静电喇叭的工作原.doc

静电喇叭工作原理 静电喇叭的工作原理是这样的：靠静电对于发声震膜的吸引或排斥，控制震膜震动发出声音。依照物理的原理，当两个靠近但不紧贴的物体，当两者互相带正电时，则会产生相互排斥的作用。这就是所谓的同性者斥。相反的道理，如果一个带正电一个带负电，则会相互吸引，这就是所谓的异性者吸。静电喇叭就是利用这样的原理，控制震膜的运动产生声音。 实际上的作法是这样的。发声震膜位于整个发声结构的正中央位置，采用Mylar（麦拉）高分子聚合物（看起来像是保鲜膜般的透明薄膜），在薄膜上以高温蒸镀的方式，镀上一层导电金属物质，因此看起来有点类似于汽车的隔热纸一般。在塑胶薄膜上蒸镀一层金属膜，因此只要连接喇叭输出，即可让震膜随著音乐的讯号改变带电的极性。不过要产生实用的静电吸引力，光靠扩大机输出的电压是不够的，在喇叭箱内拥有一个升压器，它的外观看起来就像是个变压器一般，能够将扩大机输入的声音讯号提高电压振幅，这个升压变压器的电压放大倍率约为100倍，升压过后的声音讯号连接至发声薄膜上，也就是说当扩大机输出的震幅为10V，在震膜上即可获得1,000V的高压。 听起来似乎有点诡异，美丽的外表下竟然是个充满高压电的发声器具？一点都没有错，静电是靠高压电产生的。不过光靠发声震膜带电还没有用，因为牛顿告诉我们作用与反作用力的道理，必须在发声震膜旁设置一个可以相互施力，并且固定的物体，当同性相斥或异性相吸时，才能发挥驱动的作用。 Scenario采两音路混血式设计，高频与中频为静电式、低频的部份由传统动圈式低音负责。 从MartinLogan的喇叭外型来看，左右声道上半截的部份其实是薄薄的一片，仔细一看可以发现这一片的前、后各是打孔的弧形金属网板，一前一后像三明治一样夹住中央的发声震膜。这一前一后的金属网板，就是固定电极，是施放出固定极性的电极板，在QuadPro-63上面，前方的电极板固定施以5,000V的正电压，而后方的电极板则是-5,000V，为?全，金属网板皆已经进行绝缘处理，因此在使用的状态下，即使以手触摸金属网罩，也不会有触电之虞。 前方的金属板带正电，后方的金属板正负电，则可以产生不同极性的静电力。此时若中央震膜的电压为正性，则会与前方金属板产生互斥，同时与后方的金属板产生吸引力，震膜就会向后移动；同理，当中央震膜随著音乐起伏而带电时，则会随著音乐阵幅而震动，进而发出声音，这就是静电喇叭的工作原理。 为什么要发展静电喇叭？ 为什么要发展静电喇叭？静电喇叭有什么好处？为什么静电喇叭的品牌与数量那么少？它使用上会不会有什么问题？先回答第一个问题，静电喇叭有什么好处。简单的讲，静电喇叭的好处相当多，首先静电喇叭的发声面积很大，长方形的发声震膜总面积是传统喇叭的十倍以上，震膜面积大，震膜的震幅就可以缩小，震膜虽小，物理的失真现象就会降低，同时就听感上而言，音场、音像都会放大，同时声音也会比较宽松自然。第二个好处是震膜质量极轻，因此没有惯性的问题，您可以想像得到，这一整面像保鲜膜一样的震膜，实际重量有多少？根据厂方的说法，中央震膜的总重量还不到一克，也因此几乎可以忽略震膜惯性运动的物理现象，震膜运动时说走就走，说刹车就刹车，也因此随著音乐讯号震动可以轻易的反应细节，不会含糊带过。第三，静电喇叭没有音箱，因此自然没有箱音的问题，声音清澈干净无染，依照笔者的经验来说，静电喇叭的中频段厚度与透明度，是所有喇叭中的佼佼者，尤其是对于人声的爱好者，听过静电喇叭的人声之后，必定会对透明、直接而且蕴含厚度的饱满人声留下深刻的印象。Quad、MartinLogan都一样，他们在这方面的表现都达到了极高的声音水准。第四，静电喇叭是双面发声Dipole的结构，双面发声的喇叭在聆听上有一个极佳的优点，那就是音场可以很轻易的拓展开来，只要摆在聆听位置前方对称的位置，您会轻易发现，音场以及舞台规模硬是比传统喇叭大上好几倍，小小的喇叭听起来就像是大型喇叭的音场，笔者向来使用双面发声的喇叭，对于这种庞大的音场爱不释手。虽然多声道系统是利用模拟的方式进行空间处理，不过使用MartinLogan等双面喇叭之后会发现，双面喇叭所营造的立体感以及空间感，在自然的程度上要比传统喇叭容易表现得多。 中央声道Cinama则是少见的静电式中央声道，静电板同样是弧形设计，不过弧形的方向略有不同，成为宽广的宽屏幕形式。为了增加鲜活的特性，除了喇叭两侧加装小尺寸低音单体外，在正中央的地方也加装了传统半球型高音，以增加高频段的细节。静电喇叭走向实用天地 回答第二个问题，笔者认为静电喇叭品牌少的原因是技术上的瓶颈，高压的处理以及音色的调制，都比传统喇叭的设计要复杂一些，同样的道理也出现在Velodyne或Genesis的伺服低音上，虽然使用伺服技术有办法大幅度降低失真，不过做得好的并不多，因此静电喇叭与伺服低音喇叭的品牌自然不多。最后消费者所注意的，使用静电喇叭会不会有什么问题？这些问题又该如何克服？静电喇叭的工作原理与传统喇叭大不相同，首先静电有互吸、互斥的作用，同理也容易吸引空气中的游离灰尘，造成不便。其次电极板上带著高压，在潮湿的环境中会有产生跳火的问题，不过透过完善的绝缘保护措施，这个问题已经完全解决（过去必须靠除湿机降低空气中的湿度，不过目前的静电喇叭已经可以适应本地气候，下雨天也可以照常使用）。第三，开放式的双面设计有中低频段极性中和的现象，因此听起来低频段的量感会大降，MartinLogan在喇叭的底部加上一个传统低音，弥补不足的低频段，也因此MartinLogan也已经克服了这个问题。至于其它如效率过低、承受功率不足等老问题，则在新的技术支援之下，一一获得解决，以这一套MartinLogan静电喇叭而言，效率接近于89dB，与一般喇叭无异，频率响应左右声道也有45Hz20KHz-3dB的本事，因此使用起来已经是一对具有静电喇叭声音特色但没有静电喇叭脾气的喇叭了。如果您再考虑到MartinLogan在喇叭外观上的成就，相信对于静电喇叭会有另一番看法。 静电喇叭是最美的喇叭之一 MartinLogan每支喇叭都有其不同的称呼，前方左右声道称为Scenario，看起来就像是极受欢迎的Aerius的缩小版；中央声道是全新设计的Cinema，造型相当特殊；环绕声道也是新推出可以吊挂在墙上的Script，分别一一介绍之。 Scenario是缩小版的Aerius，两音路设计，低频的部份由传统低音负责。所有的静电喇叭都必须插电使用，但电源仅供应静电板的电力所需，别误以为内部还有主动式扩大机推低音，它的低音是采被动式设计的。喇叭直立于地上之后，整个前面板微微向后倾斜，静电板的弧度以及整体造型都相当美观，足以列入世界十大美观喇叭之列。 中央声道Cinama则是少见的静电式中央声道，静电板同样是弧形设计，不过弧形的方向略有不同，成为宽广的宽屏幕形式。静电喇叭的高频段往往量感较少，为了增加鲜活的特性，除了喇叭两侧加装小尺寸低音单体外，在正中央的地方也加装了传统半球型高音，以增加高频段的细节，形成混血设计的静电喇叭。此举也成为静电喇叭设计的创举，听起来的效果不错，拥有清晰的细节，音染极低，没有箱音，而且效率以及频宽也达到实用的境界，当然，Cinama的造型可说一绝，真是漂亮极了。 Script则是再度缩小版的Scenari，由于后方环绕声道必须提高高度，因此MartinLogan特别想到在喇叭的背部加设专用吊架，用家直接固定在墙上就行了。这个吊架可以让喇叭左右旋转，调整投射角度，还是那一句话，MartinLogan的喇叭在造型上独具一格，配合装修设计也好，作为摆设也行，都像是个现代的发声艺术品。 宽松自然的声音特色 系统架设妥当之后，影片一播出，整体环绕效果好得让人眼睛一亮，静电喇叭既透明又宽松的特质逐一浮现。过去相同的音效片段使用传统喇叭播放，音场仅局限于屋内，但这套系统竟轻松的让音场拓展开来，不必刻意调整环绕扩大机音场参数，就可以获得极其自然的空间与空气感。整体的音质达到了极高的水准，音色则趋向于温暖厚实，即使在大音压下的爆棚场面，也一样轻松自在不紧绷，这对于扬声器而言，几乎是仅有高级号角与大型喇叭办得到，没想到MartinLogan仗著较大的发声面积，轻易的办到了。 这套系统除了声音自然宽松之外，暂态反应也是出奇的好，质量极轻的发声震膜在此发挥了功效，物体敲击与撞击的瞬间，都灵敏忠实地反应出来，丝毫没有延迟或拖的感觉。冲击性无法与传统单体相较，不过论及