带状喇叭详解
喇叭厂家1940年末，一位年轻的加拿大创造家Gilbert Hobrough应用扩展机时，一时粗心在 喇叭
音乐播出中拆下喇叭线，并让发热的导线接近电线的接地端。这是很危险的动作，但Hobrough惊奇的发现电线开始拌动，并发出音乐声，这个「具备增益的金属线」不久后才清楚是静电效果。Hobrough进一步研究，才知道1910年左右已经有人提出这个问题，1925年在磁场内应用导电金属片的喇叭已经于德国获得专利，当时人说这是带状喇叭。1920年与1930年代辨别有两种带状喇叭上市，不过稍纵即逝很快就寂静了。带状喇叭的原理是在两块磁铁中装设一条可以震惊的金属带膜，当金属带通过电流，就会产生磁场变化而震惊发声。在Hobrough重新发现带状喇叭时，Quad兴办人Peter Walker也在英国采购一种号角负载的带状低音，这个低音并不成功，反而是1960年左右英国Decca推出很成功的带状低音。另一品种似的带状喇叭Kelly Ribbon由Irving Fried引进美国，他将Kelly低音配上传输线式低音而产生不错的效果。1970年代，Dick Sequerra为金字塔（Pyramid）发展的带状喇叭，初次扬弃号角的设计。Hobrough发现带状喇叭后的三十年中，他以经营空中绘图和靠着自动机械的专利补助，持续进行研究，终于在1978年发展成功频率响应低至400Hz仍然平直的带状单体（当时产品只能到600Hz），并且不会消融、破碎或变形，失真则只要1％。Hobrough与他的儿子Theodore Hobrough还获得一项专利：与带状低音搭配的多丙烯低音所应用的无谐振特别音箱。不过他们以Jumetite Lab为品牌所制造的喇叭，一心想以较低价格提供给大家应用，在市场上却没有红起来。后来包含加州柏克莱的VMPS Audio、爱荷华市Gold Ribbon Concepts、麻州的Apogee Corporation，都发展出比Jumetite Lab频宽更大的带状喇叭体系。 Gold Ribbon制造了频宽****的带状驱动器（200Hz－30KHz），它们不是用铝，而是以厚度仅1微米（百万分之一公尺）的金制成振膜。不过最成功的，却是Apogee公司。身兼艺术经纪人与音响玩家的Jason Bloom，加上他的岳父Leo Spiegel － 一个退休的航空工程师，共同组成Apogee。它们用古典带状驱动器担任中低音，100Hz以下应用另一种准带状驱动器，近年来也参加锥盆低音作混和设计，评估都相当的高。另外有一个带状喇叭家族的近亲 － BES（Bertagni Electroacoustic System）脉动振膜喇叭。BES跟典范的静电喇叭或Magneplanar平面喇叭一样，都有一个开放的架子与一块平面振膜，声音向前后辐射。不过BES不是很薄的金属板，而是厚度不一的泡沫塑料，外表有点像立体地图。BES的设计使振膜表面有多种谐振形式，振膜的不同部分在不同的频率部分振动，振动的方法不是机械活塞式，倒像随着宽阔音频而均匀振动的音叉。BES的设计引起很大争议，最后当然就不了了之了。平面喇叭在带状喇叭演变的过程中，衍变出一种平面动态喇叭，也称为假带状喇叭，它的问世要归功于美国3M的工程师Jim Winey。Jim Winey本来是业余音响兴趣者，他很喜爱静电喇叭，但又觉得KLH－9太过昂贵，应当有方法降低成本才对。有天他获得灵感，他发现用于冰箱门边的软性陶片磁铁，质量轻、成本低、切割制造容易，很适于做磁性构造。这种磁铁可均匀的驱动扁平、广大的全部振膜表面，可用在双极辐射型态的塑料振膜喇叭。Jim Winey设计的喇叭振膜上有许多渺小的金属导线，金属线吸收来自扩展机的讯号，并配合永恒磁铁的磁场产生吸、推作用。1971年，Winey正式推出新型态的喇叭，后来命名「静磁」（Magnestatic），后来改名为「平面磁」（Magneplanar）。Magneplanar上市后得到很大的回响，包含Strathearn、Wharfedale、JVC、Cerwin－Vega、Thorens等公司纷纭发展不同型态的平面动态喇叭，其中最知名的是Infinity。Infinity推出的Quantum Reference Standard附有双扩展机与电子分音器，它不是用一整块振膜，而是由许多小振膜组成。QRS高两米，宽一米，一共有20个低音单体，其中13个向前，其他向后，垂直成始终线排列。中音则有三个单体，也是垂直排列。加上一只15吋低音，使得QRS可以发出极为震撼的音量，频率也超出可闻范畴。后来的EMIT低音（Electro Magnetic Induction）与EMIM中音，也是一种平面振膜，与后来Genesis所用的低音已经不太一样，Genesis的低音可以视为带状单体与平面单体的混合设计，而中音部分Genesis的大喇叭都采取带状单体，与Infinity各奔前程。不过我们可以看到Infinity从IRS所建立的巨型喇叭架构，这么多年来仍是Hi－End扬声器的最高模范。平面喇叭也有其限制，它的磁构造使得只要磁场的边沿通量能与振膜上散布的「音圈」互相作用，因此效率都不高，到目前这个现象能然存在。再一方面，平面喇叭所用的振膜比静电喇叭或带状喇叭都来得重，因此会限制它的频宽，过去只要Audire一家公司应用全音域的平面驱动器，连Magneplanar自己的喇叭后来都改采带状单体的中低音，加上平面振膜低音组合而成。Burwen与日本山叶曾利用平面振膜制成耳机，Pioneer则保持磁性平板，改用高分子聚合物来制造耳机，但这些产品好像都没有获得肯定。海耳喇叭非传统式喇叭中最成功的要属海尔式设计，就在Winey实现第一个平面动态喇叭后不久，德国物理学家海尔（Oskar Heil）研究出一种很高雅的带状喇叭变形物，他称为气动式变压器（Air Motion Transformer）。 海尔的创造与平面动态喇叭很像，应用一层很薄的塑料振膜，上面覆以导电的铝制「音圈」。不过海尔式喇叭的振膜不是拉紧的，而是打褶的、松松的挂在架子上，因此导线音圈位于堆垂直磁铁的间隙内，当磁力交替挤压曲折皱褶的振膜，再将它们推开，空气就随着音频而挤压发声。这样的设计有很高的效率，振膜上的强大磁力可降低有效质量电抗或音频阻抗，这也是「气动式变压器」称号的由来。事实上这种喇叭就是声音变压器，跟号角一样，较低的有效质量使它的高频可以往上延长，普通的海尔驱动器有300Hz－25kHz的频宽，完全不需要等化。虽然海尔博士对自己的设计信念满满，觉得自己的喇叭才是合理，别人的喇叭都是奇异，但因为制造品质掌控不佳，低音单体的配合又过于简陋，所以海尔喇叭逐步淡出市场。会冒火的离子喇叭当贝尔实验室的Rice与Kellogg面对许多未知时，称为响弧（Singing Arc）或环形放电喇叭的怪物，大约是最令人敬畏的。早于1920年代，无线电技术员就发现，用来调变发射机的高压电讯号有时会造成蓝色的球状发亮气体，播送的声音会从发亮的球体传出来，声音不大但很清楚，有人形容：几乎很火舌一样。Rice与Kellogg并没有仔细去研究这个现象，因为这种发音装置频宽缺乏，还会发出大批臭氧。1940年代，法国核物理学家Siegfried Klein再度发现此现象，并尝试开发新的喇叭，1950年他替新产品命名为「离子喇叭」。这种设计没有机械谐振，没有质量，有无限的顺服性，好像是喇叭的一大突破。英国的Decca、法国Audax、德国Telefunken、英国Fane与日本Realon都纷纭投入离子喇叭的研究，但首先商业化上市的却是美国Dukane（Electro Voice），它们在1962年推知名为Ionovac的新产品，后来改由AmericanAudioC om。生产，持续了很长一段时间。至于Siegfried Klein本身并未参加生产，他持续研究，神奇的离子喇叭如同烛光一样，可以朝它用力吹气而丝毫不损音乐播放。离子喇叭的另一优点是效率很高，105dB的音压只需10瓦的扩展机即可达成，频率响应也可降至1000Hz左右。Siegfried Klein的设计由德国Magant生产，但美国阻止发售，因为臭氧量超过标准，而且另一个Hill Plasmatronic的品牌也要挟Magant独占位置。雷射物理学家Alan Hill所设计的Plasmatronic喇叭原理与Siegfried Klein的离子喇叭相同，应用一只装有特别气体的石英管产生放电现象，使空气电离而发出声音，最简单的说，它们的发声过程好象是闪电当时的雷鸣现象。这种喇叭高频特征极佳，但石英管寿命有限（每隔几个月就要补充氦气），成本又高，应用上并不方便。Hill的离子喇叭频率从700Hz－20kHz，在10呎外仍有90dB的音压，低音则交给传统锥盆喇叭处理。这对喇叭有完美的相位与振幅线性，失真小于1％，惋惜售价高达一万美元（附赠A类扩展机一部推动低音，并且有电子分频器），想当然的没有几个人购买。不过Hill与Magant的离子喇叭，仍在市场上存在许久。真正的锥型喇叭1985年由Ohm所推出的Walsh，其创意足以和BES相提并论，也是第一对真正的锥型喇叭，不但用锥型单体，喇叭本身就是个锥型。Walsh只用一个单体处理20Hz－20kHz的辽阔频率，锥型驱动器放在音箱顶端，音圈和磁铁在上面，振膜朝向音箱内部。Walsh以控制的分解方法工作，频率上升时，对音圈起反应的纸盆范畴减少；频率较低时纸盆活动范畴增长。 未达到此一目标，纸盆由数种不同材料的同心环组成，同心环的作用等于低音滤波器。环越大，处理的频率越低，最低的频率使全部纸盆运动；高频则只用很轻的振膜保持，以阻尼的方法保持频率响应平直。这种设计不管相位或振幅都有很好的线性，最主要是它能180度发声。另一个锥型喇叭的模范，是德国mbl的101喇叭。1975年左右，一家计算机仪控公司老板Meletzky发现，球面单体最能符合他的理想，球型单体的振膜大于传统喇叭单体，更能仿真出自然乐器在空间中的表示。于是他结合柏林大学的两位教授以铝片作成百褶裙状的圆形单体，这个称为100的产品并没有正式上市。1987年mbl以碳纤维当材料，制造了可以360度发声的中低音单体，再加上许多铝片黏合成的葫芦状低音，推出令人惊奇的101喇叭。还有一种Orthophase喇叭，在整片塑料膜上黏附很轻的铝带，而后放在强磁场中，铝带通电而产生震惊发声。
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