- #306 [icon9862h], 12-11-11 17:52test
- #305 [icon9862h], 12-11-11 17:51
- #304 [icon9862h], 12-11-11 17:50test
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- #303 [superjackylee], 12-11-10 15:44.
- #302 [superjackylee], 12-11-10 15:41.
- #301 [superjackylee], 12-11-10 15:38.
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最後修改時間: 2012-11-10 15:40:53 - #300 [superjackylee], 12-11-10 15:38
- #299 [Greenspann], 12-11-03 17:22揚聲器的效率、阻抗與動態 ‧梁中鍔‧
經由多次的接觸,我發現消費者在選購揚聲器時,常會詢問它的效率是多少?阻抗是多少?但卻鮮有人問它的最高音壓多少?甚至於在看過一些雜誌的器材評論後,有不少人認定低效率喇叭就代表高音質喇叭。
音響史上確實有幾款著名喇叭以低效率出名,例如Rogers的LS-3/5a及AR-3a。十五年前我親眼所見,國內某林姓音響名師,談到3/5a時,臉上泛起一陣神光說:它的效率其低!但當天三對小喇叭的試聽比較,3/5a上陣僅30秒鐘,就被另外一位高姓音響聞人張口炮轟下來。我對3/5a的惡感就是那次而來,沒想到全球聞名3/5a竟然是個「悶」葫蘆。等到試作DaLine後,才知LS 3/5a並未將KEF單體性能發揮極致,3/5a的好處只是體型小、售價低,難怪有人會賣了3/5a買傳輸線設計的DaLine。
低效率喇叭確實曾風光過,但CD開始逐漸流行後,就有人對低效率喇叭抱著懷疑態度,名樂評家、瑩昇公司負責人曹永坤先生,就說過CD的高動態會自然淘汰低效率喇叭。
電晶體機的瓦=真空管機的瓦
經過10年,CD系統已漸趨成熟,但低效率喇叭依然存在於市場,而且低效率=高音質的觀念好像並未動搖;最近才有了些許改變。
真空管又回頭了,老廠新廠紛紛出籠,但管機後級的輸出功率普遍偏低,有音質至上、非300B不用,並且只要單端不要推挽。300B做單端只有7W左右輸出,7W能推什麼喇叭?當然,也有人用不到10W的管機後級推ATC喇叭,那是有聲音,卻無法呈現ATC原有的動態與頻率響應。
古早時代的Altec、JBL大型落地式喇叭都是高效率,因為它們的親蜜伙伴就是管機。所以當300B管機推Altec A7「劇院之聲」時,氣勢就大大的不同,誰能說管機後級沒動態? Watt就是Watt、瓦就是瓦,所以管機的7W差不多完全等於晶體機的7W─差異性是管機有輸出變壓器,輸出功率較不易隨負載阻抗變化而變化。因此若有人說管機的7W比晶體機的7W夠力,那是無稽之談,因為事實的真相是:晶體機的7W大多時候會比管機的7W夠力,絕不騙你。有兩個特例,一是無輸出變壓器的OTL管機後級--例如EC33C,另一就是3/5a小喇叭。
喇叭的效率是用dB值表示,但與阻抗有關聯,故dB值完全相同的兩對喇叭,其需求電壓不見得相同。因為8Ω喇叭的1W是輸入2.83V電壓,而4Ω喇叭的1W是2V輸入電壓。因此就amp. 來說,效率相同、阻抗不同的兩對喇叭,接上同一台晶體後級就必然有不同的聲音表現。
擴大機輸出功率 8Ω 4Ω
1W -- 2.83V 2V
2W -- 4V 2.83V
3W -- 4.9V 3.47V
4W -- 5.66V 4V
10W -- 8.95V 6.33V
由上表可看出,4Ω喇叭的需求電壓比8Ω低,但需求電流卻比較大,就以4W為例,8Ω喇叭是0.7A,而4Ω喇叭則吃1A電流,故為何大家都說低阻抗喇叭比較難推。正由於低阻抗喇叭吃電流,故晶體後級逐漸形成大電流設計。
dB是分貝,它的計算式因功率或電壓、電流之倍數會有所不同,喇叭的效率是以功率計算。我們現在以阻抗變化甚大的Dynaudio喇叭為例,說明大多數情況下,晶體機的7W比真空管機的7W來得有力─重點就是低阻抗時的輸出電流特性。
阻 抗 晶體機功率 管機功率
8Ω 7W 7W
4Ω 14W 7W
2Ω 28W 7W
只要負載電流夠,晶體機的輸出功率會隨著喇叭阻抗的降低而提昇,故不只7W而已。但管機有輸出變壓器交連,功率不隨喇叭阻抗變,此時是不是晶體機的7W比真空管的7W夠力?
LS-3/5a既是低效率又兼高阻抗
具恆阻特性的喇叭並不多,因此當喇叭阻抗猛往下降時,管機就可能使不上力,所以管機後級推Dynaudio喇叭就常不易發出好聲,因此時喇叭欲吃電流,但真空管卻是電壓元件,無法提供電流;可是換成3/5a就不一樣了。
3/5a阻抗 晶體機功率 管機功率
15Ω 3.7W 7W
11Ω 5W 7W
8Ω 7W 7W
7W的晶體機接上第一代LS-3/5a就只剩3.7W,接第二代3/5a也不過是5W;可是管機就一直維持7W輸出。故遇到3/5a這對高阻抗喇叭時,管機的7W就比晶體機的7W來得夠力。
若是高阻抗再加上低效率,那這對喇叭鐵定難伺候,偏偏LS-3/5a就有這種特性,因此有人用大power推它,但3/5a又吃不下大power,功率太高就容易將它得低音觸底。
現在我們來看看喇叭效率與擴大機功率的關係,比對喇叭是LS-3/5a及Klipsch的Klipschorn,從下表就可看出低效率喇叭果然比較難推。
Klipschorn LS-3/5a
104dB 1W 81dB 1W
107dB 2W 84dB 2W
110dB 4W 87dB 4W
113dB 8W 90dB 8W
116dB 16W 93dB 16W
119dB 32W 96dB 32W
122dB 64W 99dB 64W─?
125dB 128W─? 102dB 128W─×
第一行104dB與81dB是兩款喇叭的標稱效率,LS-3/5a的99dB打個問號,代表LS-3/5a應該無承受64W連續輸入,此時低音單體會觸底,大約50W連續輸入就已是最大值。而Klipschorn喇叭在1W輸入時,就得到104dB的音壓,這是LS-3/5a打破頭也無法做到的事。至於125W加個問號,那是原廠公佈Klipschorn最高連續承受功率是100W,故當128W連續輸入時,Klipschorn也會不了。由於Klipschorn的效率高達104dB,若amp的訊號雜音比不夠高,那不用轉音量旋鈕,喇叭就會發出嘶─聲。對於擴大機的殘留雜音及哼聲,高效率喇叭倒是具有明察秋毫的功效。
3/5a的效率到底是多少?本文假設它是81dB,記憶中好像也是。但'95年10月號Audio年鑑上,KEF 3/5a的效率註明是85dB,阻抗則仍維持11Ω。最令我大吃一驚的是:這對小喇叭竟然飆漲到US$1450一對!老天,KEF的3/5a有這種身價嗎?如果它有1450美金的音質,那我的DaLineⅡ一對可賣2400美金!
不論有什麼改進,3/5a的最高音壓卻仍不及Klipschorn的基本標稱效率。再計算「標稱效率」至「最高音壓」的範圍,3/5a大約是18dB,而Klipschorn大約是21dB。
這裏透露著兩點,一是以300B單端每聲道7W管機推104dB高效率喇叭,它的表現絕對會比40W的晶體後級推LS-3/5a喇叭來得輕鬆自在、有力道。第二點則有賴大家共同研究,是不是高效率喇叭也同時代表高動態? 若果真如此,曹永坤先生就有先見之明。
準此原則,吾人當選用高效率喇叭,這樣amp.功率不必動輒數百瓦。當然,上百dB的高效率喇叭通常體型龐大,若以一般家庭使用,似乎也應在90dB以上。然而,低效率喇叭就代表低動態?很不幸,3/5a及DaLine卻是明證。
當然ATC可能會不同意,ATC的SCM20為8Ω/83dB,效率比DaLine略高,但它的連續承受功率竟然是200Wrms,因此計算其最高音壓是106dB,絕非3/5a或DaLine之輩能比。晶體機驅動高阻抗喇叭會降低功率,但也有例外,美國的McIntosh雖是晶體機,卻因為有輸出變壓器,故其輸出功率不會隨負載阻抗變動而變動。好在音響圈中特例不多,沒有輸出變壓器的真空管機不多見,有輸出output的晶體機唯有McIn,而標稱阻抗高過8Ω的喇叭,歷年來也只有3/5a而已。故現代管機的輸出變壓器,常只有4Ω及8Ω兩組繞組輸出。
應選用高效率、高動態喇叭
接駁低效率低動態喇叭時,後級的輸出功率不能太低,以免推不動,但輸出功率又不能太高,以免喇叭受不了,故常兩難。「低效率低動態」六個字若不能理解,改成「低效率低最高音壓」八個字就比較明顯。
世上喇叭何其多,但在規格表上明確註明最高音壓─是連續不是瞬間─者,卻不及百分之一。若有連續最高承受功率,就可從效率計算過來。例如效率86dB的某款喇叭,其連續承受功率是160W,我們就可輕易計算出它的最高音壓是:108dB。利用工程型電算機按幾個鍵,160 log×10=22,86+22=108dB ;而22dB大致就是此喇叭的動態。
動態範圍-dynamic range之值以dB表示,數值愈高愈好音響器材性能表中有動態範圍者,大概只有CD唱盤及影碟機;揚聲器廠商幾乎都不會註明此規格,以避免自曝其短。 動態範圍可說是由最低到最高的變化、由最小到最大的變化,也是
由最弱到最強、由最暗到最亮的變化。音響器材動態愈大,就愈能表現「由最弱音到最強音的變化」。CD唱盤的動態甚少低於90dB,但揚聲器卻甚少高過25dB。
這種直接比較合理嗎?當然不正確,因CD唱盤的動態範圍是電壓倍數的變化,而喇叭的動態範圍是功率的計算。我們常說前級的10倍放大具有20dB的增益,但10W功率卻換算成10dBW,而不是20dBW,請看底下的說明。
都是dB值,功率的計算是:數值log×10,電壓、電流計算是:倍數log×20,因此100倍的電壓放大就是40dB。若某前級具14dB增益,它的放大倍數是多少?利用工程型電算機按幾個鍵:14(dB)÷20÷inv log=5(倍)。若是某效率86dB喇叭的最高輸出音壓是105dB,換算成最高承受功率就是:(105-86)÷10÷inv log=79.5W。而105-86=19(dB),就是它的動態。
分清楚電壓增益的dB與喇叭功率的dB,你就會明白為何Hi -End廠都反對將後級擴大機的輸出功率標示成dBW。因為50W是16.9dBW,而500W雖是大power,但也僅是26.9dBW。若喇叭的最高音壓-效率即是它的動態範圍,那家用喇叭的動態有多少?不論是Avalon AsentⅡ、Thiel CS5、B&W 801Ⅲ,都絕不超過25dB!往專業領域找,Rey Audio的RM-8V效率是100dB,最高音壓是130dB,有30dB動態,30dB正好是1000W,亦即RM-8V可承受1000W。
日本Rey Audio還有音壓更高的RM-1800,其型號有兩個意義,一是採用兩只18吋低音單體,一是喇叭高度為1800mm。有一年「恰客與飛鳥」在大阪開演唱會,就用了4對RM-1800。再思考一個問題:若兩對喇叭的阻抗與效率皆相同,用同一台擴大機驅動,是否會得到相同的音壓?─數字通常是不會騙人的,所以應該具相同之驅動力。
不會一樣,經多年實際操作經驗顯示,差異性極大。在無響室內所測出的效率是平均值,不一定能正確含蓋低、中、高頻,因此同樣都是95dB/8Ω的兩對喇叭,其最低驅動功率(擴大機輸出功率),可能一是20W,另一是50W。
聆聽環境的背景噪音要低
理想揚聲器一定是高效率、高音壓,因為這樣才可以將音樂最低音到最高音的變化表現出來。不過要談動態範圍,那可千萬不能遺漏環境噪音這個重要因素。
聽音環境愈安靜愈佳,但除非是專業錄音室,一般經過略為裝修的音響室,其背景噪音也都在35dB以上─這是指夜深人靜時的量測,大白天的情形更糟。而背景噪音之高低也與動態範圍有直接關聯,噪音愈大,就愈需要喇叭發出高音壓以呈現樂曲的最弱音符。故聆聽環境的背景噪音及器材的殘留噪音絕對是愈低愈佳,就算是欣賞AV,要求也是一樣。
由於背景噪音高,因此「聲音」要更大,才能聽到音樂的全部細節。但就算器材表現沒問題,高音壓也會帶來困擾,一是鄰居會向你抗議,二是對耳朵有可能造成傷害。在熱門迪士可舞廳,為了營造氣氛,也為了壓制消費者的聲浪,它們的PA音響常開足馬力,其音壓都超過110dB,對人耳非常不利。
當然居家不同舞廳,而家用音響因管機又回頭流行,不僅名管WE-300B重新生產,JBL、Altec老喇叭也逐漸重回市場。不過這些horn號角喇叭雖效率頗高,但體型也都甚為碩大,一 般家庭極不適合擺放。此外還有一個疑慮:這些喇叭的音質與其效率成正比嗎?最近有兩位讀者對我提到某中型進口高效率喇叭,音質甚為粗糙,雖然好推,但不忍卒聽。
小功率匹配高效率
為了避免浪費能源,及得到正確的搭配,我個人有兩點偉大的建議,但需要全球音響界認同:
效率低於90dB的喇叭,不准製造、銷售、進/出口,而且阻抗應儘量維持8Ω;
高過90W輸出─8Ω/ch─的後級/綜合擴大機,不論電晶體、真空管,也是不准製造、銷售、進出口
(當然,專業器材不受以上限制)。
果真如此,則Dynaudio、VIFA、ETON…等著名喇叭廠,就會開發出不是號角型,而且體型不很大的高效率喇叭。又因擴大機輸出功率降低,電源變壓器、濾波電容…都可減小,故材料成本、重量、體型及售價都可降低,這絕對是消費者、愛樂者之福,您說對嗎?
結束前我們再談300B 7W管機推104dB高效率喇叭,音質暫且不論,音壓是絕對足。因1W可得104dB,0.5W可得101dB,而 0.25W仍能得到98dB之音壓!這可不是蓋的。 音質如何?老式高效率喇叭,單體尺寸雖大,但Fs不低, 因此真正的低頻是無法正確重現,它的低頻較趨於混濁。
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1997-10-10修訂
- #298 [fungfung334], 12-10-28 13:03试
- #297 [felixchan], 12-10-28 10:44Post
- #296 [pp33], 12-10-27 22:23test
- #295 [pp33], 12-10-27 22:22
最後修改時間: 2012-10-27 22:23:46 - #294 [pp33], 12-10-27 21:49
- #293 [pp33], 12-10-27 21:40test
最後修改時間: 2012-10-27 21:41:11 - #292 [pp33], 12-10-27 21:36test
- #291 [pp33], 12-10-27 19:26test
- #290 [pp33], 12-10-27 19:23test
- #289 [pp33], 12-10-27 19:21test
- #288 [pp33], 12-10-27 19:20test
- #287 [pp33], 12-10-27 18:46test
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