揚聲器（俗稱喇叭）是電聲轉換的核心單元，也是聲音還原的重要核心部分，對重放聲音的質量有着重要的影響。揚聲器主要是由振膜，磁鐵、音圈、盆架、箱體等組成。它們的形狀、材質等都對揚聲器發聲的好壞起着重要的作用。

一般來說，主要有八個主要因素決定了我們從揚聲器中聽到的聲音，每個因素都由廣泛且互相影響的電氣和機械參數決定。其中包括：

•用于構造錐體和振膜的材料（紙，鋁，钛，碳纖維，複合材料等）。

•低頻和中頻錐體的幾何形狀。

•驅動器（鋁鎳钴合金，陶瓷，钕）的功率、線性、磁路類型，以及音圈導線（銅，鋁，圓形，六角形，單層，雙層等），音圈材料，線性和類型以前的材料，盆架的聲音反射；高頻驅動器相位插以及音圈在磁隙中的同心度。

•箱體材料和結構質量，以及箱體的體積，低頻出口面積、長度和端口材料（提示：木制或PVC的端口要比硬紙闆和軟塑料好）。

•内部減震材料的成分。

•箱體形狀的邊緣衍射；分頻電路的設計。

•驅動器保護電路（如果有）。

……

揚聲器是以上各種部件的綜合體。為了使揚聲器系統提供出色的音質，必須讓協同工作的部件之間的複雜的影響盡量減小。

決定揚聲器聲音的8個因素

1頻率響應

頻率響應有兩個方面。首先是響應範圍的整體帶寬。40 Hz – 19 kHz的寬頻譜響應可提供“高保真度”的感覺。相反，狹窄的響應範圍（例如200 Hz – 6 kHz）聽起來則是“低保真度”，盡管在這個範圍内，其他性能确實不錯，例如三分頻系統中的中頻系統，本就不是來還原整個頻譜的，所以聽起來就不夠“真”。

第二方面是響應在預期頻率範圍内的均勻度。均勻的響應通常是一件好事。如果響應不均勻，則說明揚聲器不夠平坦，因此無法依靠它來進行重要的判斷，例如平衡輸入通道和設置EQ。但不均勻的響應（如果幅度不大）通常可以通過精确的參數均衡進行校正，這需要用到高分辨率頻譜分析儀。

2相位響應

參照頻率響應，通過使用FFT（快速傅立葉變換）分析儀來快速識别相位響應并表征揚聲器。頻域中的每個偏差都會體現在相位上。

盡管我們無法像頻率響應那樣靠耳朵去聽相位響應偏差，但是實際上所有揚聲器中都存在這種偏差。通過精心的設計工作優化其他參數後，相位響應的偏差就可以聽到了。

如果不同揚聲器的聲學中心在整個分頻器中沒有完全對齊，并且它們都提供相同的能量，則一個聲源将滞後或領先于另一個聲源。增加延時可以部分糾正此問題。

除了與其他揚聲器之間的偏差，每個獨立驅動器的響應範圍通常都表現出與平坦相位響應的偏差。幸運的是，借助現代DSP技術，可以使用相位濾波器和/或全通濾波器來最小化相位與頻率的偏差。

時間延遲和相位延遲有什麼區别？盡管基本機制相同，但是當我們談到時間延遲時，我們通常指的是較長的時間，例如主陣列和延時塔之間的時間差。

3諧波失真

這一點非常重要，因為它決定了我們喜歡一個揚聲器而不是另一個揚聲器時所感知的大部分内容。所有揚聲器都會産生失真，大多數失真比信号路徑中的任何其他設備（包括功率放大器）産生的失真要高得多。問題是失真的程度，以及随着功率水平的變化而變化的程度，以及失真的性質。

如何使用FFT測量諧波失真？通常，将正弦波給到揚聲器。然後，使用測試麥克風捕獲聲學響應，并在FFT上進行查看。理想情況下，驅動器應僅産生所施加正弦波的基頻。

但是，在現實世界中，驅動器将不可避免地産生第二，第三，第四（及更高次）諧波，這些諧波很容易在FFT上看到。所有諧波的總和稱為THD或總諧波失真。

不止如此，為了充分了解揚聲器的失真特性，我們改變正弦波的頻率，并在很大的頻率和功率範圍内查看諧波，你會看到，大多數LF和HF驅動器的失真産物會随着頻率降低而增加。

而且随着電平的提高，失真産物也會增加。在高級驅動器中，這應該是線性函數，即，基波幅度大10 dB等于諧波幅度大10 dB。

但是，在某個時刻，當驅動器被推得足夠厲害時，諧波将不再與基波保持線性關系。實際上，可以測出比基波更高的二次諧波或三次諧波失真。在這種情況下，驅動器會産生超過100％的失真，并且聲音效果确實很糟糕。

在确定低頻出口對齊以及确定最佳分頻點時，了解失真開始急劇增加的頻率範圍和電平将大有幫助。

4非諧波失真

它比諧波失真糟糕得多。當優質驅動器在其功率極限運行時，它們産生的失真與基波成諧波相關。向錐體驅動器施加100 Hz的正弦波，失真“産物”将由200 Hz分量（二次諧波），300 Hz分量（三次諧波）和400 Hz分量（第四諧波）組成，諸如此類。

盡管我們不喜歡失真，但諧波失真至少與音樂有關。精美鋼琴的純淨美感可能會受到影響，但至少它聽起來仍會像鋼琴一樣。但非諧波失真并非如此。

當揚聲器的失真産物與諧波無關時，其效果就是音調的完全改變。如果非諧波失真産物足夠高，則鋼琴聽起來幾乎不像鋼琴。通常（但并非總是如此），非諧波失真是機械問題而不是設計問題的結果，因此是可以解決的。

順便說一句，當我們說失真是“産物”時，我們指的是諧波和非諧波能量的貢獻，這是有缺陷的電能傳遞函數被錯誤地轉換為聲能的産物。

我們不希望所有這些多餘的能量都來自我們的驅動器，但是無論如何它都會存在。驅動器設計人員可以通過選擇最佳材料來最大程度地減少失真，而混音工程師可以利用遠低于其峰值輸出功率的系統來将失真保持在非常低的水平。

5線性

這個線性并不是嚴格意義上的與頻率響應相關。一家制造商宣傳的“線性”可能與另一家制造商的“線性”意義完全不同。

我将線性定義為揚聲器在一系列操作水平上保持其性能特征的能力。每次輸入功率從100W跳到1,000W時，例如在小軍鼓或底鼓敲擊期間，如果揚聲器增加其失真，改變其頻率和相位響應，或者無法以正好10 dB的更大聲音輸出響應， 那麼它将表現出一個或多個非線性特征。相反，如果除了輸出電平的增加以外，其響應參數都沒有改變，則揚聲器呈現線性。

沒有揚聲器在整個功率和頻率範圍内是真正線性的，盡管有些已經盡可能接近線性。大多數錐體驅動器和壓縮驅動器在接近其功率處理的上限時或改變輸入信号時，都表現出明顯的非線性。

例如，給定的揚聲器可能擅長準确地還原具有低失真的單個100 Hz正弦波，但在嘗試還原所有同時出現的多種複雜音樂音調時，可能會“崩潰”。因此，僅用單個正弦波激勵驅動器來檢測失真并不能說明全部情況。

一些聲學分析儀能夠提供用于失真測量，頻率掃描和自動功率電平增量的多種音源。它們都是出色的工具。

6瞬态響應

這是揚聲器對輸入刺激做出響應所花費的時間，以及刺激停止後它停止産生能量的速度。與本文中的其他參數一樣，它将始終是刺激頻率的函數。

一些分析儀可以顯示3D瀑布圖，該圖描繪了激勵開始和停止後揚聲器已建立的穩态周期的幅度與頻率之間的關系。

顯然，給定揚聲器的響應速度越快，它發出的聲音越準确。但是，非常快的揚聲器可能聽起來不那麼“溫暖”，或者聽起來不夠精确。那是因為我們一輩子都在聽那些表現出相對較慢的瞬态響應的揚聲器，尤其是超低頻率的揚聲器。

在聽覺測試中，許多人都喜歡慢速超低頻而不是快速超低頻，因為它聽起來好像隻是在“填滿”低頻。而且，大多數樂器沒有表現出統一的瞬态響應。三角鋼琴的9英尺低音弦的啟動和停止速度與上風琴的6英寸弦的啟動和停止速度要差幾個數量級。鼓音也不會表現出與镲相同的瞬态響應。

因此，這是人類普遍的反應，希望在低頻具有較慢的瞬态響應，而在高頻下則希望具有較快的瞬态響應，尤其是對于自然發生的聲音而言。之所以能做到這一點，是因為笨重的21英寸低頻揚聲器盆體永遠不會表現出與1英寸軟球頂高音揚聲器相同的瞬态響應。

如果您希望以極低的失真，高度均勻和精确的瞬态響應以及接近完美的相位/頻率響應來再現音樂，請用STAX靜電耳機。隔膜隻有3微米厚（3微米= 0.000118英寸），幾乎沒有重量，因此靜電耳機是訓練您的聽力技能的好方法。

由于PA揚聲器必須提供更大的輸出功率才能有用，因此PA揚聲器響應的清晰度和均勻性就可能永遠無法與之相比。這将我們帶到了最後兩個因素。

7.8功率輸出和覆蓋角度

這兩個是密切相關的。大功率系統通常在一個或兩個軸上顯示出狹窄的或至少可控制的角度。例如線陣列和長号角。

當聲能集中時，它的強度會增加，但通常會産生更高的失真和更低的響應均勻度。将其設計為功率強勁而不是均勻且線性的驅動器，會降低音質。

相反，較小的揚聲器可能在所有其他類别中表現出近乎完美的響應，但僅能夠提供足夠的功率以用作沒有角度控制的近場監聽器，而它無法用于較大的混響空間的擴聲。

功率輸出能力和角度控制在揚聲器的實用性中扮演着重要的角色-因此，許多揚聲器的第一個規格參數通常是系統功率，或在特定位置（通常是FOH位置）的SPL。盡管兩者都無法提供有關系統實際聲音的提示，以及系統是否正确覆蓋了座位區域，但仍然是産品經理和音頻工程師的主要要求。

結論

當揚聲器在這些因素中的一個或多個方面未能達到合理的性能時，會發生什麼？

•聽起來渾濁不清。•它可能會隻偏愛某一種音樂。•過度失真可能會傷及耳朵。•它在低電平時可能表現不錯，但在高電平時表現很差。•它可能無法很好地覆蓋觀衆區，尤其是邊緣位置。•它可能會超過觀衆區，投射向兩側牆壁，天花闆和後壁，讓過多的能量反射作用，從而導緻空間混響過度。•聲音可能根本不夠大，無法滿足擴聲要求。•而且，它可能會同時出現多種情況……甚至綜合以上所有缺點！

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