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喇叭(扬声器)的发展历史

喇叭厂家早在1877年,德国西门子公司的Erenst Verner就根据佛莱明左手定律,获得动圈 喇叭式喇叭的**。1898年,英国Oliver Lodge爵士进一步按照电话传声筒的原理创造了锥盆喇叭,与我们所熟识的现代喇叭非常类似,Lodge爵士称为「怒吼的电话」。不过这个创造却无法使用,因为直到1906年Lee De Forest才创造了三较真空管,而制成可用的扩大机又是好几年以后的事,所以锥盆喇叭要到1930年代才逐步普及起来。

    另一个原因是1921年以电气方法录制的新唱片问世了,它比传统机械式刻制的唱片有更好的动态范畴(较大到30dB),逼得人们不得不设法改良喇叭特性认为配合。1923年,贝尔实验室决定要发展**的音乐再生体系,包含新式的唱机与喇叭,立体声录音与MC唱头、立体声刻片方法等,就在这波行为中被创造出来。研发喇叭的重责大任,落在CoWo Rice与EoWo Kellogg两位工程师身上。他们所应用的设备都是当时人前所未见的,包含一台200瓦的真空管扩大机、许多贝尔实验室自己实现的录音,以历年来贝尔实验室发展出来的各种喇叭-像是Lodge的锥盆喇叭雏形、用振膜瓣控制压缩气流的压缩空气喇叭、电晕放电式喇叭(今日叫电离子驱动器),以及静电喇叭。

    没多久Rice与Kellogg从众多款式中筛选出两种设计 - 锥盆式与静电式,这一个决定使喇叭发展方向从此一分而二:传统式与**式。动圈式喇叭动圈式喇叭是从舌簧喇叭的基本演化而来,在环状磁铁中间有一个圆筒型线圈,线圈前端直接固定纸盆或振膜上,但线圈中通过音频电流,磁场遭到变化,线圈就会前后移动而牵动纸盆发声。动圈式喇叭问世之初因为永恒磁铁强度难以配合,所以多采取电磁式设计,在磁铁中另外缠绕一个线圈来产生磁场,这种设计曾盛行廿年之久。但电磁喇叭有它的问题,比方通过电磁线圈的直流脉冲*产生60Hz与120Hz的交换声干扰;而电磁线圈的电流强度随音频讯号而变化,造成新的不稳定因素。

    1930年代经济大萧条期间,爱迪生留声机公司开张了,其它人也好不到哪去,需要扩大机驱动的喇叭因此推广不顺,老Victorla留声机直到二次世界大战前都还很盛行。二次战后经济腾飞,各种新型音响配件成为**货,锥盆式喇叭再度遭到严重考验。这段时间因为强力合金磁铁开发成功,动圈式喇叭由电磁式全部变成永恒磁铁式,过去的缺点一扫而空(常用的除了**磁铁钴以外,还有Alnico与Ferrite磁铁,除了磁通密度外,**磁铁的各种特性都较优越,近年来高等喇叭则采取钕磁铁)。

    为配合LP的问世,以及Hi-Fi体系的停顿,锥盆喇叭于是在纸盆材料上寻求革新。常见的像是以较厚重材料制造低音单体,轻而硬的振膜当低音;或许把不同大小的喇叭组装成同轴单体;也有在低音前面加号筒变成压缩式号角低音喇叭;甚至有将低音号筒隐蔽在低音纸盆后面的设计。1965年英国的Harbeth创造了真空成型(Bextrene)塑料振膜,是材料上的一大进步,这种柔软但阻尼系数高的产品,在KEF与一些英国喇叭上仍可见到。后来Harbeth还创造了聚丙烯塑料振膜,这种新材料有更高的内部阻尼系数,质量更轻,目前仍被许多喇叭采取。工程师设计喇叭时变成有两个思索方向:低音喇叭寻求音箱构造的突破;低音喇叭则进行单体的改良。所以这个时候出现的一些新设计,几乎都是低音单体。比较成功的设计,就属静电喇叭了。

    静电喇叭前面提到贝尔实验室的Rice与Kellogg实验喇叭,他们制造的静电喇叭大得像扇门板,振膜由猪大肠外包金箔造成(塑料还未为上市)。当真空管的辉煌照射,发亮的金色庞然大物具备催眠作用,加上实验室空气中充溢猪肠腐臭味与臭氧味,两位科学家兴许会想到「科学怪人」与利用死人耳朵制成的贝尔「记音器」。但开始发声后,它荣耀耀眼的声音与逼真的音色,几乎让大家吓呆了,他们清楚一个崭新的时期已经降临了。不过Rice与Kellogg在设计静电喇叭时碰到了无法战胜的问题:需要有宏大的振膜才能再生*的低音,在技术难以突破的状况下,贝尔实验室只得转向锥盆喇叭发展,这一停止使得静电喇叭寂静了三十年,1947年一位年轻的海军*Arthur Janszen受指派发展新的声纳探测设备,而这套设备需要很正确的喇叭。Janszen发现锥盆喇叭并不线性,于是他动手试做了静电喇叭,在塑料薄片上涂上导电漆当振膜,预先证实无论是相位或振幅表示都与众不同,Janszen持续研讨,发现将定较板(Stator)绝缘可避免毁坏作用的电弧效应。1952年,Janszen实现商业化生产的静电低音单体,与AR的低音单体搭配,是当时音响迷朝思暮想的较佳组合。

    1955年,Peter Walker在英国的「无线电世界」一连宣布多篇有关静电喇叭设计的文章,他觉得静电喇叭与生俱来就有宽阔平直的响应,以及较低的失真,失真度比当时的扩大机还低得多。

    1956年,Peter Walker的理想在Quad ESL喇叭上实现了(Quad是以他早年一种扩大机Quality Unit Amplifier-Domestic的缩写来命名),它的正确性被誉为鉴听新标准,不过仍有一些问题待战胜:音量缺乏、阻抗负载令某些扩大机望而生畏、分散性缺乏、承载功率也有限。60年代初期Janszen参加KLH公司为KLH-9的上市而尽力,因为KLH-9的大尺寸化,处理了Quad ESL的问题,始终到当1968年Infinity公司成立前,KLH-9静电喇叭都是较Hi-End的产品。Janszen的造诣不只于此,在他帮助下,Koss、Acoustech、Dennesen等静电喇叭陆续问世,Janszen企业的**设计师Roger West也自立创设了Sound Lab公司。

    当Janszen企业发售时,RTR公司买下生产设备,推出Servostatic静电板,Infinity的**对喇叭就应用RTR的产品。Janszen公司几经转手,却始终没有消逝,今日喇叭王之一 - Dave Wilson的WAMM巨型体系,里面就用了部分Janszen所设计的静电板,静电喇叭的设计吸引许多厂商投入,比较**的包含Acoustat、Audio Static、Beverage、Dayton Wright、Sound Lab、Stax与Martin Logan等。Acoustat X本身附有真空管扩大机,可以输出高压讯号而不必应用升压器;Beverage 2SW除了附有高电压扩大机、控制器,还有一对**低音。因为Beverage 2SW两公尺高的振膜装在一个椭圆音箱中,利用声波导板让声音由前方开口均匀传出,可以造成非常立体的音像,它的倡议摆位是放在两侧墙边,而后面对面播放。

    Dayton Wright的设计也很特别,振膜装在以六氟化硫惰性气体密封的塑料袋内,用以增长喇叭的效率与输出音压,较贵的静电喇叭,要属Mark Levinson的HQD,每一声道应用两具Quad静电喇叭,加上一个改良的带状低音与一个24寸的低音增长频率两端延长,配上三台Mark Levinson ML-2后级与电子分音器,要价15,000美金,当时真的是天价。Martin Logan为处理大片振膜产生低音的问题,近年来混和锥盆低音的一系列设计获得很大成功,再加上延迟线、声学透镜、波浪状振膜等新技术的引进,让静电喇叭越来越可亲,信赖它还会持续的存在。


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