
“振膜采用什么材料不重要,只要音質(zhì)好就行”,這句話可以認(rèn)為“用什么樣的振膜材料大體上決定了揚(yáng)聲器的音質(zhì)”。
我們常?吹饺藗?cè)谠u(píng)價(jià)揚(yáng)聲器的瞬態(tài)反應(yīng),提到某某揚(yáng)聲器瞬態(tài)好,或瞬態(tài)回應(yīng)好。仔細(xì)一分析,問題就來了,我們常常講的瞬態(tài)有兩種狀況,一是上升,聲音由無到有,一是下降,聲音從有到無。我們希望聲音從無到有是瞬間完成,從有到無也是瞬間完成,但是這是很困難的。需要一種材料上升更快,下降也就很快,那幾乎是不可能的。例如金屬材料,上升快,下降就更慢了。它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)阻尼振蕩,不那么容易消失,月有陰晴圓缺,人有悲歡離合,要揚(yáng)聲器兩頭都好,也不是一件容易的事。
所以有不同振膜材料,就有不同音質(zhì)的揚(yáng)聲器;蛘哒f,有一萬種不同類型的振膜,就會(huì)有一萬種不同特色的揚(yáng)聲器。清代嚴(yán)沅有一首談畫詩:
興來落筆寫山色,泉石出沒云冥冥。
一日十紙不厭速,貴取繪意非傳形。
對(duì)于揚(yáng)聲器也和繪畫一樣,有相通之處。我們即要傳形(不失真),又要繪意(音質(zhì)好),我們盡量做到兩者兼顧,實(shí)又不可能。 “貴取繪意非傳形”就是一種選擇。
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