如果要設(shè)計(jì)制造一款非專業(yè)用途的音箱,幾乎全部EE(電子工程師)都會(huì)說(shuō)“能用功率分頻解決的問(wèn)題就盡量用功率分頻,如果非要用電子分頻的話,能用模擬電子分頻解決的問(wèn)題就不要輕易動(dòng)用DSP數(shù)字分頻”。
要闡明這個(gè)觀點(diǎn)得先從音箱的使用環(huán)境和要求說(shuō)起,如果只是家用欣賞用的音箱,一般要求的聲壓級(jí)都不會(huì)太高,那么在喇叭單元中較容易挑選出高品質(zhì)的單元組合來(lái)設(shè)計(jì)音箱,而箱體的體型不受限制的話,在箱體的形式、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、面板的形狀、單元布置的位置等方面都可以進(jìn)行有目標(biāo)性的優(yōu)化設(shè)計(jì),在這個(gè)前提下,使用傳統(tǒng)的功率分頻通過(guò)簡(jiǎn)單和合理的設(shè)計(jì),基本都能將音箱的頻響、相位控制在較理想的范圍內(nèi),從而最終獲得高品質(zhì)的聲音。
功率分頻中要說(shuō)缺點(diǎn)的話,分頻器確實(shí)會(huì)損耗一點(diǎn)功放的功率(但不多,可以從單元自身的阻抗與整箱做好后的阻抗對(duì)比),特別是對(duì)于多路分頻音箱的低音部分(分得很低時(shí)),由于分頻器件有一定內(nèi)阻從而降低其阻尼,降低了一點(diǎn)低頻控制力,這時(shí)在低頻上使用模擬電子分頻,分頻后的功放直接推低音單元就能很好的解決問(wèn)題。 而這樣的電子分頻有時(shí)甚至可以降低成本,本來(lái)功率分頻需要一個(gè)200W 20-20khz都很完美的大功率功放的話,那么電分后則需要是一個(gè)150W數(shù)字功放和一個(gè)50W中高頻素質(zhì)好的小功放,有時(shí)前者的造價(jià)往往高于后者。
這里為什么要提一個(gè)使用聲壓級(jí)的前提,因?yàn)檫@是與單元的口徑、物料特性以及技術(shù)工藝等有關(guān)的,這些因素限制了一個(gè)單元在其最佳性能(最低失真)的有效使用頻段內(nèi),最高輸出聲壓不可能無(wú)限高。但對(duì)于一般家用100db內(nèi)使用的話,還是可以較容易找到相應(yīng)可使用的單元的,帶著這個(gè)目標(biāo)去挑選的單元組合,只需要使用低階數(shù)(一般不用超過(guò)3階)的分頻方式就能讓它們各自工作在最佳性能的頻段內(nèi)(PS:分頻的階數(shù)并不是越高越好的,有時(shí)只會(huì)帶來(lái)更大的時(shí)域失真等其他負(fù)面問(wèn)題)。
很多原本玩耳機(jī)系統(tǒng)的燒友,周邊設(shè)備又盡是些專業(yè)設(shè)備相關(guān)的器材的發(fā)燒友,當(dāng)轉(zhuǎn)向玩或接觸音箱系統(tǒng)時(shí),目光都會(huì)不約而同指向有源音箱系統(tǒng),而且很多是傾向選擇小型化的有源音箱(因?yàn)樵就娑鷻C(jī)系統(tǒng)就是因?yàn)榭臻g小),要數(shù)高素質(zhì)有源音箱的可選范圍最多的當(dāng)然是有源監(jiān)聽(tīng)音箱了,DSP分頻的箱子最早也是在有源監(jiān)聽(tīng)音箱流行起來(lái)的。由于音箱的小型化,導(dǎo)致先天設(shè)計(jì)就有缺陷(主要是低頻),這時(shí)DSP分頻就是一個(gè)最方便湊效的補(bǔ)償方式了,來(lái)修復(fù)“缺陷。當(dāng)然DSP的功能還遠(yuǎn)不止這個(gè),調(diào)平頻響曲線、對(duì)齊相位都是小菜一碟,還有根據(jù)房間的聲學(xué)環(huán)境進(jìn)行修正、根據(jù)不同音量級(jí)來(lái)調(diào)節(jié)等響度曲線、甚至可以加入頭部識(shí)別功能,實(shí)時(shí)檢測(cè)使用者的頭部位置來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)左右音箱的聲場(chǎng)等等(如現(xiàn)在大熱的VR配套音效)。
在這個(gè)DSP分頻措施下,很輕易的將一個(gè)體積小小箱體,低頻做得超乎其體積所能想象的強(qiáng)勁!而其他頻段則也可以輕易的調(diào)整頻響,以使其聲音聽(tīng)上去細(xì)節(jié)超多,穿透力特強(qiáng)的聽(tīng)感。但這種調(diào)節(jié)方式有時(shí)很容易陷入簡(jiǎn)單粗暴的嫌疑,譬如有個(gè)小型有源箱子,由于體型過(guò)小而無(wú)法進(jìn)行過(guò)多的箱體優(yōu)化,衍射的影響導(dǎo)致某個(gè)頻段有寬大的深坑,用DSP是輕易抬高補(bǔ)平了,但如果這個(gè)頻段恰好是該單元失真較大的位置,這樣粗暴的抬高只會(huì)大大的加重失真,這樣的聲音平衡還有意義嗎?
無(wú)論采用何種形式的分頻,單元本身固有的失真是無(wú)法消除,只有用分頻來(lái)舍棄失真大的頻段不用,保留利用的頻段該有的失真還是在那的。假設(shè)有一個(gè)設(shè)計(jì)底子好的音箱系統(tǒng),要配合DSP來(lái)做分頻,雖然DSP是降格只做些簡(jiǎn)單低通、高通、帶通濾波即可,但最終的聲音好不好?那么就要引申到DSP分頻的AD、DSP算法、DA等層面了,這些環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)水平也是直接影響最終的聲音的。
而優(yōu)秀的箱體設(shè)計(jì),可以事先控制好低頻的滾降、降低箱內(nèi)駐波等;通過(guò)面板形狀和單元排列的優(yōu)化設(shè)計(jì),可減少衍射,讓頻響更平滑,同時(shí)單元間的聲學(xué)相位差也有效的降低,這樣在分頻設(shè)計(jì)時(shí)就無(wú)需對(duì)頻響和相位進(jìn)行大幅的修正了,這樣出來(lái)的聲音才是最真實(shí)自然的。在這種情況下是根本無(wú)需動(dòng)用到DSP數(shù)字分頻的,而DSP數(shù)字分頻中肯定含有DAC這個(gè)環(huán)節(jié),DAC后面是LPF模擬電路,上面說(shuō)的模擬電子分頻其本質(zhì)就是一這個(gè)LPF電路,直接利用這個(gè)電路做好分頻就行了,完全可省略前面的AD、升頻、DSP、DA、鎖相環(huán)等等一大堆環(huán)節(jié)。
所以綜合上面這些應(yīng)用層面的闡述,如果有條件的話就選取好的設(shè)計(jì)底子配合簡(jiǎn)單的分頻方式來(lái)獲得好聲音;如果條件限制必須選用小體型的,聲學(xué)上妥協(xié)了,就只能通過(guò)各種修補(bǔ)方式來(lái)獲得“正常”的聲音了。正如一杯純凈的清水,只需加熱煮開(kāi)就可以喝了;但如果一開(kāi)始就放了鹽,再放糖將其調(diào)淡,還能調(diào)出原來(lái)清水的味道嗎?所謂的有條件,首當(dāng)其沖的是空間環(huán)境了,所以不少老燒都說(shuō)燒到最后是燒房間,有了好的環(huán)境空間其他環(huán)節(jié)的選擇上就更靈活也更有保證了。