在音响中电容器的一些工作参数

在音响中电容器的一些工作参数在音响组件中，电容器(capacitor)被广泛运用，平滑滤波、反交连、高频补偿、提供直流回授、隔阻直流、抑制米勒效应等，随处可见。但若依功能及制造材料、制造方法细分，那可不是一朝一夕能说得明白。所以缩小范围，本文只谈电解电容，而且只谈电源平滑滤波用的铝质电解电容。 每台音响机器都要吃电源除了被动式前级，既然需要供电，那就少不了将AC转换成DC的整流及滤波这两个动作。我们现在习用的滤波电容，正式的名称应是：铝箔干式电解电容器。就我的观察，除加拿大Sonic Frontiers真空管前级，曾在高压稳压线路中选用PP塑料电容做滤波外，其它机种一概都是采用铝箔干式电解电容；因此网友有必要对它多做了解。 面对电源稳压线路中担任电源平滑滤波的电容器，你首先想到的会是什么？容量？耐压？电容器的封装外皮上一定有容量标示，那是指静电容量；也一定有耐压标示，那是指工作电压或额定电压。 工作电压(working voltage)简称WV，为绝对安全值；若是surge voltage(简称SV或Vs)，就是涌浪电压或崩溃电压;，超过这个电压值就保证此电容会被浪淹死小心电容会爆！根据国际IEC 384-4规定，低于315V时，Vs=1.15Vr，高于315V时，Vs=1.1Vr。Vs是涌浪电压，Vr是额定电压(rated voltage)。 电容器的电荷能量是以QCV来表示，Q是库伦，C是静电容量，V是电压；故当电压值不变时，加大静电容量就能增高电荷能量。请注意，电容器的容量单位应是F(farad)，可是因计量太高造成数值偏低，故多改用F，1F=一百万F。国外也有用mF表示F，其实mF不十分贴切，但机械式打字机上没有键，故用m代表micro。 有了静电容量及工作耐压两个参数，若你正在选购电容，接下来你会考虑什么？直觉上是价钱。嗯，这个参数很重要，而且数值愈低愈佳。也有人先想到品牌，并坚持日本货打死不用还存着八年抗战情结？美国货也仅能排第二，瑞典或德国制造的才能排第一。嗯，这个参数也很重要。但既然谈到品牌，那就不能忽略系列型号；因为一个制造厂会生产许多不同系列的产品，系列不同，品质及价格就会不同。OK，我们先整理一下，有关电源平滑滤波电容器的参数已知有：静电容量、额定工作电压、涌浪崩溃电压、价格、品牌、型号系列。 不应该只有小猫两三只，外型尺寸也应该很重要，因为与它相关的有重量及接脚型态，snap-in是插焊PC板式，少则两只接脚，体型大的还会多出1只或2只固定接脚；screw是锁螺丝式。至于重量，同容量同耐压，但品牌不同的两个电容做比较，重量一定不同；而外型尺寸更与机箱规划有关。有些电容不是全圆型，有点像是多角型，Philips、BHC都有这种看起来似乎很高级的系列。现在我们再整理一下，加上重量、外型尺寸、接脚型态已有9个参数。 外皮颜色？这是谁提出来的？很妙。因白色、黑色、蓝色塑料封装都有厂商在用，它有时也具有某些意义，例如日制黑底金字常代表高级for audio音响级电容。仅凭外观还能想到哪些？制造日期，9627就是1996年第27周出厂；近年来日制电容似乎逐渐有意省略制造日期的标示。但外皮颜色及文字印刷不直接与品质有关，故仅加上制造日期参数。还有，别忘了适用工作温度，因为 105度C比85度C更适用于真空管机。若机器要摆在南极，最好选耐负55度C的品种。 容量误差也别遗漏，当采多颗并联，为求得单只特性均匀，误差当然是愈低愈佳。现在再加上工作温度及容量误差，咱们手上已有12个参数，对电容器应有三成以上了解。 请别会错意，电容的工作温度不是指环境或表面温度不管几度，封装塑料外皮都是一样，它是指铝箔工作温度，所以装管机选用85度C品种也绝对OK，只要将电容器远离管仔就会安全。 可是真正有关电容器品质的几个重要参数，却都只存在原厂规格书中，完全不会显露在成品封装外皮上，而这些重要参数才是本文谈论的重点。 散逸因子损失角 散逸因子dissipation factor(DF)存在于所有电容器中，有时DF值会以损失角tan表示。想想，损失角，既有损失，当然愈低愈好。塑料电容的损失角很低，但铝电解电容就相当高。DF值是高还是低，就同一品牌、同一系列的电容器来说，与温度、容量、电压、频率等都有关系；当容量相同时，耐压愈高的DF值就愈低。举实例做说明，同厂牌同系列的10000F电容，耐压80V的DF值一定比耐压63V的低。所本刊选用滤波电容常会找较高耐压者，不是没有道理。此外温度愈高DF值愈高，频率愈高DF值也会愈高。 但许多电容器制造厂，在规格书上常不注明散逸因子DF值，因为数值甚高很难看。以瑞典RIFA为例，其蓝色PHE-420系列是MKP塑料电容，它的DF值最低是0.00005，最高是0.0008。但白色顶级PEH169系列铝质电解电容，就未标示损失角规格。若真注明DF值，电解电容可能会是1.0000，小数点是在1的后面。 漏漏电流 哇！漏电！最好没有。可是没办法，铝电解电容在工作时一定会产生漏电流。 漏电流(leakage current)当然要低，它的计算公式大致是：IKCV。漏电流I的单位是A，K是常数，例如是0.01或0.03，每家制造厂会选择不同的常数。但不论如何，电容器容量愈高，漏电流就愈大。如果你有容量愈大平滑效果愈好的想法，这个漏电流也请考虑在内。从计算式可得知额定电压愈高，漏电流也愈大，因此降低工作电压亦可降低漏电流。 但降低电容器的漏电流并不容易，低漏电流low leakage current-LL系列价格高昂，我曾向国内厂商订制一批低漏电流LL系列电容，价格比许多日本制造电容还贵。漏电流规格，铝电解电容就比钽电解电容高许多，钽质电容也有干式及湿式两种，不过它的容量及耐压都较低。 除特别定制外，面对一般品，想要降低它的漏电流可设法提高Vs对Vr的比值。Vs是涌浪电压，其值当然比Vr额定电压高，但施加电压(真正的工作电压)还应该比Vr低，例如取Vr的90；找高耐压品种可说是完全正确。 等效串联电阻ESR 一只电容器会因其构造而产生各种阻抗、感抗，比较重要的就是ESR等效串联电阻及ESL等效串联电感这就是容抗的基础。电容器提供电容量，要电阻干嘛？故ESR及ESL也要求低低；但low ESR/low ESL通常都是高价、高级系列。 ESR的高低，与电容器的容量、电压、频率及温度都有关连，当额定电压固定时，容量愈大 ESR愈低。有人习用将多颗小电容并接成一颗大电容以降低阻抗，其理论是电阻并联阻值降低。但若考虑电容接脚焊点的阻抗，以小并大，不见得一定会有收获。 反过来说，当容量固定时，选用高WV额定电压的品种也能降低 ESR；故耐压高确实好处多多。频率的影响：低频时ESR高，高频时ESR低；当然，高温也会造成ESR的提升。 串联等效电阻ESR的单位是m，高级系列电容常是low ESR及low ESL。若比较低内阻及低漏电流两种特性，则低内阻容易达成，故标示low ESR的电容倒很常见。ESR也与损失角有关联，ESRtan/(Cs)，Cs是电容量。 有时电容器规格上会有Z，它与ESR的意义不同，但Z的计算示与ESR有关，同时也考虑到容抗及感抗，是真正的内阻。刚才提到电容的ESR单位是m，那是指大电容，若是220F小容量电容，其ESR单位就不是m而是。何种电解电容器的ESR最低？答案只有一个：Sanyo的OS有机半导体电容！ 涟波电流Irac 前面谈到的散逸因子DF-损失角tan、漏电流、ESR-串联等效电阻等，其值都是愈低愈好，但现在要提的涟波电流ripple current却是愈高愈好。特别是现在都特别讲究后级扩大机要有大电流输出，电源平滑滤波电容器的涟波电流Irac(或Iac)就显得格外突出。 涟波电流Irac的标示至少应有低频及高频工作时两种规格数字，低频大约是以120Hz做标准，高频大概是以 10KHz做标准，但不同制造厂商可能会有略微的差别。 涟波电流与频率刚好成正比，因此低频时涟波电流也比较低。可是对我们音响迷来说，低频段的Irac值才是重要。所以在采购电容器时，涟波电流数字高低是极为重要的依据。不要认定Screw锁螺丝式电容的涟波电流绝对比snap-in插PC板式来得高，以UCC电容为例，81DA系列是插PCB式，32DA系列是锁螺丝式。但相同容量、耐压比较，81DA的ESR不但比32DA低，Irac却又比32DA高很多。 曾经有一种说法：RIFA的10,000F相当于其它厂牌15,000F，因为大部份日制电容的涟波电流都不高，而RIFA又特别高，故好象可以一个当两个用。德国Siemens、英国BHC电容，在Irac这项特性上也常优于日制品。就笔者所知，Irac最大的电容，是Siemens SIKOREL系列电容为最高，6,800F/63V就高达20A！若是小容量电容，Irac最大的是Sanyo OS电容。在计算机主机板CPU旁，有一排(大约6个)电容，不论是华硕、微星或技嘉，它们的demo板都是插满OS电容，但卖到市场上就改啦因OS电容很贵！ 就后级扩大机的动作来说，很多人会认定低频时吃电流。有个方法可以试：以电表直流电压(DCV)最低文件量任一只射极电阻压降，最好是指针电表，播放唱片，将前级音量转大，注意电表指针的摆动，你就会发现低频固然会吃电流，四把吉它连弹也会猛吃电流！什么音乐最适合run-in后级扩大机？Holst的行星组曲第一曲MARS。 现在你应该已经明了六成以上，或许你想问：有没有体型不大，漏电低、ESR低、tan低、误差低、价格低，但涟波电流高、适用温度范围高的铝电解电容？嗯，没有！ 关于容量误差，近年来铝质电解电容颇有进步，以往是-20+40，现在大多是+/-20。但其容量常偏而不是偏，故10,000F测量起来有可能会接近12,000F。 精确量取大容量电容器的静电容量，是我多年来一直想做的事。不要怀疑，这种测试仪器很难买到，美国曾制造过，可量至99,999F，并能同时显示DF值及 ESR值；而且电容量是100Hz、1KHz、10KHz三段（不是两段）频率测试的平均值。这种仪器国内市场曾出现过，小卖新台币十万元只差漏电流的测试。 额定工作电压的安全度，在我的标准是：至少理让15。例如某电容的额定电压是50V，虽然涌浪电压可能高至63V，但我最高只会施加 42V电压。让电容器的额定电压具有较多的余裕，能降低内阻、降低漏电流、降低损失角、增加寿命，一举数得何乐不为？以前曾看过日制扩大机，48V工作电压配上10,000F/50V滤波电容；短时间内当然不会烧坏，但时日长久，寿命有可能降低，那就得更换新品或另购新机。所以日制品常有时间到了，该走了的宿命，你也不能指责它是偷工减料，毕竟做生意总要图利，若一辈子只能卖你一次，如何赚钱？ 容量愈高哼声愈低？ 自己装，最讨厌的就是哼声除不掉。有人将滤波电容加大，哼声就没了。我是不十分相信，因扩大机的哼声常是因地回路不当引起，来自滤波电容微乎其微。但是理论上，容量愈高，电源平滑效果也就愈佳，所以大容量的做法，是许多设计者及DIY迷亦深信不疑。(或是采用LC滤波，在电容之前加串电感，以提高平滑滤波效果。) 因此不少后级扩大机，特别是美国产品Krell、Mark Levinson，最爱采用大水塘大电容；丹麦的Dynaudio，连前级扩大机都用到十数万F之容量。至于AC & DC交直流，也比较倾向于大容量派，但尚适可而止。 可是也有不少名厂走低容量路子，例如美国Amcron有台 250W2专业后级扩大机，两声道合计500W，只用了2只8200F小滤波电容器(好象是小了点？)。瑞士Goldmund算是Hi-End品牌，产品送到各杂志社试听，没有一个评论员胆敢说它坏，它的大后级就是采用小电容。瑞士FM Acoustics更是贵到毙，一台立体声后级后级可换一部Benz车。它的220W2专业后级，号称数十A电流输出，本人亲眼得见，全机只使用2只10,000F/100V滤波电容。 大容量滤波电容与小容量滤波电容，两种理论基本上是对立的，但却同时存在于音响圈。以低容量论点设计扩大机，也可以完全没有哼声，而且低频表现也不比大水塘机差。重点是什么？Irac涟波电流。如果你如今还是满脑子的大容量，那你还不了解电解电容！ 给大家一个建议：组装后级若采用低容量滤波电容时，千万要配用高功率电源变压器。也就是瘦了电容器、肥了变压器，这可能就是扩大机好声的秘绝。以这几年详细之观察，后级扩大机若要好声，采用大功率电源变压器比采用大容量滤波电容有效多了。 一颗大的？多颗小的？ OK，有人放心不下，滤波电容坚持要大F那是找一个大的，还是用十来个小的并接？又有人说用小颗并，不但内阻可以降低，反应速度也会也快，透明度及分辨率都比较好。 Mark Levinson及Krell的后级不是以小并大，但有谁认为它反应速度慢、不透明有雾？面对此问题，我自己都长期陷入迷阵中。就机箱规划来说，用多颗小电容并联似乎比较理想，而且进货量大价格也便宜，甚至前级、后级、综合机，都可采用同一种电容。 进口机与国产机的命运有些不同，当消费者面对数十万元进口机采用多颗小电容时，他会自我解释：这个很有道理；但面对国产品时，他可能会有另一套恶毒的说法：偷工减料！ 就音质表现，大水塘or小水塘、一颗大的or多颗小的，应该没有绝对关系。邓小平同志说得好：管它黑猫、白猫，会捉老鼠的就是好猫。 制造厂牌也关乎品质特性，前述有人终其一生不用日制品。美国原本有两大电容器品牌Mallory及Sprague，现在 Sprague已成绝响，因为它被日本Nippon Chemi-con收购，且公司名称注册United Chemi-Con/简称UCC。但只要是仍在美国制造，外皮印有made in USA，商标更改与制造品质应无关联。 不过外界已有耳语：UCC比Sprague差，可能性如何？日本商社一旦接手，行销政策自然会大幅改变，为了提高出货量必得降低售价；但假格下滑也会导致品质下滑。询问本地代理商瑞普公司，UCC电容销售量比Sprague低，显示国内厂商有排斥UCC的反映。若比较UCC及Sprague的规格特性，果然是一付Japanese模样体型大为缩水，原本40mm80mm的改成40mm50mm，价格可能较低廉，但ESR增加、Irac减小怎不令人掷笔三叹？ 你对日制品有疑虑？没办法，非但美国如此，德国也需要日本资金进入来个德日合作，Siemens就和松下Matsusita共同生产SM电容器，现在又改名Epcos。这种企业合并是未来趋势，几乎不可避免。RIFA也早就被EVOX吃下，EVOX是大集团，到处设厂，本刊SigEnd单端前级有用到1F电容，就是EVOX品牌，虽然自美国进口，但一付台制品模样。 储存及工作寿命 比起电阻、IC、晶体管、塑料电容这些半永久性组件，铝电解电容的寿命就值得重视。一是储存年限，自然与寿命有关，1020年应无问题。存放过久的电容不宜立刻使用，利用power supply先将它aging(活化)；夹上端子，缓慢调整power supply电压，由低至高，最高可调至此电容的额定电压。 工作寿命就很难说得明白，所谓长寿命LL-long life电容，通常是表示涟波电流Irac稳定。前面曾谈到电容的Irac与工作温度及频率都有关，例如同是10KHz，40度C时是15A，85度C时是9A；15A/9A1.67。此数字就是电容的寿命因子（本人临时想出来的），数字愈高寿命愈低，数字愈接近1寿命愈长。 如果没记错，1.93表示10万小时，1.85表示20万小时，故1.67至少50万小时！但电容器的主要功用是充、放电特性，因此不宜经常快速充、放电。有两个方法可有效延长电容器寿命：一是减少开机、关机次数，二是设法降低开机时的瞬间充电电流你听懂了吗？本刊也注意到此问题，故多年来都是这样做。 即令是如此，若问：到底是哪一种电容的音质较好？这也实在难以回答。基本上，不同品牌、系列的电容，它的声音表现自然也是不同。我个人不会日制品打死不用，只要处理得当，日制品也不输欧美货。多年前曾用过ELNA高级Cerafine音响级电容，它的ESR虽然低，但Irac也不高，装在amp.上，低频很厚实，可惜雾气较重，不够透明。但是并上speed-up小电容后，就豁然开朗。 故实际装配时，记得一定要在主滤波电容上加并speed-up小电容，此举至少会改善高频响应。数值是多少？最好是一大一小，大的1F、小的0.1F，MKP是最低要求。 有时并上小电容会发现助益不大，这可能是小电容未选对。RIFA的电解及塑料电容，若想加并speed-up，奉劝你不要找WIMA，建议各位试试MIT的PPFX-S锡箔或RTX系列0.1F。写这篇文章的同时，也留意各杂志的广告，美国Krell及加拿大Classe Audio的Hi-End后级新机种竟然都采用日本Nichicon电容做主电源平滑滤波！但各杂志评论员有谁胆敢说它差？！ 前级扩大机吃不了数百mA电流，故滤波电容较易选择。高瓦数、高输出电流扩大机就很难伺候，此时滤波电容的Irac特性就要考虑在内。 对于滤波用电解电容，有几点值得网友注意：一、大致上来说，日制品的Irac比欧美品低；二、低漏电流比低ESR更重要；三、大滤波电容宜并接speed up小电容；四、尽量选高耐压电容；五、最顶级的电容，容量及耐压都不高，故数百瓦的大power通常声音粗糙，不是没有道理。 笔者不建议哪种电容最好，因为只要用得恰当，每种电容都可发出好声。至于刻意强调电容、电阻、焊锡、保险丝非xxx品牌不用的人，绝对是不懂线路结构的外行人！ 关于铝质电解电容的构造 电容器依其组件构造大致可分成：一、卷绕型，二、积层型，三、电解型。而电解型又分铝质及钽质两类，铝质再分成液态电解质及固态电解质。若说液态电解质是铝箔湿式、固态电解质是铝箔干式，那就错了，因铝箔干式及铝箔湿式都是液态电解质电容。 铝质电解电容是以经过蚀刻的高纯度铝箔做为阳极，以其表面经阳极氧化处理之化成薄膜做为电介质，再以浸有电解液的薄纸或布做阴极。由于电解液是用吸浸式，故称铝箔干式电解电容。 何谓铝箔湿式？在电容器内直接加电解液例如硼酸胺乙二醇混合液，这种用手电容摇一摇还会发出流水声，瑞典RIFA的PEH169系列就是这种电容。 即使是欧洲名厂，做为阳极的铝箔也非自行生产，而是统一由某公司供应，就好象瑞士表厂甚多，但只有少数几家会做油心。大约12年前意大利某公司无法正常供应阳极铝箔时，全球各名厂如Mallory/RIFA/Sprague或Rubycon/Philips就只得拖延交货脱时间，没原料怎么生产交货？至于吸浸电解液的纸，也绝非在一般文具店即可购得，最大供货商是在马来西亚。/dpage02.htm扬声器的效率与阻抗以及动能之间的关系经由十余年来多次的接触，我发现消费者在选购扬声器时，常会询问：它的效率是多少？阻抗是多少？但却鲜有人问：它的最高音压是多少？音响史上确实有几款著名喇叭以低效率闻名，例如Rogers的LS-3/5a及AR-3a，还有ATC-10。 二十几年前，当我还是杂志社小编辑时，曾亲眼所见，国内音响名师林宜胜先生，谈到3/5a，脸上竟泛起一阵神光说：它的效率其低！但当日在板桥陈正修先生(音响闻人，早已移民旧金山)家里，有三对小喇叭的试听比较，3/5a上阵还不到五分钟，就被另外一位音响闻人高真民先生一阵xxx开骂给炮轰了下来！ 更早之前，那时只有LP没有CD，我到上扬唱片公司买唱片。在挑选唱片时，觉得背景音乐怪怪的，男高音Domingo怎么感冒了？鼻音这么重！问清楚后，才知一切都是闷葫芦3/5a搞的鬼当时Rogers喇叭是由上扬公司进口销售。 我对3/5a的恶感就是这样而来，没想到全球闻名的BBC-3/5a，竟然是个闷葫芦。等到试作DaLine后，才知BBC 有意并将KEF单体性能发挥极致，LS-3/5a的好处只是体型小、售价低，难怪有人会卖了3/5a换用我的DaLine传输线喇叭。道理很简单，依3/5a低音单体B-110之规格计算，根本不能装在那么小的音箱里！这点有必要说明，其实英国BBC并非不会设计喇叭，而是为了携带方便，不得不将喇叭音箱设计得很小，这是没办法的妥协。当初BBC是想设计出比例为十分之一的喇叭，这样测试的方法比较简单，也比较便宜，于是就诞生了LS-3/5a。 低效率喇叭确实曾风光过，但CD开始逐渐流行后，就有人对低效率喇叭抱着怀疑态度，名乐评家、莹升公司负责人曹永坤先生，就曾经说过：CD的高动态会自然淘汰低效率喇叭。 晶体管机的瓦真空管机的瓦 经过二十多年，CD系统早已发展成熟，但低效率喇叭依然存在于市场，而且低效率高音质的观念好象并未动摇；直到最近这几年才有了些许改变。 真空管又回头了，老厂新厂纷纷出笼，但管机后级的输出功率普遍比晶体机低。有音质至上，非WE300B不用，而且还只要单端不要推挽。300B做单端只有7至8W左右的输出，7W能推什么喇叭？当然，也有人用不到10W的管机后级推ATC喇叭那是有声音，却无法呈现ATC应有的动态。古早时代的Altec、JBL、EV等大型落地式喇叭都是高效率，因为它们的亲蜜伙伴就是管机。所以用管机推Altec A7剧院之声时，气势就大大的不同，有谁能说管机后级没啥动态？ Watt就是Watt、瓦就是瓦，所以管机的7W差不多完全等于晶体机的7W差异性是管机有输出变压器，输出功率较不易随负载阻抗变化而改变。因此若有人说管机的7W比晶体机的7W够力，那是无稽之谈，因为事实的真相是：晶体管机的7W，大多时候会比真空管机的7W够力，绝不骗你。有两个特例，一是 OTL无输出变压器管机后级，另一就是著名的LS-3/5a小喇叭。 喇叭的效率是用dB值表示，但与阻抗有关。故效率完全相同，但阻抗不同的两对喇叭，其需求电压也不相同。因为8喇叭的1W是指输入2.83V电压，而4喇叭的1W则是2V输入电压。因此效率相同、阻抗不同的两对喇叭，接上同一台晶体后级也必定会有不同的声音表现。 扩大机输出功率 8负载 4负载1W -2.83V-2V2W -4V-2.83V3W -4.9V-3.47V4W-5.66V-4V10W-8.95V-6.33V 4喇叭的需求电压虽然比8低，但需求电流却比较高，以4W输出为例，8喇叭是0.7A，而4喇叭则吃1A电流，因此大家都说低阻抗喇叭比较难推。 dB是分贝，它的计算式会因功率或电压、电流之倍数会有所不同，喇叭的效率是以功率计算。我们现在以阻抗变化甚大的Dynaudio喇叭为例，说明大多数情况下，7W的晶体机的比7W的真空管机来得有力重点就是低阻抗时的电流。 喇叭阻抗 晶体管机功率 真空管机功率 8-7W-7W4-14W-7W2-28W-7W只要驱动电流够，晶体机的输出功率会随着喇叭阻抗的降低而提升，故不只是7W而已。但管机有输出变压器交连，功率不随喇叭阻抗变动。所以此时是不是晶体机的7W比真空管的7W够力？这就是最简单的欧姆定律。 3/5a 既是低效率又兼高阻抗 具恒阻特性的喇叭并不多，因此当喇叭阻抗猛往下降时，管机就可能使不上力，所以管机后级推Dynaudio喇叭比较不容易发出好声，因此时喇叭欲吃电流，但真空管却是电压组件，无法提供电流；若是换成LS-3/5a就不一样了。 3/5a阻抗 晶体机功率 管机功率15- 3.7W-7W11- 5W- 7W8- 7W- 7W 7W的晶体机接上第一代3/5a就只剩大约3.7W，接第二代3/5a也不过是5W；可是管机就一直能维持7W输出。故遇到3/5a这对高阻抗喇叭时，管机的7W就比晶体机的7W来得够力。因此就晶体机言，高阻抗喇叭较不好推。但为何3/5a的阻抗会高至1115？它采用的KEF T-27A高音单体及B-110A低音单体都是8。这就是诡谲之处，依KEF单体规格设计分音器及音箱，不必讶异，你会发现LS-3/5a根本是错误的设计！ 若是高阻抗再加上低效率，那这对喇叭铁定难伺候，偏偏3/5a就有这种特性。因此有人用大power推它，但3/5a又吃不下大power，功率太高就容易将它的低音推到触底它的KEF低音单体没啥动态。现在我们来看看喇叭效率与扩大机功率的关系，比对的喇叭是LS-3/5a及Klipsch的Klipschorn，从下表就可看出低效率喇叭较难伺候。 Klipschorn大喇叭 LS-3/5a小喇叭104dB /1W-81dB /1W107dB /2W- 84dB /2W110dB /4W- 87dB /4W113dB /8W-90dB /8W116dB /16W-93dB /16W119dB /32W-96dB /32W122dB /64W-99dB /64W-？125dB /128W-？-102dB /128W-？ 第一行104dB与81dB是两款喇叭的标称效率，3/5a的99dB打个？号，代表3/5a根本无法承受64W连续输入，因低音会触底，50W连续输入就已是最大值。而Klipschorn喇叭在1W输入时，就得到104dB的音压，却是LS-3/5a打破头也无法做到的事。至于125W加个问号，那是原厂公布Klipschorn最高连续承受功100W，故当128W连续输入时，Klipschorn也会承受不了。由于Klipschorn的效率高达104dB，若扩大机的讯号杂音比(S/N)不够高，那不用转音量旋钮，喇叭就会发出恼人的嘶声和哼声。对于扩大机的残留杂音及哼声，高效率喇叭倒是具有明察秋毫的效用。 3/5a的效率到底是多少？本文假设它是81dB，记忆中好象也是。但1995年10月号Audio年鉴上，KEF 3/5a的效率注明是85dB，阻抗则仍维持11。最令我大吃一惊的是：这对小喇叭竟然飙涨到US$1450一对！老天，KEF 3/5a有这种身价吗？如果它有1450美金的音质，那我也毫不脸红，传输线设计的DaLine一对卖2400美金！可惜卖到现在，DaLine喇叭已全数售罄。81dB/W/m绝对是低效率，美国Apogee以生产平面式喇叭闻名，它的Duetta.2只有78dB/W/m，由于效率过低，被评为反应迟钝，非得用每声道250W的大power推不可。注：英国KEF及Celestion这两家喇叭公司早就出售股权，目前的老板是香港商，因此改变营运方针，低效率的KEF高音单体T-27及低音单体B-110皆停产。 不论有什么改进，3/5a的最高音压却仍不及Klipschorn的基本标称效率。再计算标称效率至最高音压的范围，3/5a大约是18dB，而Klipschorn大约是21dB。 这里透露着两点，一是以300B单端每声道7W管机推Klipschorn喇叭，它的表现绝对会比40W2的晶体后级推3/5a喇叭来得轻松自在、有魄力。第二点则有赖大家共同研究，是不是高效率也同时代表高动态？ 若果真如此，曹永坤先生就有先见之明。准此原则，吾人当选用高效率喇叭，这样后级输出功率不必动辄数百瓦。当然，上百dB的高效率喇叭通常体型庞大，若是紧贴墙摆，就不易听出音场、深度。但以一般家庭聆听音乐或观赏AV用，效率似乎也应在90dB以上。然而，低效率喇叭就代表低动态？很不幸，3/5a及本人的DaLine却是明证。当然ATC可能会不同意，ATC的SCM20为8/83dB效率比DaLine略高，但它的连续承受功率竟然是200Wrms，因此计算其最高音压竟然高达106dB，绝非LS-3/5a或DaLine之辈能比。 晶体机驱动高阻抗喇叭会降低功率，但也有例外，McIntosh虽是晶体机，却因为有输出变压器，故其输出功率不会随负载阻抗变动而变动。好在音响圈中特例不多，没有输出变压器的真空管机不多见，有输出output的晶体机也唯有McIntosh。而标称阻抗高过 8的喇叭，这些年来也很少见。故现代管机的输出变压器，理应只须要有4及8两个绕组输出。 应选用高效率、高动态喇叭 接驳低效率低动态喇叭时，后级的输出功率不能太低，以免推不动；但输出功率又不能太高，以免喇叭受不了，故常两难。低效率低动态六个字若不能理解，改成低效率低最高音压八个字就比较明显。 世上喇叭何其多，但在规格表上明确注明最高音压者，却不及百分之一。若有最高承受功率是连续不是瞬间，就可从效率计算过来。例如效率86dB的某款喇叭，其连续承受功率160W，我们就可轻易计算出它的最高音压是:108dB。利用工程型电算机按几个键，160 log1022，8622108(dB)；而22dB大致上就是此喇叭的动态。 动态范围dynamic range之值以dB表示，数值愈高愈好。音响器材性能表中有动态范围者，大概只有CD唱盘及影碟机；扬声器厂商几乎都不会注明此规格，以避免自曝其短。动态范围可说是由最低到最高的变化、由最小到最大的变化，也由最弱到最强、由最暗到最亮的变化。音响器材动态愈大，就愈能表现由最弱音到最强音的变化。CD唱盘的动态甚少低于90dB，但扬声器却甚少高25dB。 这种直接比较合理吗？当然不正确，因CD唱盘的动态范围是电压倍数的变化，而喇叭的动态范围是功率的计算。我们常说前级的十倍放大具有20dB的增益，但10W功率却换算成10dBW，而不是20dBW，请看底下的说明。 都是dB值，功率的计算是：数值log10，电压、电流计算是：倍数log20，因此100倍的电压放大就是40dB。若某前级具14dB增益，它的放大倍数是多少？利用工程型电算机按几个键：14(dB)20invlog5(倍)。若是某效率86dB喇叭的最高输出音压是105dB，换算成最高承受功率就是:(105-86)10invlog=79.5W。而105-86=19(dB)，就大约是它的动态。 分清楚电压增益的dB与喇叭功率的dB，你就会明白为何Hi-End厂都反对将后级扩大机的输出功率标示成dBW。因50W是16.9dBW，而500W虽是超大power，但也仅是26.9dBW。看起来似乎50W与500W之输出功率差不多，故厂商可能以消费者不容易懂做理由，一直反对标示dBW。 若喇叭的最高音压效率即是它的动态范围，那一般家用喇叭的动态有多少？不论是Avalon Asent、Thiel CS5i、B&W 801，都绝不超过25dB！往专业领域找，Rey Audio的RM-8V效率是100dB，最高音压是130dB，有30dB动态，30dB正好是1000W，亦即RM-8V可承受1000W。Rey Audio还有音压更高的RM-1800，其型号有两个意义，一是采用两只18吋低音单体，一是喇叭高度为1800mm。有一年恰客与飞鸟在大阪开演唱会，就用了4对RM-1800。再思考一个问题：若两对喇叭的阻抗与效率皆相同，用同一台扩大机驱动，是否会得到相同的音压？数字通常是不会骗人的。 不会一样，经多年实际操作经验显示，差异性极大。在无响室内所测出的效率，不一定能含盖低、中、高频，因此同样都是95dB/8的两对喇叭，其最低驱动功率（扩大机输出功率），可能一是20W，一是50W。 但高效率喇叭也确实有其优点，以102dB来说，那是指1W输入；若是0.5W输入，它也有99dB！就算是0.25W输入，也高达97dB。以一般家听音乐，很难有机会发出97dB的音压，故7W输出绝对够用啦。 通常高效率喇叭的体型都比较大，其共同特点则是低频不足，或是说：它们无法发出真正的低音。想测试它很简单，用电影配乐CD一试便知。主要原因是单体的Fs不够低，当年它们须要的是高效率、干净有punch的中低频，又没有电子合成器，故极低频可以牺牲。若是早期的大型高效率喇叭，低频不凝聚不说，喇叭贴着背墙、侧墙摆，左右相距又仅一米，应该有的音场及深度，都会被遮蔽掉；基本上常是糊成一团，毫无透明感。 聆听环境的背景噪音要低 理想扬声器是高效率、高音压，因为这样才可以将音乐最低音到最高音的变化完全表现出来。不过要谈动态范围，那可千万不能遗漏环境噪音这个重要因素。 听音环境愈安静愈佳，但除非是专业录音室，一般经过略为装修的音响室，其背景噪音也都在35dB以上这是指夜深人静时的量测，大白天的情形更糟。而背景噪音之高低也与动态范围有直接关联，噪音愈大，就愈需要喇叭发出高音压以呈现乐曲的最弱音符。故聆听环境的背景噪音及器材的残留噪音绝对是愈低愈佳，就算是欣赏5.1声道的AV，要求也是一样。 由于背景噪音高，因此声音要更大，才能听到音乐的全部细节。但就算器材表现没问题，高音压也会带来困扰，一是邻居会向你抗议，二是对耳朵有可能造成伤害。在热门迪士可舞厅，为了营造气氛，也为了压抑消费者说话的声浪，它们的PA音响常开足马力，音压都超过120dB，长时间处于那种环境下，极有可能会对人耳造成伤害。 居家不同舞厅，而家用音响因管机又回头流行，不仅名管WE-300B重新生产，JBL、Altec老喇叭也逐渐重回市场。不过这些号角喇叭虽效率颇高，但体型也都甚为硕大，一般家庭并不适合摆放。此外还有一个疑虑：这些喇叭的音质与其效率成正比吗？好象不是吧。 小功率匹配高效率 为了避免浪费能源，及得到正确的搭配，我个人有两点伟大的建议，但需要全球音响界认同：一、效率低于90dB的喇叭，不准制造、销售、进/出口，而且阻抗应尽量恒定于8；二、高过90W输出8/ch的后级/综合扩大机，不论晶体管、真空管，也是不准制造、销售、进出口（当然，专业器材不受以上的限制）。 果真如此，则Dynaudio、VIFA、ETON等著名喇叭厂，就会开发出不是号角型，而且体型又不很大的高效率喇叭。又因扩大机输出功率降低，电源变压器、滤波电容都可减小，故材料成本、重量、体型及售价都可降低，这绝对是消费者、爱乐者之福。扬声器系统与功放的配置扬声器系统要高质量的重放出各种音乐节目，那么根据音乐信号的属性，其峰值因子约为10-15dB从保证音质这个角度来说功放应在此动态范围内不发生任何限幅情况，即功放的最大输出功率应是扬声器额定功率的58倍，这样的功率配置音质虽然很好，但它的投资会很大，因此一般都会把这个功率配比定在12倍扬声器单元的额定功率。12倍这个范围也许太空泛了，我们可以给大家一个较具体的经验。1在一些要求低而投资有限工程功放的功率起码相当于音箱的额定功率，但要非常注意保持声音不失真，过小的功率配置看起来不会损坏扬声器单元，其实不然，过小的功率极易发生过载削波，产生大量谐波，烧毁高音单元。 2一般工程建议功放的功率是1.5倍，而低音部份最好超过1.5倍，这样才能获得足够的力量感。 3要求极高的声地，例如录音室监听，音乐厅等，最理想是音箱功率的两倍匹，（这与国际电工委员会IEC制定的配接标准推荐值中的一种方案一致） 设计功放功率是没有硬性标准的，完全视乎投资预算和对音质的要求而定。扬声器面面观当你选择一对扬声器时在决定购买那一款之前必须小心比较各款和仔细观察，不可马虎了事，否则买回家里的扬声器重播钢琴、合唱和独唱都觉得难听那就后悔莫及，比较保险的做法是当你准备进入试音室时先要拿定主意聆听那一类音乐和你认为需要听的录音，或者带去你自己选择的唱片更好。扬声器用扩音机驱动才会重播出讯号，其实所有扬声器都会在讯号中加上自己的特性，所以用作比较的音源应该尽可能质素高，这点十分重要，前面我们已谈过试音器材和环境，但唱片本身也有些问题需要注意，采用自己喜欢的唱片固然因熟悉内容而在比较上有帮助，但如果你太喜欢这个音乐可能对扬声器的评判太客气。有一个古老的方法不妨采用，你可以从HI FI店的试音唱片中挑一张自己不喜欢的音乐，听听各款扬声器重播这张唱片的效果如何，如果你发现有些扬声器的声音比你心目中那款更纯美，即表示你选择的扬声器可以影响你选择的音乐。有些形式的音乐和录音更适合表现扬声器特殊区域频应的声音，许多人喜欢用聆听直接输入电低音结他他弹奏的摇滚音乐录音方法来决定扬声器的低音性能，其实聆听一段录音良好的钢琴音乐更能告诉你有关扬声器的低音性能,因为低音电结他很少真正的低频输出,钢琴的低音可以伸展至A调27.5HZ,因而能具有乐器的低音实体感,低音大提琴的E调低频约伸展至42HZ。判断扬声器首重选录音如果你想判断一对扬声器的身历声音像，那就要记着采用可以真正能重播出身历声效果的录音，有两种方法制造身历声音像，第一是让演奏者在自然的音响环境中用两个或三个咪高峰排列录音，这样可录到声音与室内音响的关系而保存了空间感和透视感，另一种方法是让演奏者在无残响录音室中，每一件乐器前面用一个咪高峰拾取直接音然后用混音器将各件乐器的声音混合，利用混音器和控音器可将各种声音控制到左边、右边或在中间的某一个位置，这种技术即俗称的Pan Potting，在多声轨录音时常采用，这种方法制成的录音效果没有室内的回音和空间感，但可用回音器加上回音，今日许多古典音乐和摇滚或流行音乐都用这种技巧泡制，通常那些较小的公司唱片会特别强调身历声效果。如果你想听扬声器的音染可以接收电台广播的谈话声，但要注意有些商业广播电台的唱片介绍员(DJ）经常故意作出怪声，最好是聆听新闻广播，假如试音室中不能提供调谐器的滑，采用钢琴、横笛、结他和人声等独奏或独唱的录音也有帮助。动态范围和大音量重播的潜能较难正确判断，大多数人都期望摇滚唱片有最响的声音，其实摇滚音乐只有平均的大音量但响度变化却不大，相反交响乐的音乐可能平均音量较低，但如为正确的录音就会将最柔和与最强劲的声音均录入，动态范围超过摇滚音乐，如果你想试验一下听一段时间后会否导致疲倦，那么用高能量和大音量的摇滚音乐是理想的测验素材，如果你想判断扬声器的清晰动人音质和最大的爆棚气势，用贝多芬或柴可夫斯基的交响乐是最好不过，在决定动态范围时你应该聆听最强音发展的动力与自然的表现。搜集几张这样的唱片用来试验扬声器各方面性能对你的选择非常有帮助，记着在试音室聆听比较扬声器时要包括低音的伸展，身历声音像的深度、透视和分隔度、动态范围和大音量重播的测验。 “音染”是什么?音染是一个难解释的HI FI字，永远没有两个人对音染的看法完全相同，英国广播公司（BBC）给关于扬声器的音染下了一个最广阔的定义，认为一个扬声器如果增加了不需要的声音或减少了需要的声音都属于音染，其他人可能给它一个更明确的定义，就是在平直的频应中有任何改变即为音染。从以上的解释我们可以见到BBC式定义已将音染划成两种，一种在扬声器的中性声音中增加“染色”，另一种则从中抽出了一些声音，换言之有“增加”和“减少”音染之分，对于扬声器设计者来说这个区别可能很重要，但对一般聆听者来说可能只会对听声音的概念上有些帮助，究竟什么是增加音染和从声音中减少？在后面音染名词一节将会有更清楚的解释。音染是在扬声器中出现不需要和不能移植谐振，例如高音单元的金属保会网即可能在一个窄频带中产生谐振，这种谐振可以很容易听出是一种多余的声音，或者说是在基本中性声音中增加的成分。与HI FI外行人谈音染是愈谈愈糊涂，例如有铜声，开扬和温暖等形容字都会令人难以会意，但是与评论家、厂家、分销商和HI FI迷谈这些则可以建立一个共同的概念来讨论扬声器的性能表现，在下段我们列出了与音染有关最常用的形容词，许多字应该自己去寻求答案，但如果你急切想知道什么是开扬的中音，那就需要继续下去。国外扬声器及音箱的技术和改革壳埃獯邮卵锷骷耙粝渖淖党矣?80多家（根据AUDIO资料），生产的产品有上千种。扬声器及扬声器系统作为音响重放的终端，它的质量好坏，将直接影响整个音响系统音质效果的发挥。国外从事扬声器生产的各大公司都投入很大的力量，不断开发研制扬声器新产品，以满足不同的使用环境和不同音响设备的更高的要求。近年来，随着数字音频技术的发展，对扬声器的要求也更加苛刻。为了适应技术发展的要求，满足消费者的需要，世界各国著名扬声器公司都致力于提高现有扬声器的性能，并研究开发扬声器专用新材料、新工艺和运用新的设计方法。现将世界知我大公司的扬声器及其系统技术现状、特点及独特的新技术介绍如下：国外扬声器及音箱的技术现状1.1专业扬声器主要是指用于电影、舞台、厅堂、体育场馆等场合的扬声器及扬声器箱。近年来，随着新材料、新技术、新结构、新工艺的发展，立体声技术、数字技术的应用、CD及VCD的流行，专业扬声器及其系统也取得了很大的发展，新产品不断涌现。美国JBL，EV，BOSE公司；英国KEF，TONNY公司；日本松下、先锋、三菱、TOA、YAHAMA公司，近年来都相继推出了各式各样专业扬声器及扬声器系统。它们鲜明的特点是，承受功率大，均在200W以上；效率高，一般均在98-100dB；指向性宽。为了实现上述特点，世界著名扬声器厂家八仙过海，各显神通。采取的主要方法有如下几点。第一，采用新型磁性材料，运用新的磁路设计方法。如JBL公司采用的SFG磁路设计，其中包含有磁通平衡、降低驱动源电感量和热传导的新型结构设置。使用的磁性材料其磁能积达3.6MGsOe以上。这就使扬声器承受功率的容量增大，重放低音强劲、有力度。第二，采用新材料，如高音扬声器振膜使用航天钛材，由于钛金属的E？P比侣材料优越，适合制造高素质的高音振膜。使用钛振膜的高音扬声器，高频得到较大的延伸，功率容量也有大幅度提高。低音扬声器采用层压高密度复合纸盆。音圈采用