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喇叭分析(3/5) [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 0 发表于: 2008-09-30
— 本帖被 sanyue 从 动手一族和玩家 show 移动到本区(2010-01-10) —
BBC LS3/5A 彻底剖析


我们可以发现以往所公开发表,关於BBC LS 3/5A喇叭的文章,在感性面的着墨,大过理性面甚多,如果真的要探究其中的因素,那大概就是因为它的声音表现,有一股特殊的迷人魅力吧!要解释这股特殊而又迷人的魅力,到底从何来其实不难,只有一个「谜」字?!没错,它就像吹笛手手里的魔笛,以一种特有的丶近乎催眠的咒语,迷幻了许多人,让听者为之沉迷丶为之扼腕,沉迷的是它浓郁典雅的音色,扼腕的是它不够全面的表现。这个「谜」如何解?!对不起,到目前为止还没有任何具有共识的答案。

        搜罗市场上所流通的资料,可以发现BBC LS 3/5A发表至今的数十年中,仅有部份文章曾经针对这对喇叭的改机方式做过报导,而深入且广泛的设计探讨,则至今尚不多见。之所以会有如此的现象,不外乎是因为这对喇叭在重播音乐之时,所呈现的丰沛音乐性,令大部分听者动容丶令有识者激赏的缘故。既然有许多的前人,已针对LS 3/5A的声音表现,以及改机方式,做过广泛而且深入的研究,我们不妨从另外的角度,切入来看这对一代铭器。

不按牌理出牌的LS 3/5A

        您知道喇叭的开发流程吗?就商业化的角度来探讨,绝大多数喇叭的设计,都是由「市场售价」开启第一个步骤,因为这个要素将会牵涉到箱体丶单体丶分音器等必要的组成部份,因此这个步骤可说是喇叭设计最重要的一环。决定好售价之後,也就等於宣告了这款新商品的市场定位,接下来就是单体的选定丶音箱的设计以及分音器的构成。经过这些重重步骤之後,如果没有任何意外,当然就会有产品上市。

        LS 3/5A是经过如此过程产生的吗?不好意思,可能不是!熟知这对喇叭历史的读者一定都晓得,这对喇叭最初的功能设计,是用在广播车上作为收音监听之用,因此为了迁就狭窄的车厢空间,有许多的细部设计,便以此为前提作出许多变化,例如∶高音单体四周用来防止过度扩散的吸音毛毡丶迷你的体积丶更强调的中频等,并且将它作成单声道使用!也就是说,一次只用一支喇叭作为监听播放。

        就因为最初不是要用来作为商业用途(公开销售),因此它的设计步骤,也就可能脱离设计常规的程序,当然也有些商品的设计步骤,并不像我所交代的那样,不过那仅只是少数。我们仅针对下列几个点,来探究这对喇叭为何迷人!以及Rogers丶Harbeth与Spendor三家公司,用来与LS 3/5A媲美的三款同类型喇叭之间的不同点。

分音器

        喇叭的主要组成部份除了单体丶箱体以外,还有一项常被忽略的重要组成单元-「分音器」。它之所以容易被忽略的原因,是因为它通常被放置在箱体的内部,除非您卸下喇叭单体,不然一定无缘窥见。不过,当您看见分音器之时,一定会觉得很奇怪,为什麽它的长相与组成元件,会与器材的电路板一样,都是印刷电路板丶电容丶电感丶电阻等零件?这些零件在分音器上,又扮演什麽角色呢?

        分音器上各种零件各自职司不同的功能,像电容只允许高频讯号通过,因此称为高通滤波器;电感只允许低频讯号通过,因此又称为低通滤波器;电阻则是作为阻止或降低电流通过的量,因此在分音器上主要的功能,是作为降低量感之用,通常会被使用在高音单体的正极。如果电阻是与单体作并联的话,就不是作为降低量感之用了!而是用来作为阻抗匹配,因为在单体正极之前串联电阻降低量感的同时,单体将会因为与电阻串联致使阻抗增加而降低效率,这时候便必须在单体上并联一颗电阻,使这部分的阻抗回复到原先的阻抗值,这便是阻抗匹配的作用。

        经由以上的简略解说後,我们便可以清楚的知道,分音器要使用这些零件的原因,以及这些元件各自所职司的功能。接下来则是再为各位简单的介绍分音器线路,我们就以低通滤波器为例:一阶分音就是只在单体的正极串联一只电感;二阶分音则是在一阶分音的线路上,再加上一颗电容,不过并不是串联喔!而是与单体呈现并联状态;三阶分音当然也是建构在二阶分音线路之上,用文字解说太麻烦,就请您直接看图吧!四阶分音就像是二组二阶分音器加在一起,当然也请您看图就明了了。那高通滤波器的线路呢?简单,您只要把刚才低通滤波器的元件互换就成了!也就是说,电感的位置换成电容,电容换成电感就成了。

        简略介绍过分音器後,我们回头来看看BBC LS 3/5A的分音器设计吧!由BBC公司所制定的分音器线路配置,可以看出LS 3/5A是一个标准的二阶分音,同时它运用了许多看似简单,实际上却很繁琐的线路来进行分频的动作∶像高频线路里的电感,便是作为电路分流以及自耦变压器之用;高音频段的频率响应则是以电阻与电容做调整;低音单体的频率特性与响应曲线突起,则是运用另一组RL线路作为等化之用。既然各家厂商都得使用同样的分音器线路,那声音的差异从何而来呢?撇开其他因素不谈,就分音器的部分来说好了,原因就出在「零件」上头。Spendor都是使用自行制作的零件,并且经过BBC公司的授权,可以不使用E&I绕线电感,而是使用铁粉电感;Rogers公司则是使用铁粉磁心电感。

        三家用来取代LS 3/5A的喇叭,在分音器的设计就都是以独家的技术作为基础,虽然零件的配置与LS 3/5A有许多的相似之处,但是就器材设计的角度来看已有极大的分野。像零件的使用便有许多的不同,Roger不用说一定是使用该公司长期以来坚持的纯铁/铁粉心电感;;Harbeth也是铁粉心电感Spendor则是以空心电感为主。当然改变的不仅是电感而已,其他像是金属皮膜电阻丶PP电容等也纷纷出笼。

        分频点的设定影响声音表现甚巨,因此必须配合单体的特性为之。

分频点

        分频点的作用简单来说,就是区隔二只喇叭单体的工作范围,它的动作就像是用建筑人 员用网筛来筛选细砂与石头一样。比网筛孔目小的细砂,会经由网筛掉落到地板上,比孔目大的石头则会滞留在网筛上,这时候我们可以将细砂比喻为高频讯号丶石头则为低频讯号,网筛呢?没错,可以视为分频点,孔目大小可以决定细砂的颗粒大小,当然也就是分频点的高低罗!至於一对喇叭的分频点会有几个,就必须视设计状况而定了。二音路喇叭因为只有二只单体,因此只要在高丶低音单体之间,设定一个分频点就行了;三音路喇叭共使用了高丶中丶低音单体,因此便必须有二个分频点,将音频讯号区隔为高丶中丶低三个频段,再各别供给单体发声之用;四音路喇叭?!不常见!根据上述的方式区分,当然得有三个分频点罗。

        看到这儿您一定会问∶分频点的设定的依据何在?如何设定呢?第一个问题不难回答,只要您曾经购买过进口单体,或者是曾经浏览过单体厂的网站,您就会看见一些关於单体的测试资料,设计师便是依据这些单体原厂的特性数据,去制定高丶低音单体的滚降斜率。至於分频点的设定,则是依据精密的公式演算,推估出一个数值,再根据这个数值去制作电感以及选定电容,详细的解说,请参照「分音器」部份。

        了解了分频点的意义以後,我们就可以更进一步探讨LS 3/5A的设计了;一般常见二音路书架型喇叭,由於仅用高丶低音域二只单体,因此分频点的设定便必须格外注意,不然,问题可大了!因为人耳最敏感的声音频率,约为2KHz-3KHz左右,如果将分频点设在这个范围之内,人耳将很容易分辨,而且会觉得所发出的声音,像是分成二只个别的喇叭在发声一样。分频点如果设得太低,会影响到中频的表现,因为高音单体必须负责发出中频的声音,您想这会好听吗?分频点如果设得太高,低音单体又必须发出较高音域的声音,这与它的原始设计,极有可能会超出LS 3/5A的分频点,就很巧妙地设在3KHz,它的着眼点便是为了二只单体的发音整体性。

        取代LS 3/5A的三款喇叭,因为各家厂商所使用的单体丶音箱容积丶音箱材质丶吸音材料等的不同,而有了不同的设定点,不过着眼点与设定的考量,都还是必须遵照上述的方式进行。
密闭式设计的小喇叭,为了获得更好的低频量感,因此便以密闭的箱室,控制高Q值单体的活塞运动振幅。如果有漏气的现象,必须加以克服,不然声音的表现可是会大为走样。

阻尼系数

        这个名词讲的是单体所具备的特性,而所谓的阻尼系数,也就是常听到的「Q值」。这部分可以分为机械性Q值与电气性Q值二种。机械性Q值指的就是弹波丶悬吊丶音盆等没有磁场与电气的部分。电气性Q值指的是音圈与磁铁部分。单体的Q值高,低频量感就会多,至於Q值的数值应该要定在多少,需视喇叭设计师本身的喜好或者是商品需求。一般喇叭的Q值约在0.7-1.0之间,LS 3/5A则是定在1.2,此举当然是想让低音单体口径不大的3/5A,发出更好的低频量感。

        另外,有一点不得不提,高Q值单体因为前後活塞运动的振幅较大,为了避免前一个讯号的活塞运动还没停止,下一个讯号又传输进单体造成失真现象(重叠失真),因此多运用密闭式箱体来控制活塞运动的量能。这时候您一定会问∶密闭式箱体如何控制单体的活塞运动呢?

        回答这个问题,应该先由反射式箱体设计谈起。由於低Q值单体做活塞运动时前後的振幅较小,因此速度快而且次数少,比较不发生讯号的重叠失真,这时候设计师便可因应这样的特性,将之运用在反射式箱体设计上,并将单体做往复运动时所产生的背波加以运用,藉以增加低频量感,因为低频必须藉由锥盆推动空气来产生,当然往复运动除了会往前推动空气以外,往後的运动当然也会有另一股背波产生,这背波理所当然的也是低频波的一种,这些背波经由箱体的开孔,往外逸去後当然就可以增强低频的量感了!这时候设计师还可以根据个人对低频的喜好,藉由增减反射孔口径的大小与管道的长短,来控制这些背波的强度。

        既然反射式喇叭是运用低Q值单体的特性来设计,那回过头来谈像BBC LS 3/5A这样的密闭式设计,我们就得注意单体的Q值特性了!由於高Q值单体的活塞往复运动的振幅,比低Q值单体大,因此必需藉由密闭的箱体来控制单体的运动,以避免先前提过的重叠失真。

(深黑色的部份,即为抑制共震的沥青胶)箱体材质

        现代常见的喇叭箱材质,当然是压缩密集板也就是所谓的MDF,前一阵子Discovery频道曾经播过高压密集板的制作方法,它是将细微的木质碎屑,经过高磅数压力的挤压後形成。这些MDF板将会因为使用材质的颗粒大小丶组成材质丶密度,而产生不同的谐振频率,当然这些MDF板作为喇叭箱之後,对发声也会产生若干的影响罗!

        当年BBC公司所规定的LS 3/5A箱体材质,是采用一种叫做Plywood的材料,您一定好奇Plywood到底是什麽材质?聪明的您晓得了吗?嘿嘿Plywood就是所谓的合板。当年BBC公司之所以会使用合板,纯粹是因为当时的材料科学,不若现代进步,因此便以最容易取得的材料作为箱体材质,您可别误以为是BBC公司「偷工减料」或者是有什麽密技存在。合板好,还是MDF好?就现代科学的眼光来看,当然是MDF好,不过只要LS 3/5A声音好听就好了,您还会在意箱体材质吗?!内面的馅谈完了,接下来跟各位说说外皮吧!您一定听说过,玫瑰木皮比核桃木皮声音还好听吧!为什麽?道理一定众说纷纭,没关系在此提供一些资料,让各位参考,或许能解出这个谜吧!

        木皮的不同为何会造成声音的不同,这与箱体内部贴覆沥青胶应该有异曲同工之妙,因为大家都知道不同的贴覆物,将会影响谐震频率因此将造成音色的变化。既然如此,箱体外部所贴覆的木皮,当然也会影响声音的表现了,就以乐器常用的玫瑰木与云杉为例,玫瑰木(Rosewood)的密度为0.777丶动弹性系数为1.40丶内部摩擦系数为7.4丶?纵向音速为4243,云杉的密度为0.427丶动弹性系数为1.25丶内部摩擦系数6.4丶纵向音速5392。

        这些数据显示出云杉的比重较小丶动弹性系数较大丶内部摩擦系数小丶纵向音波速度大因此极为适合用来作为钢琴的响板。而玫瑰木的比重较大丶动弹性系数大丶内部摩擦大丶纵向音波速度小,因此音响特性并不是很优良,但是它的材质坚韧丶强度大丶表面纹理美观,因此经常使用来作为乐器之背板使用。

        由以上的二个例子,应当不难看出箱体的外皮,对声音表现的对应关系。当然,这二个例子并不足以证明玫瑰木与胡桃木外观的LS 3/5a,在声音上的差异关系,之所以会提出这二个例子,是因为想让读者能更容易了解,木皮与箱体对喇叭的影响,如果有举证错误之处,尚请各位读者不吝指正。

        三款准备用来取代LS 3/5A的喇叭,箱体材质用的正是现代喇叭的新宠「MDF板」,用意当然是取其质地紧密丶容易加工丶共振少箱音小……等优点。外表再贴覆原木皮,如此一来美观的程度自然不在话下。

箱体结构

        各厂牌LS 3/5a的内部结构,都是根据BBC的规范进行制造的,就吸音材来说,每一家厂商都是使用聚亚胺脂发泡材料作为吸音材料,这些吸音泡棉塞满了箱体内部,藉以吸取单体运动时所产生的背波。抑制谐震的材质,则是像现今Harbeth公司使用在喇叭箱体的黑色沥青贴片,当年各家授权生产LS 3/5A的公司,便是将这种沥青贴片打洞,贴覆在箱体内部的侧板藉以增加阻尼,顶板与底板也同样贴覆沥青贴片,不过是铺上二层。

        除了这些吸音与抑制谐震的材料以外,还不能漏掉单体边框的发泡垫片!猜看看,这一圈垫片的作用是什麽?聪明的你一定猜到了,没错这一圈软质的发泡垫片的主要用途,是作为密封之用。密闭式喇叭在高音压的状态下,箱体如果有空气渗漏的话,便会产生「嘶嘶」的杂音,这杂音不只恼人,也会影响声音的表现,因此这一圈密封用垫圈的重要性可是不容忽略的喔!

        看完箱体内部,我们把视觉焦点转到箱体外观吧!首先当然由高音单体谈起,当您看到那颗半球形的铁网时不用惊讶,当年这对喇叭因为主要是作为户外鉴听之用,因此便少不了会有搬运以及拆卸的动作,为了怕搬运的过程会对隆起的高音单体造成伤害,因此设计小组便为这个高音单体加上防护铁网,以避免造无谓的伤害,这里面并没有任何的密技成分,可别误会了!

        单体边缘的羊毛毡与刚才提过的铁网不同,可没有任何的保护作用,主要是因为高音单体的振膜很小,扩散角度接近无指向性,因此为了防止它在发声时受到突起的箱板干扰,因此便在高音单体的周围加上羊毛毡,降低箱板的边缘干扰。

        另外三款喇叭的音箱设计,由前障板开始便有了极大的变化,LS 3/5A在前障板有一小段突起的箱板,新世代喇叭则无此设计,因此连带的黏贴在高音单体四周的毛毡,也不见了踪影;又因为不用考虑到搬运的问题,因此全部取消了高音单体的金属保护罩;背後的喇叭端子,不仅端子的材质各家不同,接续的方式也更接近现代的设计,全都是使用Bi-Wire端子(特别声明一点,这次商借的Spendor LS 3/5A,背後的端子也是Bi-Wire设计)。接下来我们整理了一些LS 3/5A与三款新世代喇叭的基本资料,并将这些资料制成表格,让有兴趣的读者做比较之用。

外箱材质

末代LS 3/5A∶合板箱体,内部除障板与背板面外,其馀皆黏贴黑色沥青胶抑制谐振。
Rogers Studio 3∶MDF板,外观与内部同时贴覆原木皮,箱体内部除障板面,其馀皆黏贴黑色沥青胶抑制谐振,左右二侧板加贴纸纤板,箱体厚度10mm。
Harbeth HL-P3ES∶MDF板,外观与内部同时贴覆原木皮,箱体内部除障板面,其馀皆黏贴黑色沥青胶抑制谐振,左右二侧板加贴纸纤板,箱体厚度10mm。
Spendor S3/5∶MDF板,外观与内部同时贴覆原木皮,箱体中心加柱补强,箱体内部除障板面,其馀皆加钉黑色板块抑制谐振,箱体厚度15mm。

障板构成

末代LS 3/5A∶内凹式设计
Rogers Studio 3与LS3/5a一样,采用内凹式设计。
Harbeth HL-P3ES∶平面设计,采用该公司无绕设面网设计。
Spendor S3/5∶平面设计,外加黑色防尘罩。

高音单体

末代LS 3/5A∶KEF T27 27mm Mylar振膜。
Rogers Studio 3∶使用Seas单体。
Harbeth HL-P3ES∶使用Seas 19 TAFD/GB单体,阻抗8欧姆。
Spendor S3/5∶使用Vifa TC20SD05-06单体,阻抗6欧姆。

低音单体

末代LS 3/5A∶KEF B110 SP1228 110mm Bextrene锥盆。
Rogers Studio 3∶使用Rogers DU-125-ST3单体,锥盆为半透明塑料材质丶橡皮悬边,未采用防磁设计。
Harbeth HL-P3ES∶使用Seas E14RC/TV-HB单体,锥盆为塑料材质丶橡皮悬边,具备防磁设计。
Spendor S3/5∶低音单体∶Spendor公司自行设计制造单体,锥盆为塑料材质丶橡皮悬边,具备防磁设计。

原厂规格

末代LS 3/5A∶频率响应70Hz-20KHz,效率83dB,平均阻抗11Ω,重量5Kg,承受功率30瓦。
Rogers Studio 3∶频率响应80Hz-21KHz,效率85dB,平均阻抗8Ω,重量5Kg,承受功率∶45瓦。
Harbeth HL-P3ES∶频率响应78Hz-20KHz,效率83dB,平均阻抗6Ω,重量5.9Kg,承受功率∶50瓦。
Spendor S3/5∶频率响应70Hz-20KHz,效率83dB,平均阻抗8Ω,重量4.7Kg,承受功率∶70瓦。

喇叭输入端子

末代LS 3/5A∶大型镀金喇叭端子,采用Bi-Wire设计。
Rogers Studio 3∶采用Bi-Wire设计。
Harbeth HL-P3ES∶大型镀金喇叭端子,采用Bi-Wire设计。
Spendor S3/5∶大型镀金喇叭端子,采用Bi-Wire设计

写在最後

        以上所分析的分频点丶阻尼系数丶箱体材质与体积等因素,都会影响到整体音质丶音色的呈现,而且是牵一发动全局,其中只要有任何一个项目更动,整体的声音表现就会发生变化。当然,刚刚所谈到的那些因素,并不足以代表LS 3/5A全部的好声条件,其实喇叭单体也是一个极为重要的关键,但是这些年来各类音响杂志,对单体的介绍着墨甚多,我们并不想班门弄斧丶狗尾续貂一番,因此单体的介绍我们就在此掠过,有兴趣的朋友可以参考其他杂志的介绍。这个章节只在探讨各对喇叭的设计差异,声音的表现将由下面的章节做介绍。
世界公认的细小参考音箱,LS3/5a表现出精确的效果。特别为细小广播鉴听而设计,每一只都经BBC规格精密挑选。于家居环境之内,LS3/5a更表现出清纯无瑕,特别适合于古典音乐的播放。

规格:
类别:二路无限障板式
灵敏度:83分贝(1瓦1米)
频率响应:70赫—20,000赫(+/-3分贝)
中低范围:B110电脑选配单元
高音单元:19毫米直径相位修正单元
分音网络:双线式,BBC FL 6/38,分频点 3000 赫;
阻抗:11欧姆
建议功放功率:25—80瓦
声箱:12毫米厚桦木多层板
外饰:玫瑰木丶黑木丶胡桃木
面网:黑色
体积(毫米):304(高)x190(阔)x160(深)

图片附件: 200621523024922.jpg (2006-11-6 22:37, 27.33 K)

一般喇叭的Q值约在0.7-1.0之间,LS 3/5A的Q值则是定在1.2,此举当然是想让低音单体口径不大的3/5A,发出更好的低频量感。

        LS 3/5A箱体材质,是采用胶合板的材料,木皮的不同为何会造成声音的不同,这与箱体内部贴覆沥青胶应该有异曲同工之妙,因为大家都知道不同的贴覆物,将会影响谐震频率因此将造成音色的变化。

        抑制谐震的材质,则是像现今Harbeth公司使用在喇叭箱体的黑色沥青贴片,当年各家授权生产LS 3/5A的公司,便是将这种沥青贴片打洞,贴覆在箱体内部的侧板藉以增加阻尼,顶板与底板也同样贴覆沥青贴片,不过是铺上二层。


        就吸音材来说,每一家厂商都是使用聚亚胺脂发泡材料作为吸音材料,这些吸音泡棉塞满了箱体内部,藉以吸取单体运动时所产生的背波

        除了这些吸音与抑制谐震的材料以外,还不能漏掉单体边框的发泡垫片!猜看看,这一圈垫片的作用是什麽?聪明的你一定猜到了,没错这一圈软质的发泡垫片的主要用途,是作为密封之用。

        单体边缘的羊毛毡与刚才提过的铁网不同,可没有任何的保护作用,主要是因为高音单体的振膜很小,扩散角度接近无指向性,因此为了防止它在发声时受到突起的箱板干扰,因此便在高音单体的周围加上羊毛毡,降低箱板的边缘干扰。

图片附件: 200621523024196.jpg (2006-11-6 22:38, 44.89 K)

 
爱乐永恒
只看该作者 1 发表于: 2008-09-30
LS3/5A音箱已经生产了许多年,这种最初为英国广播公司BBC内部使用而研制的“二级监听器”至今依然畅销不衰。“Hi-Fi News”记者特里沃·巴特勒为我们讲述了LS3/5A背后的故事。

  几乎没有哪种音箱能像BBC的LS3/5A一样引起人们这么多的议论,或者说是带来如此多的神话和误解。LS3/5A这个名字本身就容易让人混淆,但是实际上它只是遵循了BBC的设备命名规范:箱体名称前的字母为“CT”,滤波器为“FL”,扬声器则是“LS”,因而用了LS这两个字母。名称中的“3”表示产品主要是为室外使用而设计。如果是“5”的话就表示室内使用,比如LS5/9。斜线后的数字“5”表示型号,在此之前室外使用的型号还有LS3/1。产品最初的名称是LS3/5,后来在名称后又加了个“A”,用来表示在原型产品性能参数上做出的首次也是唯一的一次改动。如果后来还有什么改动的话,就会是“B”型,但这种情况至今都没有发生,而且今后发生的可能性也不大,这其中的原因我们下面还要谈到。
  
  LS3/5A的诞生
  
  BBC当初生产这种音箱是为了适应耳机监听效果不佳而又没有足够的空间使用“一级监听器”的场合。一级监听器可以用来平衡节目伴音,设定话筒的位置等等。目前使用的一级监听器有LS5/8和LS5/9。二级监听器用来检验节目的质量,但是通常伴音平衡和话筒定位是利用一级监听器来完成,除非没有选择余地。业内人士意识到需要一种小型的二级监听器,虽然可能会损失一些低频响应,但是却能达到小型紧凑。室外电视转播车的节目制作部门就可能用得着这样的设备,因为制片人需要用它来监听节目的伴音,虽然对效果的要求比实际混音时的要求低。

  由于没有现成的合适商业产品,BBC的研发部奉命在金斯伍德沃伦的总部设计这一产品。不到一周时间,第一台样品问世,用于实地测试和评估。之所以如此神速是因为LS3/5是在一种试验扬声器的基础上研制的,这种扬声器是金斯伍德的研究部专门为音响测试的前期工作而设计,尽管有它的缺陷,主要是音质和最大功率方面,但是这种小型音箱的质量足以满足室外广播监听的需要。因此研发部将其部件重新组合后推出了LS3/5,事实证明这种试验设备取得了良好的效果。
  
  BBC内部生产了少量的这种音箱并将其用于电视转播车,结果令人满意。后来,BBC允许其它生产商提出申请,根据许可证来生产LS3/5。1974年2月19日,Rogers公司公布一条消息,宣称他们将在当年4月举办的SONEX'74展览上展出该产品的最新设计。他们还提供了产品的一张照片和暂定的技术参数:功率25W,频响80-20000Hz,偏差±3dB;另一种频响60-20000Hz,偏差±4dB。分频器的分频点为3KHz,发音单元采用一个110mm的低音单元(使用带有Plastiflex涂层的Bextrene锥盆)和一个27mm的聚脂薄膜球顶高音单元。
  
  早期的问题
  
  不过在早期却碰到了问题。尽管当时BBC对于KEF公司的B110低音单元充满信心,但是在生产随后一批内部用LS3/5音箱的时候却发现低频和高频单元有了很大的变化,需要对音箱进行重新设计。因此,音箱被交到了BBC位于大波特兰大街的设计部,要求他们对其进行改进。问题主要有三个方面:B110的设计变化之后箱体的激励方式和原先有所不同,低频单元和箱体都会产生声染色,还有就是高频单元的声音带有明显的刺耳声。

  为了减小箱体共振的影响,音箱的两边侧板都安装了沥青减振板,顶板和底板也经过同样的处理,只不过这两处用了两层。此外,低频单元和箱体的结合部还垫了PVC材料的垫边,以去除机械耦合并增加箱体的密闭性。为了减小箱体内部的共振,内部所有表面都衬有一层聚氨脂泡沫。箱体经过密封以防止空气泄漏,甚至螺丝孔都进行了密封。连接箱体前后面板的松木条硬度不够,被换成了榉木。后面板也由昂贵的云杉木复合板换成了多层的桦木板,消除了云杉板常有的空隙。CT4/11A箱体就这样诞生了。

  借此机会,还解决了高音单元的尖叫声。音箱使用的高音单元是KEF公司的T27 SP1032,这种高音单元有它的缺点,因为它的外露式设计很容易受到损坏。技术人员决定为它增加一个保护网罩,Celestion HF2000的保护罩稍加改动后正好适用。高音单元的周围是一层固定在隔板上厚厚的毡条,以防止箱体边缘干扰造成声音不均匀,因为T27的辐射面很小,辐射器几乎是全向的。保护网罩的增加取得了十分满意的效果,它除了起保护作用之外,还有效地去除了高频尖刺的感觉。设计时考虑了音箱合成纤维面网对声音的影响,因而音箱使用时应该始终安上网罩,避免出现声音的不均匀。做出这些改动后,分频器也不得不进行些调整,以达到一定的补偿,一种新型号的分频器FL6/23代替了原先的FL6/16。由此,LS3/5 音箱的第一个改型LS3/5A问世。名称中增加字母“A”很有必要,因为尽管LS3/5A的效果听起来和LS3/5差不多,但是二者的区别也足以让人不能够将它们混成一对使用。不过LS3/5只生产了很少的数量,所以这倒也不是什么太大的问题。
  
  不了解这种音箱的人可以看看它现在的设计,因为和以前相比没有多少变化。这么多年来该产品只进行了略微的改进,下面还要讲到这一点。1977年开始,产品遇到了一点小麻烦,几乎每年夏天生产商的报废率都会有所增加。80年代初,发现该产品在设计上进行了改动,当时发现折环谐振点发生轻微的移动。把分频器谐振频率调低并更换了阻尼电阻之后,这一问题得到了解决。诸如此类的改动BBC都会通知音箱的生产商,并且写入生产许可协议。高音单元使用的耦合电容的容量也作了调整,这是整个相对平衡调整工作中的一部分。高音单元的材料改变了以后,放音质量产生了变化,声音响应出现了轻微的高频振铃。高音单元耦合电容能影响整个电路的状态并且决定电路是否阻尼过强或是不足。为了调整高音的平衡,对FL6/23上分组变压器的输出作了调整,耦合电容也被更换以维持分频器的频率。
  
  重新评估
  
  专业媒体对1987年的那次主要的重新评估作了广泛的报道,但是此次产品改进主要是应生产商的要求进行的。许可生产商之一的Rogers公司的里查德·罗斯表示,尽管这些年来可以按照标准生产LS3/5A,而且质量也还说得过去,但由于B110低音单元的容差值各不相同(尽管符合KEF的标准),致使炎热的夏季产品的废品率可以高达10%~85%,对于许可生产商来说这可一点都不经济。

  就在许可生产商为如何生产出合格一致的发音单元发愁的时候,BBC也遇到了困难。1987年底,BBC发现音箱的性能正在向可接受的最低限度靠近。具体来说,在1KHz这个对平衡感非常重要的区域附近,输出响应大约高出了2dB。LS3/5A在这个频率附近的表现一直都有点偏高,但是现在已经开始变得不可接受了。尽管仍然可以满足二级监听器的性能需求,但是对于一级监听器来说却不行。问题的关键还是“折环谐振点”,随着时间的推移,其频率可能相差几百赫兹。在箱体共振的共同作用下,对于性能的影响已经到了非要解决不可的程度。

  BBC将这一问题提交KEF公司,KEF的专业产品部接手了此项工作。经过研究分析,发现问题出在用于制造SP1003 B110发音单元的聚氯丁橡胶上,这种材料的持续一致性不佳,为此专门为LS3/5A设计了新的B110发音单元。它采用一种PVC材料制成的折环,比聚氯丁橡胶折环一致性要好,而且受温度的影响也要小,只不过顺性稍差。因此需要一种重新设计的定芯支片和音圈为新单元提供相同的灵敏度,以达到所需的低音效果。 这种新的发音单元命名为B110 SP1228。 (待续)

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BBC LS3/5A的传奇(下)


作者:特里沃 巴特勒

        分频器
  
  关于LS3/5A分频器的话题可以写成一本书了。如果能拆开箱子或看看分频器线路图就知道它的复杂性。

  B110 SP1228比旧型号的B110有更为圆润的频响,因此需要更为平缓的分频均衡特性。技术人员决定不仅要重新设计分频器以补偿发音单元所作的更改,而且要吸收新的技术。实际上,均衡性能基本上没有什么改变,电路设计也非常相似。原先的设计采用前面提到的抽头自耦变压器作为高通滤波器的一部分,并且能以1dB的级差来调整高音单元的电平,但是由于高音单元的灵敏度越来越一致(误差小于0.5dB),可以使用一种更简单的固定电阻衰减器来实现+/-1dB的电平调整。采用简单均衡电路带来的好处之一就是总体的阻抗从先前标称的15Ω降低到了现在的11Ω。

  KEF 认真分析了元件容差对总体频响性能的影响,发现如果在最重要的电路部分对元件容差进行严格控制的话,可以提高产品的一致性。原来产品的偏差可能达到2dB,比如,分频网络关键部位的误差是+1dB,发音单元的误差也是+1dB,那么系统总的误差就是相加后得到的值。KEF通过计算机辅助元件配对以达到控制产品误差的目的。例如分频电路的误差是+1dB,那么就选配一个误差为-1dB的发音单元以实现总体误差为0dB的目标。至此KEF可以向许可生产商提供匹配好的组件,尽管KEF本身并不生产这款音箱。事实上,现在的三家许可生产商使用的都是KEF选配的组件。最终,还是KEF起到了重要的作用。

  KEF得到了一套BBC LS3/5A 1975年版的参考级音箱,并且于1988年生产了一套。产品的质量很接近,能够达到一级监听器的标准,而且一致性要好得多。因此,LS3/5A得以长期生产下去。
  
  Spendor公司过去一直是自己生产分频单元,并且声称如果需要随时都可以再这么做。他们后来采用一种铁粉芯电感器(请不要同铁氧体磁芯混淆),不再使用过去的EI型硅钢片铁芯线圈。EI型铁芯线圈的绝缘层成本更高,因此公司决定购买KEF匹配好的组件。多年来,Rogers公司使用了各种各样的铁氧体和铁粉磁芯,因为研究表明这些材料更为经济而且和放射性合金或者晶粒取向的带钢相比,具有更好的磁饱和度。尽管线圈的匝数可能会多一些,直流阻抗也有所增加,但是磁饱和度却有很大的提高。Rogers公司认为利用现代的分频技术,制造出容差为2%或3%的铁粉磁芯线圈比制造有空隙的放射性合金铁芯扼流圈要简单。由于设计本身已经很复杂,如果能够简单就尽量不要复杂。

  也许从长远观点来看,如果BBC对音箱进行重新设计并且推出LS3/5B也许事情会变得简单一些,但是他们不想或者说是不能这么做,因为全英国范围内大约有3500套现有设计的音箱在使用。无论设计上怎么改动,最后要达到的要求都差不多,频响性能应该一样,未来的型号总有一天会和现在的产品一起被淘汰。即使是今天,当一批设备拿到一个地方之后,从理论上讲它们是否是同一代的产品并不重要,只要能够配对成立体声系统就行。实际上这也是产品设计时的总体目标:生产和使用周期保持一致,无论在什么地方。总之,近来所作的一些改进就性能参数而言并没有提高,而只是为了达到生产时的一致性,维持音箱的设计标准。改进后的音箱性能现在又恢复到了“中等水平”,聆听时的效果也许和1987年圣诞节前的那批“老型号”有些不同,但是和更早些时候的产品相比却没什么两样。

  因此,1977/78年左右的LS3/5A音箱并不会在某方面好于或者差于1988年或者1990年代生产的LS3/5A。了解均衡概念的人都一致认为,就其音响性能方面来说,该系统没什么变化,输出的音质也一样。

  如果要仔细比较,最新的型号音质要稍微圆润些,因为不规则的高音已经被分离出来,新的折环也一定程度上减少了声染色,但是还不足以影响到声音的均衡,因为局部声染色的感知是以音箱系统各部分的平衡和均衡为依据的。如果某个频率(比如说1KHz,在这个频率上能感受到音染)的音染减小到一定程度,那么其它频率的音染色就会显露出来。新的设计实际上只是改善了产品的一致性,以便坚持KEF的标准。尽管音箱又回到了中等的行列,器评家表示音箱的音质听起来要好了一些,但是其参数性能并没有提高。声音实际上还是和原来一样。BBC和生产商就音箱的立体声效果所作的测试也证明了这一点。

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从第一张许可证批准上世纪90年代中期,生产出来的LS3/5A总数估计为60,000对,因此LS3/5A在全世界引起广泛关注也就不奇怪了。在BBC,这款音箱有多种用途,无论是单独的室外转播还是几年前漫步音乐会上试验四通路传输时的控制和平衡,以及BBC设在各地的电台,都将其用作主要的组合式监听器。不过,音箱设计上也有倒退的地方,比如为了恢复因箱体尺寸以及有限的锥盆面积造成的低频损失,分频器使用了无源式、设计复杂的均衡器。
  
  许可生产商
  
  谈到该款音箱的发展史,其中有很多关于获准生产它的许可生产商的有趣故事。BBC设在基斯维克的产品设备部早期生产了一些音箱后,公司批准了很多生产商在申请获得许可证后进行生产,这也是BBC的章程所规定的。

  收取许可证费用是一种补偿最初开发设计费用的方式,而不仅仅是想通过大规模生产来降低成本,许可证的收入主要是归工程部所有而不是BBC的其它企业,它们作为“大婶”(指BBC公司/译者注)的商业运作部门,负责的是其它赚钱的领域,比如出版和唱片发行。近年来有四家公司获得过生产许可证,尽管实际上当时只有两家拥有生产线。在BBC研发部参加过LS3/5A音箱设计工作的H·D·哈伍德建立了Harbeth公司并获得了一张该音箱的生产许可证。与此同时,Rogers公司、Spendor公司和Goodmans公司也获准进行生产。实际上Goodmans公司后来停止了生产并且许可证到期后也没有再续约,那时Harbeth公司还没有开始生产。

  另一家许可生产商,由已故的斯彭塞·休斯(他曾经同哈伍德在BBC共事)建立的Spendor公司一开始并没有申请许可证,当时公司的生产能力已经饱和。但是当能力允许时,公司立刻提出了申请并且对此充满信心,因为休斯先生了解产品设计情况,这些是获得成功的有利条件。

  Rogers公司几乎是从一开始就参与到这一进程中来,现在拥有了Chartwell的品牌。Chartwell也是早先获得LS3/5A生产许可证的公司之一,它的母公司Swisstone于1975年同Rogers公司合并,并且在1978年收购了倒闭的竞争对手Chartwell公司。1979年,Rogers公司宣布,它已经生产销售了10,000对产品,并且称LS3/5A是世界上最为成功的小型音箱。

  到1990年代中期,Rogers公司生产的LS3/5A总计已达到33,534对。

  最新获得生产许可的是Harbeth公司,现在由雅伦·肖所掌控。他们的第一批样品已经通过了BBC的鉴定,目前已经具备了全面生产的条件。所有的许可生产商开始都要经过样品鉴定程序,以便向BBC证实音箱是按照他们的标准来生产的。许可生产商从首批产品中选两套样品送到BBC公司,其中一套将留在BBC公司,作为该生产商产品的参考,另一套则要经过严格的对比测试,以确保可以同BBC自己的参考音箱(这是首批内部用产品中的一套)相匹配。然后第二套音箱将交还给生产商,作为今后所有产品的参考。
  
  更早一些获得BBC生产许可证的公司却没有取得这样好的成绩。LS3/5A并不是很容易就能生产的产品,而且市场销售也很关键。有的厂商中途推出,因为他们发现市场并没有他们预测的那么大,有的公司产品难以达到BBC的容差要求。造成这些问题的原因可能是因为人们对于一个售价250英镑的音箱性能的期望值往往更高,如果缺乏有效的市场销售手段,产品将很难销售出去。

  这样的公司有很多,比如Audiomaster公司于1976年4月推出自己的产品,但是生产时间很短,而RAM公司从来就没有产品出厂——还没有开始生产公司就已经破产了。为Goodmans公司生产分频器的Falcon公司也为RAM公司生产了一批组件,但是到最后它不得不自己四处寻找买主,因为RAM公司已经没钱支付这笔费用。JPW公司也忙活过一阵子,但是也没有取得实际的结果。BBC对许可生产商的生产情况不断进行检查,发现了许多令人啼笑皆非的故事。有一次,一套产品被送来进行评测,它的面网材料比标准的要厚,造成一个两倍频程的1.5dB谷值,不用说,产品很快就被退回厂家。

  后来存在的三家生产商中,Spendor公司声称尽管他们在英国的生产线有一部分被关闭,但是他们80%的产品出口到海外,主要市场有欧洲、美国以及远东地区,包括日本和我国台湾。Rogers的产品也出口到日本、欧洲、北美、我国香港和新加坡,并且在日本的销量比在英国国内还大,虽然产品在英国除了卖给BBC的一部分之外,其零售也达到了相当的数量。尽管有其它品牌音箱不断推出,LS3/5A仍然是同类音箱中的参考级产品。

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爱乐永恒
只看该作者 2 发表于: 2008-09-30
音箱知识扫盲的好文章。
渔舟唱晚,响穷彭蠡之滨。
只看该作者 3 发表于: 2009-04-17
LS3/5A,吹出来的神话而已。看得多,想说两句给大家醒醒。
LS3/5A是一对不错的鞋盒,适合听歌曲小品。但,现今追风、吹捧,已经完全脱离实际。
老实说,比LS3/5A多的是。任何音响,靠的是配套、调教,组合不佳,LS3/5A也是平淡无奇,甚至也可能不堪入耳。组合得好,市面大批优秀书架音箱同样楚楚动人。

谁在吹嘘LS3/5A?香港写手,特别是哪只音响禽兽陈英光。
为什么要吹LS3/5A?一,这只音箱已经停产。写手不可能为一只尚且“在世”的音箱作无谓广告。二,无主。生产LS3/5A厂家众多,吹起来,不会替哪个在世的厂家作无谓广告。三,以一个无主、已死的音箱,作主推销音响配套产品的主角,符合写手代理产品的商业利益。

其实,禽兽陈英光用以吹嘘、搭销产品的“已故”音箱很多,jbl,tad,等等。将死亡音箱作为标杆不会损害写手的商业利益,相反,也使看了其吹嘘买其产品上当的读者死无对证。

大家可以翻阅前两年的杂志,禽兽陈英光就是以LS3/5A来吹捧melody的sp3的,结果是区区3千来元的东西“可以听过世”,是他“有史以来听过的最好的胆机”。

可笑的是,很多厂家以为这是难得的商机,纷纷仿造LS3/5A。结果如何?大家可想而知。
只看该作者 4 发表于: 2009-04-17
比LS3/5A多的是===比LS3/5A优秀全面的书架箱多的是
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