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多大的音箱可以讓人有震撼的感覺

圖文 更新时间:2024-07-24 06:17:39

自1877年開始,聲音記錄的大敵之一,就是失真。

這年愛迪生發明了滾筒留聲機,聲音的震動通過一根尖細的刻針,在脆弱的錫箔表面留下痕迹,如此,無形的聲音便得以被有形的載體記錄下來,而在播放時隻要反向重複這一過程,聲音就會被重放出來。

瞬間之感動從此成為永恒之回憶,人類歡欣鼓舞,激動不已。

然而很快,大家便發現了滾筒留聲機的缺點:噪音。

聲音的能量實在是太微弱了。

一陣微風足以擾動刻針的運行,地面的輕顫足以毀掉歌手的淺吟,更不要提搖動滾筒時機器軸承摩擦的聲音,那簡直就是所有留聲機的噩夢。所以早期的樂手不得不一股腦地擠在喇叭前面,用盡全身的力氣,吐出自己肺部的最後一口空氣,隻為讓自己的聲音能在錫箔上留下更重的痕迹。

多大的音箱可以讓人有震撼的感覺(打造一款有高級感)1

電聲學的發展為這個行業帶來了另一種可能:20 世紀 20 年代,動圈、鋁帶和電容式拾音器終于被開發了出來。微小的聲音被這些靈敏的設備拾取後轉換為電流,再被無數倍地放大。聲音這匹野馬終于被套上了籠頭,不過人們很快就發現了另一個問題。

失真。

依然是失真。

聲是一種能量極其微弱的機械震動,我們日常交談的音量如果換算成聲功率,那麼隻有0.0001W左右。然而想要驅動由一枚沉重的音箱單元發出相同的聲音,我們卻需要幾十幾百甚至上千W的電能。因此在将聲信号轉變為電信号之後,我們必須對微弱的電信号進行放大,幾萬甚至幾百萬倍地将其放大,最終才能讓這些電流驅動揚聲器,重新震動空氣,發出聲音。

這意味着即便是一點輕微的失真,在經過成萬倍的放大之後,也會變成可怕的噪音。

1927年,貝爾實驗室參照離心調速器原理,發明了劃時代的負反饋技術。所謂負反饋,便是将輸出信号反相變為負值,按照一定比例反饋于輸入端後得到誤差信号,再利用誤差信号進行修正,從而降低失真。從此,即便是電子管放大器,也能将失真降低到1%甚至更低的地步,人類甚至從此可以使用電子管來進行運算放大,這為後來的電子信息科學打下了基礎。

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而随着70年代晶體管的大量運用,深度負反饋電路開始被應用于放大器之中。所謂“深度負反饋”,乃是利用晶體管提醒,将負反饋深度提升到50dB甚至更高,通過這種手段,人們可以将失真降低到0.01%甚至更低,隻不過對于發燒友來說,這樣的精度似乎依然不夠。就像是電影《無雙》裡說的那樣。

要準确到什麼地步?

千分之一毫米?

不夠。

萬分之一毫米?

還不夠。

我們要做到的,是原版的味道。

發燒友對低失真的追求是沒有極限的,何況晶體管放大器雖然能夠有效降低諧波失真,但也有瞬态互調失真這一缺點——所謂瞬态互調失真,是在負反饋過程中由于晶體管電路固有缺陷所引發的一種失真。

晶體管放大器為了減少失真,通常要使用深度負反饋技術,但是為了減少深度負反饋所引起的高頻寄生振蕩,人們又要在晶體管集電極和基極之間引入電容以滞後高頻相位。但問題在于,電容總是需要充電的。

而充電一定是需要時間的。

所以當一個瞬态很快的信号被輸入時,由于電容來不及充電,便可能造成系統中負反饋暫時失效,輸出過載,信号削波,而這也一度成為了家喻戶曉的“晶體管聲”。

那麼要怎麼解決這個問題呢?

選用更好的元器件、進行更複雜的補償,針對高速瞬态進行優化,當然這些都是辦法,然而卻不是從根本上解決問題的辦法。

直到20世紀末,随着模拟電子技術的進步,人們終于想到了一個根本性的解決方案,那就是用電流模(Current-mode)電路,代替電壓模(voltage mode)電路。

所謂電流模電路,就是使用電流代替電壓作為變量,進行信号處理的電路。2004年的一個春天,揚州大學信息工程學院的一個學生,在進行電流模通信線路實驗時錯誤地将電路進行了組裝。然而讓他意外的是,這個不能處理通信信号的電路,卻擁有極低的瞬态互調失真,而且具備高速放大性能。

這讓身為發燒友的他如獲至寶,很快,同年秋天,運用全新的設計思路和拓撲結構的第一台電流模音頻功率放大器就在實驗室裡誕生了。在這種放大電路上,影響速度和帶寬的晶體管級間電容工作在阻抗很低的節點上,能夠消除瞬态互調失真,同時實現超寬頻帶、高速、低失真和低噪聲放大。第二年,他申請了一項名為“電流模高保真功率放大器”的專利。同年,他在《電聲技術》上發表了一篇名為《基于電流模技術的高保真聲頻放大器》的文章,他樂觀地認為,電流模高保真聲頻放大器由于采用了高速通信和視頻處理技術中新興的電流模技術,實現了超寬頻帶、高速、低失真和低噪聲放大,其性能較傳統電壓模式高 保真放大器有突破性的提高,因此“将對未來高保真聲頻功率放大器技術産生深遠影響”。

隻不過令人遺憾的是,在第二年的畢業招聘會上,這個學生折戟沉沙,面試慘敗,最後他不得不找到招聘主管,給他出示了自己在電聲技術上發表的文章,才換來了試用的機會。而他寄予厚望的電流模功放,也毫無動靜,仿佛從來沒有出現過一樣。

時光荏苒,曾經的少年已經成為了一家納斯達克上市的美國集成電路設計公司的工程師,不過他依然沒有忘記自己昔日的電流模功放項目。在經過歲月的洗禮後,他愈發深刻地意識到了電流模放大器的缺點——由于放大器性能依賴分立器件的配對和篩選,電流模放大器内部的跨導線性回路對晶體管的匹配有嚴格的要求,因此存在産品一緻性、以及實際生産成本較高的問題。

有些廠家——比如美國馬蘭士——試圖用晶體管 傳統元器件結合的方案來實現電流模放大電路,因此導緻産品擁有昂貴的售價和巨大的體積。然而對與具備了芯片設計與開發經驗的工程師來說,他的面前卻有一條新的道路,那就是另起爐竈。

終于,在曾參與設計了經典的單片大功率IC LM3886,LM1875的前美國國家半導體(NSC)資深高性能音頻IC設計師Eddie的幫助下,他不僅解決了元件配對的問題,更是徹底将電流模放大部件進行了芯片化實現。

經過反複的調試,2007年,世界上首台運用電流模技術的耳機放大器CMA800誕生了。CMA就是電流模放大(Current Mode Amplification)的英文縮寫,它失真低至0.0004%,,瞬态互調失真(TIMD)低不可測,更小的能量損耗,以及高至2000W的放大功率,讓電流模放大器成為了理想的放大電路。CMA800轉換速率随輸入信号線性增長沒有任何限制,驅動真實負載頻寬高達700kHz,技術上堪稱完美的放大器!

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這意味着對于使用了電流模放大技術的音箱來說,放大器完全不會成為音質的瓶頸。音源處的潺潺小溪,彙聚成為輸入到揚聲器的驚濤駭浪,然而純度卻始終如一。而第一個用上這個電流模放大技術的音箱品牌,是如比揚(rubyoung)。

2020年,針對藍牙音箱領域,如比揚聯合曠世共同研發的HDA100D芯片誕生,這是首款高集成度的針對藍牙音箱的定制芯片,承載了如比揚人對音頻的多年技術沉澱和音質的偏執的追求。

依靠HDA100D芯片的獨特優勢,如比揚先後推出了兩大類定位不同的藍牙音箱産品。

一種是以R630、R830為代表的家用藝術藍牙音箱。最大240W的電流模放大,低至0.0002%的放大失真,使得如比揚 R830能以一個非常緊湊的體積,使用雙5.25英寸定制玻纖材質麥哲倫折痕喇叭低音單元與雙1英寸絲膜球頂高音單元,在高聲壓級下達到50Hz的低頻下潛。

雖然絲膜球頂高音一般會在高頻略有衰減,然而從實測頻響來看,電流模放大器的高帶寬優勢依然一覽無餘,如比揚 R830在20KHz以上依然還有響應,并沒有像很多音箱一樣直接在20KHz做濾波,這樣能夠換來更加自然的高頻聽感。從整體聽感來看,如比揚R830的聲音取向并非是追求準确的“監聽風”,而是更加趨于溫暖的“醇厚風”,由于這款音箱的使用場景更加豐富,因此軸向頻響并不平直,而側重于在高聲壓級下進行音樂回放。

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近場30cm測量,HIFI模式

源自高通的5.1藍牙3031芯片,則賦予了它高達30米的藍牙連接範圍。同時針對不同環境的不同聽音需求,如比揚R830采用了ADI生産的DSP芯片,配合自研的DSP2.0系統,提供了OUTDOOR、HIFI和AMBIENT三種音效預設。

在OUTDOOR(戶外)模式下,如比揚 R830會對低頻擡升,以補償戶外開闊區域中的低頻衰減。而在AMBIENT(氛圍)模式下,如比揚 R830會對高頻進行适度提升,以換取更加愉悅刺激的聽感。

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當然,R830身上足以豔驚四座的,除了聲音之外,更有其奢侈品級别的做工與配件——作為一個“準專業”人士來說,R830最讓我感到驚豔的是音箱兩側用來調節音效和音量的電位器。這兩個電位器手感絕佳,阻尼恰到好處,即便是與售價是它數倍乃至十數倍的專業器材比起來,也絲毫不會遜色。

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​細節的處處用心,反映了品牌的格調與其定位。如比揚希望R830能夠成為“文藝青年家中的最後一台藍牙音箱”,因此在做工用料上更是不遺餘力,13mm的木制封閉式箱體外面覆蓋的,是意大利進口的Alcantara翻毛皮,音箱手工縫線工藝精湛,觸手柔軟溫暖,典雅大方。

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​而獨家專利音箱布面印刷技術,使得音畫合一成為可能,視覺藝術與聲音藝術的雙重感官體驗,在R830身上合二為一。用戶可以根據需求自由定制面闆圖案,比如這個面闆,跟我媳婦的愛馬仕大毛巾就相得益彰。

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當然你也可以把這個面闆換成其他你喜歡的圖案,而且整個過程相當之方便:你隻要給如比揚旗艦店的客服提供一張16:9的高清大圖,客服會在7個工作日内完成印染,然後将定制面闆快遞給你。

而得益于電流模放大器的轉換效率極高、較傳統放大器有超過1/3以上的能耗降低的特性,如比揚也開發了M430便攜戶外藍牙音箱。M430的總重量僅有3.3Kg,正面投影相當于一張A4紙。然而在小巧的體積背後,卻蘊藏着巨大的能量。

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高達60W的超低失真電流模放大電路,推動2枚4英寸鐵氧體低音單元,與2枚0.75英寸絲膜球頂高音,不僅能夠在緊湊的體積下實現低至55Hz的下潛,更能爆發出超過100dB的聲壓級,在戶外野營時能夠輕而易舉地将聲音傳遍整個營地。

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最高長達70小時的續航時長與反向充電能力,更是徹底解決你的“續航焦慮”,讓M430真正成為能陪你一起暢玩三天三夜的旅行伴侶。同時獨家專利音箱布面印刷技術,手感絕佳的電位器,與奢侈品級别的手工皮具縫制外觀,更是在實力之外,打造出了便攜藍牙音箱的顔值天花闆

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溫暖醇厚、洶湧澎湃的聲音,精湛絕倫的制作工藝,配合複古優雅的外觀,造就了極具特色的人文音箱。在如比揚激進前沿的技術路線背後,是他們對藝術美學的不懈追求,視覺與聲音的藝術感受,在此融為一體,升華為一種更加細膩的生活美學體驗。如果我們說“萬元以下聽個響“的話,那麼為什麼不用如比揚去聽個更加澎湃、更加優雅、更加具有藝術氣息的響聲呢?

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