扬声器的效率阻抗与动态

1、LS3 5A扬声器的效率、阻抗与动态梁中锷2003-06-16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。二十年前，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时，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给开骂、炮轰了下来！更早之前，那时只有LP没有C

2、D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搞的鬼一当时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并未将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

3、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20年，CD系统已渐趋成熟，但低效率喇叭依然存在于市场，而且低效率=高音质的观念好像并未动摇；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 WE300BF用，而且还只要单端不要推挽。30

4、0B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勺管机后级推ATC喇叭一 那是有声音，却无法呈现 ATCM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。所以当管机推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7WF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

5、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，但与阻抗有关联。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 8Q喇叭的1W是输入2.83V电压，而4Q喇 叭的1W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 Q负载|4 Q负载1W-2.83V-2V 2W-4V-2.83V 3W-4.9V-3.47V 4W-5.66V-4V 10W-8.95V-6.33V 4 Q喇叭的需求电压虽然比8Q低，但需求电流却比较高，以 4W 输出为例，8Q喇叭是0.7A

6、，而4Q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某喇叭为例，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一重点就是低抗时的电流。喇叭阻抗丨晶体管机功率丨真空管机功率8 Q -7W-7W 4 Q -14W-7W 2 Q -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？这就是最简单的奥姆定律。3/5a既是低效率又兼高阻抗具恒阻特性

7、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；可是换成 LS-3/5a就不一样了。3/5a阻抗|晶体机功率|管机功率15 Q -3.7W-7W 11 Q -5W-7W 8 Q -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可是管机就一直维持7W俞出。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1115Q ?它采用的KEF T

8、- 27A高音单体及B-110A低音单体都是8Q。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 推到触底一它的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/1W 107dB/2W

9、-84dB/2W 110dB/4W-87dB/4W 113dB/8W-90dB/8W 116dB/16W-93dB/16W 119dB/32W-96dB/32W 122dB/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俞入时，就得到104dB的音压，这是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 100

10、V，故当128W连续输入时，Klipschorn 也会不了。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,记忆中好像也是。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 Q。最令我大吃一 惊的是：这对小喇叭竟然飙涨到 US50一对！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对卖24

11、00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勺大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；KEF高音单体T-27及低音单体B-110皆已停产。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30

12、0B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，是不是咼效率也同时代表咼动态 ？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，又完全听不出音场、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SCM2(为8Q /83dB效率比 DaLine略高，但它的连

13、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，Mclntosh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8Q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4Q及8Q两个绕组输出。应选用咼效率、咼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

14、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 承受功率一是连续不是瞬间，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160VY我们就可轻易计算出它的最高音压是：108dBo利用工程型 电算机按几个键，160 log X 10=22, 86+22=108(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

15、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10dBVy而不是20dBVy请看底下的说明。都是dB值，功率的计算是：数值log x 10，电压、电流计算是：倍数log x20,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

16、) -20- inv log=5(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) - 10- inv log=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©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

17、是Aval on Ase nt、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？一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

18、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 Q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俞出绝对够用啦。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

19、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。Altec A-5剧院之声是大喇叭，效率高过102dB你一定认为搭配7W输出的 300B, 定没问题。我有位朋友，用 A-5已好几年，但最近他忽然发现：用 200W 晶体后级推才能发挥A-5潜能！你一定不相信，以200W后级推效率103dB的喇叭？ 不是很容易推爆？事实上它是推翻一堆音响Pro。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

20、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以上一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

21、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？好像不是吧。由低到高的效率要均匀大多数音响迷都知道扬声器的效率测试：首先要在无响室，拾音麦克风距喇叭轴 心一公尺；再由一台标准扩大机送出 2.83V的sweep讯号。或许你不同意，以前 也有国外知名厂商反对在无响室测试，聆听空间怎么可能是无响室？但这是共同的标准，就像升学考试一般。假设某三音路喇叭，其轴心位置正好是中音单体，实测值为87dB此时将麦克风上移对准高音单体，以及下降对准低音单体 test ;若两次实测都是87dB或非常接 近87dB,那就是效率均匀。但很不幸，难免有误差，甚至于差很多。我经常批评英国B&W 801是烂喇叭，为何？就是效率不均匀，低音单体的效率至少 比中、高音低2dB!不论用什么高档扩大机推 801，你应该很轻易的听出801低频 不