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技術漫談

海爾式高音揚聲器雜談1(本站)
來源:本站    發布日期:2010/4/24    已有 11759 人瀏覽


    
1973年美國的海爾博士(Oscar Heil)發明了一種特殊的揚聲器聲波輻射方式---AMT(Air Motion Transformer)氣動式換能器,即海爾式揚聲器。其工作原理是在兩個磁極中間有一片特制的絕緣薄膜,薄膜表面覆有一層按一定走向排列的金屬線圈,并像手風琴那樣折疊起來的振膜組件,折疊振膜每一個相鄰的面在磁場中做相對運動,從摺縫擠出或吸入空氣,以噴射的方式輻射聲波。如圖12
                                   


 圖1   (動態的高音示意圖,請點擊)     圖2


    海爾揚聲器制作工藝復雜,價格高昂,難以普及,只在國外少數著名的大品牌公司的高端產品中看到,如德國ELAC(意力)的Jet氣動式高音,ADAM(亞當)的ART氣動式高音,Burmester(柏林之聲),丹麥GRYPHONG(貴豐),美國Mark Daniel(馬克丹尼)                         


3-美國ESS公司的AMT
 

   
                        圖4-德國Mondorf(蒙多福)的AMT價格也不菲。圖5-德國ELAC(意力)

 

 

6-德國ADAM(亞當)

7-德國Burmester (柏林之聲)

 

 

8-THEGRYPHON(貴豐)

9-Mark Daniel(馬可丹尼)


    國際著名大品牌公司的高端音箱產品,無一例外的將各自的海爾高音單元作為音箱的畫龍點睛之作而津津樂道。海爾揚聲器是世界最頂尖的高音單元之一,這一點不容質疑。這些產品對于廣大的普通消費者來說,只能是可望而不可及。

下面進一步介紹海爾揚聲器的特點:

●球頂揚聲器推動空氣的面積為球頂的投影面積,常見的1英寸球頂揚聲器推動空氣的面積約為506平方毫米,而海爾揚聲器振膜展開后的面積約為4500-6900平方毫米即8-13倍,當然各家有所不同,因此推動相同體積的空氣,海爾揚聲器振膜需要的振幅要小得多。展開后的海爾膜片與球頂膜片的對比,如圖10

       
                                                                        圖10

●空氣是由折疊的縫隙中噴射而出,就像用兩個手指擠壓一個乒乓球比用一個手掌推能跑的更遠更快的道理一樣,能量比振膜直接在空氣中震動要來的更快更強。據Heil博士的測量,速度大約是球頂揚聲器的5倍。

● 折疊后的海爾揚聲器振膜并不大,可以看作為點聲源,傳統的音箱設計都可以使用海爾揚聲器。

● 傳統的球頂揚聲器與海爾揚聲器的阻抗特性曲線如圖
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    球頂揚聲器是一個感性負載,隨著頻率的升高而升高,并且有一個明顯的諧振峰,大家都知道諧振峰處的失真度最大,所以在使用時必須遠離這個諧振峰,并且多數球頂揚聲器在線圈周圍注入磁液來阻尼它,但不可避免地帶來了瞬態特性的變差。海爾揚聲器的阻抗曲線很平直,沒有明顯的諧振峰出現,功放更易推動。
● 傳統的振膜直接輻射聲波方式,其線圈是在一個磁場并不十分均勻的磁隙中上下運動,靠近磁路邊沿的磁力線減弱而產生非線性失真,而海爾揚聲器的振膜是在一個非常恒定的磁場工作,線圈的運動方向與磁力線垂直,所以由磁場不均勻引起的非線性失真非常小。如圖:

  ● 在大訊號的情況下海爾揚聲器的優勢更加明顯


13-A

13-B

  普通球頂揚聲器(圖13-A)與海爾揚聲器(圖13-B)的一組功率壓縮對比曲線。以約3.2Khz為參考點,普通1寸球頂高音從94dB加至97dB已出現約0。2dB,繼續加至109dB產生了約4。8dB壓縮。海爾揚聲器從94dB加至102dB才出現約0.2dB壓縮,繼續加至109dB產生了約1.9dBd壓縮,加至115dB產生了約4dB。海爾揚聲器的無壓縮功率比普通球頂揚聲器大約5dB.








    是25芯普通球頂揚聲器,丹拿D-28球頂揚聲器(世界公認的一只非常優秀的高音單元),海爾6032揚聲器的失真曲線對比。

    總諧波失真THD 90dB時:2K-3k,丹拿優于海爾優于25芯。3.5K-10K海爾優于丹拿優于25芯,加大至94-100db時:這種優勢明顯加大 





    2次諧波失真 90dB/94dB/100dB時:丹拿與海爾相當,均優于25芯。(2次諧波失真為諧和音程,對聽感影響小,甚至起正面的效果)





    3次諧波失真 90dB時:3。5K -7K 海爾優于丹拿優于25芯,94dB/100dB時,這種優勢大幅度加大。(3次諧波失真為不諧和音程,對聽感影響最大)

    隨著音源錄制技術的不斷提高,音源的動態范圍也大幅提高,卡帶的動態范圍為54dBCD95dB,現代的硬盤播放器等已達到120dB。由于普通高音單元的動態范圍有限已成為技術瓶頸,接專業的監聽音箱都設有壓縮線幅電路海爾揚聲器比一般球頂揚聲器的動態范圍大5-8dB,在功率足夠的前提下,可以將壓線閥值提高,以獲得監聽音箱更大的動態范圍。

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