如题所述
喇叭分为几种不同的乐器,一种管乐器,上细下粗,多用铜制成。另一种是现代的电声元件,作用是将电信号转换为声音,也叫扬声器。 还可用来形容替人鼓吹、宣传的人。
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基本信息
中文名称
喇叭
外文名称
Horn
发明时间
1877年
发声原理
电能转换成声音
种类
带状、号角、气垫式喇叭等
目录
1乐器介绍
2发展历史
3发声原理
4电声元件分类
5发声方式
6故障原因
7摆位基本法
折叠编辑本段乐器介绍
喇叭分为几种不同的乐器,一种是管乐器,上细下粗,多用铜制成,俗称号筒。喇叭也是唢呐的俗称
管乐器
管乐器,上细下粗,最下端的口部向四周张开,可以放大声音。
有许多分类方法,一般按照发音的方式方法,分为吹孔气鸣乐器,单簧气鸣乐器,双簧气鸣乐器和唇簧气鸣乐器,且音色缺乏金属感,所以统称为木管乐器,尽管许多乐器都已使用金属,橡胶乃至合成材料为原材料了。在管弦乐队和军乐队中,这一组乐器被称为木管组,相对应的,唇簧气鸣乐器被称为铜管组( 实际上这类乐器也确实是铜制的)。
我们常说的喇叭一般是电声元件中的喇叭,本词条主要介绍电声元件中的喇叭。管乐器喇叭请查俗称,唢呐,号筒,号子。
折叠编辑本段发展历史
早在1877年,德国西门子公司的Erenst Verner就根据佛莱明左手定律,获得动圈式喇叭的专利。1898年,英国Oliver Lodge爵士进一步依照电话传声筒的原理发明了锥盆喇叭,与我们所熟悉的现代喇叭十分类似,Lodge爵士称为「咆哮的电话」。不过这个发明却无法运用,因为直到1906年Lee De Forest才发明了三极真空管,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年代才逐渐普及起来。另一个原因是1921年以电气方式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围(最大到30dB),使得人们不得不设法改良喇叭特性以为配合。1923年,贝尔实验室决定要发展完善的音乐再生系统,包括新式的唱机与喇叭,立体声录音与MC唱头、立体声刻片方式等,就在这波行动中被发明出来。研发喇叭的重责大任,落在CW Rice与EW Kellogg两位工程师身上。他们所使用的设备都是当时人前所未见的,包括一台200瓦的真空管扩大机、许多贝尔实验室自己完成的录音,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(今天叫电离子驱动器),以及静电喇叭。
没多久Rice与Kellogg从众多样式中挑选出两种设计--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:传统式与创新式。动圈式喇叭是从舌簧喇叭的基础演变而来,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,磁场受到变化,线圈就会前后移动而牵动纸盆发声。动圈式喇叭问世之初由于永久磁铁强度难以配合,所以多采用电磁式设计,在磁铁中另外缠绕一个线圈来产生磁场,这种设计曾流行廿年之久。但电磁喇叭有它的问题,比如通过电磁线圈的直流脉冲容易产生60Hz与120Hz的交流声干扰;而电磁线圈的电流强度随音频讯号而变动,造成新的不稳定因素。
1930年代经济大萧条期间,爱迪生留声机公司倒闭了,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流行。二次战后经济起飞,各种新型音响配件成为抢手货,锥盆式喇叭再度受到严重考验。这段时间由于强力合金磁铁开发成功,动圈式喇叭由电磁式全部变成永久磁铁式,过去的缺点一扫而空(常用的除了天然磁铁钴以外,还有Alnico与Ferrite磁铁,除了磁通密度外,天然磁铁的各种特性都较优越,高级喇叭则采用钕磁铁)。为配合LP的问世,以及Hi-Fi系统的进展,锥盆喇叭于是在纸盆材料上寻求改革。常见的像是以较厚重材料制造低音单体,轻而硬的振膜当高音;或者把不同大小的喇叭组装成同轴单体;也有在高音前面加号筒变成压缩式号角高音喇叭;甚至有将高音号筒隐藏在低音纸盆后面的设计。1965年英国的Harbeth发明了真空成型(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还发明了聚丙烯塑料振膜,这种新材料有更高的内部阻尼系数,质量更轻,仍被许多喇叭采用。工程师设计喇叭时变成有两个思考方向:低音喇叭寻求音箱的突破;高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,几乎都是高音单体。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构成(塑料还未为上市)。当真空管的光辉照耀,发亮的金色庞然大物具有催眠作用,加上实验室空气中充满猪肠腐臭味与臭氧味,两位科学家也许会想到「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,它光彩夺目的声音与逼真的音色,简直让大家吓呆了,他们明白一个崭新的时代已经来临了。不过Rice与Kellogg在设计静电喇叭时遇到了无法克服的问题:需要有庞大的振膜才能再生完整的低音,在技术难以突破的情况下,贝尔实验室只得转向锥盆喇叭发展,这一停滞使得静电喇叭沉寂了三十年。1947年一位年轻的海军军官Arthur Janszen受指派发展新的声纳探测设备,而这套设备需要很准确的喇叭。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,事后证明无论是相位或振幅表现都不同凡响。Janszen继续研究,发现将定极板(Stator)绝缘可防止破坏作用的电弧效应。1952年,Janszen完成商业化生产的静电高音单体,与AR的低音单体搭配,是当时音响迷梦寐以求的最佳组合。1955年,Peter Walker在英国的「无线电世界」一连发表多篇有关静电喇叭设计的文章,他认为静电喇叭与生俱来就有宽广平直的响应,以及极低的失真,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),它的准确性被誉为鉴听新标准,不过仍有一些问题待克服:音量不足、阻抗负载令某些扩大机望而生畏、扩散性不足、承载功率也有限。60年代初期Janszen加入KLH公司为KLH-9的上市而努力,由于KLH-9的大尺寸化,解决了Quad ESL的问题,一直到当1968年Infinity公司成立前,KLH-9静电喇叭都是最Hi-End的产品。Janszen的成就不仅于此,在他协助下,Koss、Acoustech、Dennesen等静电喇叭陆续问世,Janszen企业的首席设计师Roger West也自立创设了Sound Lab公司。
当Janszen企业出售时,RTR公司买下生产设备,推出Servostatic静电板,Infinity的第一对喇叭就使用RTR的产品。Janszen公司几经转手,却始终没有消失,今天喇叭王之一- Dave Wilson的WAMM巨型系统,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,比较有名的包括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使用升压器;Beverage 2SW除了附有高电压扩大机、控制器,还有一对超低音。由于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,可以形成非常立体的音像,它的建议摆位是放在两侧墙边,然后面对面播放。Dayton Wright的设计也很特殊,振膜装在以六氟化硫惰性气体密封的塑料袋内,用以增加喇叭的效率与输出音压。最贵的静电喇叭,要属Mark Levinson的HQD。每一声道使用两具Quad静电喇叭,加上一个改良的带状高音与一个24吋的低音增加频率两端延伸,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为解决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,相信它还会继续的存在。
折叠编辑本段发声原理
喇叭其实是一种电能转换成声音的一种转换设备,当不同的电子能量传至线圈时,线圈产生一种能量与磁铁的磁场互动,这种互动造成纸盘振动,因为电子能量随时变化,喇叭的线圈会往前或往后运动,因此喇叭的纸盘就会跟着运动,这此动作使空气的疏密程度产生变化而产生声音。
折叠编辑本段电声元件分类
带状喇叭
1940年末,一位年轻的加拿大发明家Gilbert Hobrough使用扩大机时,一时大意在音乐播出中拆下喇叭线,并让发热的导线靠近电线的接地端。这是很危险的动作,但Hobrough惊讶的发现电线开始拌动,并发出音乐声,这个「具有增益的金属线」不久后才明白是静电效果。Hobrough进一步研究,才知道1910年左右已经有人提出这个问题,1925年在磁场内使用导电金属片的喇叭已经于德国取得专利,当时人说这是带状喇叭。1920年与1930年代分别有两种带状喇叭上市,不过昙花一现很快就沉寂了。带状喇叭的原理是在两块磁铁中装设一条可以震动的金属带膜,当金属带通过电流,就会产生磁场变化而震动发声。在Hobrough重新发现带状喇叭时,Quad创办人Peter Walker也在英国推销一种号角负载的带状高音,这个高音并不成功,反而是1960年左右英国Decca推出很成功的带状高音。另一种类似的带状喇叭Kelly Ribbon由Irving Fried引进美国,他将Kelly高音配上传输线式低音而产生不错的效果。1970年代,Dick Sequerra为金字塔(Pyramid)发展的带状喇叭,首次扬弃号角的设计。Hobrough发现带状喇叭后的三十年中,他以经营空中绘图和靠着自动机械的专利贴补,持续进行研究,终于在1978年发展成功频率响应低至400Hz仍然平直的带状单体(当时产品只能到600Hz),并且不会融化、破碎或变形,失真则只有1%。Hobrough与他的儿子Theodore Hobrough还获得一项专利:与带状高音搭配的多丙烯低音所使用的无谐振特殊音箱。不过他们以Jumetite Lab为品牌所制造的喇叭,一心想以较低价格提供给大家使用,在市场上却没有红起来。后来包括加州柏克莱的VMPS Audio、爱荷华市Gold Ribbon Concepts、麻州的Apogee Corporation,都发展出比Jumetite Lab频宽更大的带状喇叭系统。
Gold Ribbon制造了频宽最大的带状驱动器(200Hz-30KHz),它们不是用铝,而是以厚度仅1微米(百万分之一公尺)的金制成振膜。不过最成功的,却是Apogee公司。身兼艺术经纪人与音响玩家的Jason Bloom,加上他的岳父Leo Spiegel - 一个退休的航空工程师,共同组成Apogee。它们用古典带状驱动器负责中高音,100Hz以下使用另一种准带状驱动器,近年来也加入锥盆低音作混和设计,评价都相当的高。另外有一个带状喇叭家族的远亲 - BES(Bertagni Electroacoustic System)脉动振膜喇叭。BES跟典型的静电喇叭或Magneplanar平面喇叭一样,都有一个开放的架子与一块平面振膜,声音向前后辐射。不过BES不是很薄的金属板,而是厚度不一的泡沫塑料,外表有点像立体地图。BES的设计使振膜表面有多种谐振模式,振膜的不同部分在不同的频率部分振动,振动的方式不是机械活塞式,倒像随着宽广音频而均匀振动的音叉。BES的设计引起很大争议,最后当然就不了了之了。平面喇叭在带状喇叭演化的过程中,衍变出一种平面动态喇叭,也称为假带状喇叭,它的问世要归功于美国3M的工程师Jim Winey。Jim Winey原本是业余音响爱好者,他很喜欢静电喇叭,但又觉得KLH-9太过昂贵,应该有办法降低成本才对。有天他获得灵感,他发现用于冰箱门边的软性陶片磁铁,质量轻、成本低、切割制造容易,很适于做磁性结构。这种磁铁可均匀的驱动扁平、宽大的整个振膜表面,可用在双极辐射型态的塑料振膜喇叭。Jim Winey设计的喇叭振膜上有许多细小的金属导线,金属线接收来自扩大机的讯号,并配合永久磁铁的磁场产生吸、推作用。1971年,Winey正式推出新型态的喇叭,起初命名「静磁」(Magnestatic),后来改名为「平面磁」(Magneplanar)。Magneplanar上市后得到很大的回响,包括Strathearn、Wharfedale、JVC、Cerwin-Vega、Thorens等公司纷纷发展不同型态的平面动态喇叭,其中最有名的是Infinity。Infinity推出的Quantum Reference Standard附有双扩大机与电子分音器,它不是用一整块振膜,而是由许多小振膜组成。QRS高两米,宽一米,一共有20个高音单体,其中13个向前,其余向后,垂直成一直线排列。中音则有三个单体,也是垂直排列。加上一只15吋低音,使得QRS可以发出极为震撼的音量,频率也超出可闻范围。后来的EMIT高音(Electro Magnetic Induction)与EMIM中音,也是一种平面振膜,与后来Genesis所用的高音已经不太一样,Genesis的高音可以视为带状单体与平面单体的混合设计,而中音部分Genesis的大喇叭都采用带状单体,与Infinity分道扬镳。不过我们可以看到Infinity从IRS所建立的巨型喇叭架构,这么多年来仍是Hi-End扬声器的最高典范。平面喇叭也有其限制,它的磁结构使得只有磁场的边缘通量能与振膜上分布的「音圈」相互作用,因此效率都不高,到目前这个现象能然存在。再一方面,平面喇叭所用的振膜比静电喇叭或带状喇叭都来得重,因此会限制它的频宽,过去只有Audire一家公司使用全音域的平面驱动器,连Magneplanar自己的喇叭后来都改采带状单体的中高音,加上平面振膜低音组合而成。Burwen与日本山叶曾利用平面振膜制成耳机,Pioneer则放弃磁性平板,改用高分子聚合物来制造耳机,但这些产品似乎都没有获得肯定。海耳喇叭非传统式喇叭中最成功的要属海尔式设计,就在Winey完成第一个平面动态喇叭后不久,德国物理学家海尔(Oskar Heil)研究出一种很高雅的带状喇叭变形物,他称为气动式变压器(Air Motion Transformer)。
海尔的发明与平面动态喇叭很像,使用一层很薄的塑料振膜,上面覆以导电的铝制「音圈」。不过海尔式喇叭的振膜不是拉紧的,而是打褶的、松松的挂在架子上,因此导线音圈位于一堆垂直磁铁的间隙内,当磁力交替挤压弯曲皱褶的振膜,再将它们推开,空气就随着音频而挤压发声。这样的设计有很高的效率,振膜上的强大磁力可降低有效质量电抗或音频阻抗,这也是「气动式变压器」名称的由来。事实上这种喇叭就是声音变压器,跟号角一样,较低的有效质量使它的高频可以往上延伸,普通的海尔驱动器有300Hz-25kHz的频宽,完全不需要等化。虽然海尔博士对自己的设计信心满满,认为自己的喇叭才是合理,别人的喇叭都是奇特,但因为制造品质掌控不佳,低音单体的配合又过于简陋,所以海尔喇叭逐渐淡出市场。会冒火的离子喇叭当贝尔实验室的Rice与Kellogg面对许多未知时,称为响弧(Singing Arc)或环形放电喇叭的怪物,大概是最令人敬畏的。早于1920年代,无线电技术员就发现,用来调变发射机的高压电讯号有时会形成蓝色的球状发亮气体,广播的声音会从发亮的球体传出来,声音不大但很清楚,有人形容:简直很火舌一样。Rice与Kellogg并没有认真去研究这个现象,因为这种发音装置频宽不足,还会发出大量臭氧。1940年代,法国核物理学家Siegfried Klein再度发现此现象,并尝试开发新的喇叭,1950年他替新产品命名为「离子喇叭」。这种设计没有机械谐振,没有质量,有无限的顺服性,似乎是喇叭的一大突破。英国的Decca、法国Audax、德国Telefunken、英国Fane与日本Realon都纷纷投入离子喇叭的研究,但首先商业化上市的却是美国Dukane(Electro Voice),它们在1962年推出名为Ionovac的新产品,后来改由AmericanAudioC om.生产,持续了很长一段时间。至于Siegfried Klein本身并未参与生产,他继续研究,神奇的离子喇叭犹如烛光一样,可以朝它用力吹气而丝毫不损音乐播放。离子喇叭的另一优点是效率很高,105dB的音压只需10瓦的扩大机即可达成,频率响应也可降至1000Hz左右。Siegfried Klein的设计由德国Magant生产,但美国禁止出售,因为臭氧量超过标准,而且另一个Hill Plasmatronic的品牌也威胁Magant独占地位。雷射物理学家Alan Hill所设计的Plasmatronic喇叭原理与Siegfried Klein的离子喇叭相同,使用一只装有特殊气体的石英管产生放电现象,使空气电离而发出声音,最简单的说,它们的发声过程好象是闪电过后的雷鸣现象。这种喇叭高频特性极佳,但石英管寿命有限(每隔几个月就要补充氦气),成本又高,使用上并不方便。Hill的离子喇叭频率从700Hz-20kHz,在10呎外仍有90dB的音压,低音则交给传统锥盆喇叭处理。这对喇叭有完美的相位与振幅线性,失真小于1%,可惜售价高达一万美元(附赠A类扩大机一部推动高音,并且有电子分频器),想当然的没有几个人购买。不过Hill与Magant的离子喇叭,仍在市场上存在许久。真正的锥型喇叭1985年由Ohm所推出的Walsh,其创意足以和BES相提并论,也是第一对真正的锥型喇叭,不但用锥型单体,喇叭本身就是个锥型。Walsh只用一个单体处理20Hz-20kHz的广阔频率,锥型驱动器放在音箱顶端,音圈和磁铁在上面,振膜朝向音箱内部。Walsh以管制的分解方式工作,频率上升时,对音圈起反应的纸盆范围缩小;频率较低时纸盆活动范围增加。
未达到此一目标,纸盆由数种不同材料的同心环组成,同心环的作用等于低音滤波器。环越大,处理的频率越低,最低的频率使整个纸盆运动;高频则只用很轻的振膜维持,以阻尼的方式维持频率响应平直。这种设计不论相位或振幅都有很好的线性,最主要是它能180度发声。另一个锥型喇叭的典范,是德国mbl的101喇叭。1975年左右,一家计算机仪控公司老板Meletzky发现,球面单体最能符合他的理想,球型单体的振膜大于传统喇叭单体,更能仿真出自然乐器在空间中的表现。于是他结合柏林大学的两位教授以铝片作成百褶裙状的圆形单体,这个称为100的产品并没有正式上市。1987年mbl以碳纤维当材料,制造了可以360度发声的中高音单体,再加上许多铝片黏合成的葫芦状低音,推出令人惊讶的101喇叭。还有一种Orthophase喇叭,在整片塑料膜上黏附很轻的铝带,然后放在强磁场中,铝带通电而产生震动发声。
号角喇叭
1、管乐器,上细下粗,最下端的口部向四周张开,可以扩大声音。
2、有扩音作用的、喇叭筒状的东西。如:汽车喇叭。无线电喇叭。
扬声器
军听了军愁,民听了民怕。哪里去辨甚么真共假?
眼见的吹翻了这家,吹伤了那家,
只吹的水尽鹅飞罢。哈哈哈