在音响设备中,音丝的设计不仅影响到音质的表现,还可能左右聆听者的整体音响体验。其中,相位塞(Phase Plug)作为一个重要的元素,扮演着导向音波、提升高频响应的角色。这种音响变换器的功能是极其关键的,尤其在专业音响完成的高功率号角扬声器中,理解相位塞的设计与应用变得尤为重要。
相位塞作为扬声器驱动器与观众之间的机械介面,主要的功能是引导音波向外传播,让声波不会在驱动器附近产生消极的相互作用。这可以有效地延展扬声器的高频响应,并确保声波更为均匀地抵达观众耳边。
相位塞的安装能有效地缩短声波的传输距离,减少音频取消与频率响应问题的产生。
历史上,最早的电机驱动器由德国工业家威尔纳·西门子(Werner von Siemens)于1877年发明,然而直到1921年实用的扩音系统才问世。 1925年,通用电气的工程师查斯特·瑞斯(Chester W. Rice)与爱德华·凯洛格(Edward W. Kellogg)制作了第一个将音响圆号与扬声器驱动器搭配的设计,而1926年,贝尔公司工程师艾尔伯特·图拉斯(Albert L. Thuras)和爱德华·温特(Edward C. Wente)更进一步,在驱动器与号角之间插入了首个相位塞。
在音响号角中,相位塞的主要任务是将声波从压缩驱动器的各个区域传递到号角喉部。只有当声音的每一次脉冲都以一致的波前到达喉部时,它的高频效能才能得到延展。这一构造的精细要求让其成为成本高昂的复杂无形结构,通常使用铝或硬塑胶等材料制作,因为这些材料的温湿度抵抗性能对音质而言非常重要。
相位塞的设计中,有两种主要的振膜类型:圆顶型和环形振膜,它们的相位塞形状各自不同,以适应不同的需求。
对于圆顶型振膜,相位塞的设计许多沿袭了1920年代的理念,并藏有多样的变化;而环形振膜的出现则是后期改良的结果,能在更低的频率下更有效控制音波的发散。研究显示,仅有一半的声波能直接透过相位塞槽口传递到聆听者的耳中,其余音波则可能在相位塞与振膜之间产生取消现象。
在专为高频设计的号角扬声器中,低音扬声器同样可以采用相位塞。这样的设计目的同样是为了减少高频音波在驱动器周围的干扰。例如,一个12英吋的驱动器在550赫兹的频率下运作时,其波长大约是驱动器直径的两倍,因此在不同侧面发出的声波会出现相位抵消。然而,相位塞的置入能有效地将这些侧面的波反弹并再向外发散。
在某些设计中,相位塞甚至取代了低音喇叭的中心防尘盖,直接贴合于驱动器中心。
总结来说,相位塞的设计不仅是技术进步的体现,它的存在对提升音质与清晰度起着至关重要的作用。随着音响技术的演变和设计的改进,人们对相位塞的理解仍在不断深化。究竟未来相位塞设计的改进将如何进一步提升音质体验?