什么是平板音箱

透视NXT技术 :

“无心插柳柳成荫”–NXT技术的诞生可以说完全出于偶然。八十年代末期,英国国防部的研究人员为了研究降低战斗直升机引擎噪声的方法,曾尝试使用复合平面材料封闭引擎,然后用电噪声抵消技术来降噪。但奇怪的是噪音非但没有减小,反而是这些复合平板材料有如扬声器一般因振动而发出声音。于是,研究人员想到了利用这种复合平板材料来制造扬声器,并开始进行这方面的开发工作。有人称NXT技术是扬声器技术的一次革命。从理论上讲NXT技术的确有比传统扬声器技术先进的地方,它可以解决传统扬声器中存在的许多难以克服的问题。

第一、传统扬声器的中、高频(特别是高频)有较强的指向性,即:扬声器发出的高频率音频信号,在其轴线上的衰减是按照距离增加一倍,信号强度减少6dB的规律进行的。而当偏离轴线时,中低频仍按这个规律衰减,而中高频就不按这个规律衰减了,而变成衰减得更快。因此用传统的扬声器听音时,当聆听者偏离扬声器轴线时,就会明显觉得声音中应有的高频成分少了。而NXT技术则是采用了一种叫做“分布式薄膜”(DM)的核心技术,使一块特殊材料的振膜产生无规则振动,这种无规则的振动效果就像振膜上存在许多方面各异的小高音单元,这样就使得音频的中高频部分无指向性。

什么是平板音箱

第二、传统扬声器的频响与振膜质量有着密切的关系,即振膜质量越大则扬声器的高频特性越差。与第一条中相同的原理,DM技术可以使采用NXT技术的扬声器的高频特性不受振膜质量的影响。

第三、由于DM技术的辐射特性较特殊,振膜在其前后两面所产生的声波相位是同向的,声能是前后叠加的。而不像传统扬声器那样,振膜前后的声波是反相的,声能是相互抵消的,因此,传统的音必须有箱体隔断振膜前后不同相位的振动,以防止声能抵消,而NXT技术的扬声器就完全可以甩开音箱箱体,把它做得非常薄。

第四、由于薄膜材料的特殊性,它可以克服振膜自身谐振而带来的“声染色”,从而使扬声器的声学特性比较平直,声音比较清澈透明。

第五、由于NXT扬声器的振幅非常小,不会使所有的振动元件产生大幅度的非线性振动,因此NXT扬声器的谐波失真也会远远小于传统的扬声器。看着NXT技术有这么多的优点,你是否动心了?是否也同意NXT技术是扬声器技术的一场革命?是否想马上就拥有一对采用NXT技术的多媒体音箱?实际上关于NXT技术的优点这里还没有罗列完,全部讲完你也许会更心动。NXT的驱动技术与传统扬声器技术是采用电磁转换技术,它们最大的差别是振膜的振动方式。

一、英国AMINA平板音箱的优点

平板式喇叭在世界上主要有两大系统:一种是英国的NXT系统,另一种是澳大利亚的平板喇叭系统。现在NXT系统已处于主流地位,不仅在音质、成本方面有较为领先的优势,而且拥有多项世界专利。目前,采用NXT技术的平板式喇叭构成的平板音箱,的确有不少优点。

1.指向性非常好。一般用传统喇叭构成的音箱,指向性很差,你必须站在音箱的前面,才能听到较完美的声音,特别是高音的部分;而如果你站在音箱的侧面,可能有些背景或伴奏声音就听不到了;如果你站在音箱的背面,可能那甜美的歌声,已经变成了不愿意欣赏的声音了。而平板式音箱却没有上述的问题存在,无论你站在任何位置,都能欣赏到完整、真实的声音。

2.声音衰减较小。传统的音箱,当你靠得太近会发现声音很大,而距离稍远时,你又觉得声音小了许多。而平板式音箱没有以上问题,无论你是在近距离还是稍远距离,所听到的声音大小并没有太大的差异。对于传统扬声器来说,声压与距离的关系,理论上遵循“平方反比定律”,即每增加一倍的距离,声压就减小到四分之一,也就是声压级降低6分贝。 而在NXT技术中,声压随距离的变化接近于线性关系。即每增加一倍的距离,声压只减小到二分之一,也就是声压级降低3分贝。所以,平板扬声器所发出的声能可以传播得更远。

3.声音的保真度较高。一般传统的喇叭,它的形状为圆锥形,当它振动发出声音时,往往将声音集中在喉部,经过压缩,再传播出来,而人们所听到的声音,是经过压缩而变形的声音。平板式喇叭就不会有上述问题,只因为人们听太多变形的声音,所以一旦接触到平板式喇叭时,开始聆听时会觉得它很平凡,随后却往往被它自然的表现而深深吸引。

4. 声能转化效率高。传统扬声器的纸锥作活塞式运动,其正面发出的声音和背面发出的声音是反相的。而NXT技术的一个重要特点是正反面辐射同向声波。得益于分布模式复杂的辐射特性,以及从远场看来辐射元之间互不相关的相位特性,音板在其前后两面所产生的声波是同相的。从背面发出的声音,不仅不会与其正面发出的声音功率互相抵消,反而会很好地叠加在一起。所以不需要传统扬声器系统中用于隔离前后声波以免相互抵消的音箱箱体,而且声压级还增加了3分贝。

5.外形超薄,不占空间。由于平板式喇叭的特殊构造,构成的音箱在任何位置均可摆放,不像传统音箱,因摆放位置的不同,听到的效果也大不相同;且方便运输。

二、平板音箱的设计特点

由于构造的不同,平板音箱在设计上与传统音箱也存在很多的不同。平板式音箱的设计重点有四项:驱动体(Exciter)、振动板(Cone)、振动位置与悬吊系统(Suspension)、后壳(Rear Box)。

1.驱动体。它相当于平板音箱的一个心脏。驱动器的设计要点是它的有效冲程非常的小,一般不超过2m/m2;其次是音圈部分不能太重,否则高频部分会有较为严重的失真。设计要求重量要轻,体积要小,磁力需大。基于以上因素,我们采用高磁的材料,一般磁束密度要大于10000高斯以上,才能有较好的表现力。有时为了提高输出,使用两个驱动体或四个驱动体来提升输。

2.振动板。它就像人的声带一样,对于音色、声音的大小、声音的平整度起到决定性作用,因此在平板式音箱中占有仅次于驱动体(Exciter)的重要作用。振动板的材料,大致可以分成:纸浆类、三明治(层板)、蜂巢类。三大类中以蜂巢类的效果为上乘,但是,相对的成本也最高;其次为纸浆类,再次为三明治类,最差的为PCB板。有的厂家为了大家能够欣赏到平板式音箱的表现,还特别开发出了复合式纸盆,它的特性是有纸盆的音色(Hi-Fi的喇叭,到目前为止,还是纸盆类)、刚性大、重量轻,另外还有抗高温,抗潮湿,不变形的特性,而且价格大众化。除了以上因素外,振动板的设计须考虑到结构尺寸。依照NXT公司的研究,NXT制订出了两种最佳比例的设计:黄金比(0.88比1)和银比(1比1.414)。按照以上两种比例,可以获得最佳的频响曲线。

3.悬吊系统(Suspension)。平板式音箱的振动原理与一般传统喇叭的振动原理完全不同。一般的传统喇叭,它采用的活塞式的振动方式;而平板式喇叭的振动则采用随机振动的方式,因此它的最低共振频率并非只有一个点,而有十几个点,设计良好的平板式喇叭,甚至有二十几个点。而且它的驱动点并不是在正中央,因为正中央并不能获得最大声压和最平滑的频响曲线,而是在节振动的最佳位置(此振动点的设计为NXT公司的专利),另外再加上1:9比例的四个悬吊点(此悬吊点的设计也是NXT公司的专利)组成合理的悬吊系统。

4.后壳。后壳的设计必须考虑到在后壳上开口来增加声波的绕射问题,因为平板式喇叭是波浪型振动。同样的它的背面会产生相同的声压(只是相位不同),所以必须开成条状的窗口来增加声辐射,这样一来也就具有更好的指向性,不受因为聆听者位置的不同而产生不同的声音效果。

讲了平板式音箱的这么多优点,看起来平板音箱好像非常完美无缺,实际上任何产品都不是完美的,平板音箱的缺点:它的设计采用波浪式的振动方式,所能推动的空气量不足,因而它的低频量显得不够;如果真要发挥它的性能表现,必须与它搭配一组低音炮。价格相对传统音箱要高。

总结:与传统扬声器相比,AMINA平板扬声器的音质更通透纯净、高音清晰细腻。另外,由于平板扬声器取消了传统扬声器的箱体和障板,因而“声染”现象被彻底杜绝,所以声音表现得更准确,更柔顺自然。再加上平板扬声器的发声是从整个平面均匀发出的,而非传统扬声器的点声源,其声音是一个发散的声场,声波的扩散是漫射型的。因此,AMINA平板扬声器不存在“Sweet Spot”(也就是音响爱好者们所津津乐道的“最佳听音位置”),在房间里的任何位置听都是一样的声音。即使把两只平板扬声器摆放在一起,对音质也不会有太大影响。因此,平板扬声器没有严格的摆位限制。而传统扬声器的声波扩散形式是直接扩散型,存在最佳听音位置,需要较严格的摆位。

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