專業音響的隱藏技術:相位塞如何解決聲音干擾?

在音響領域,相位塞的技術看似簡單,但它卻扮演著關鍵的角色。相位塞是一種機械介面,位於揚聲器驅動單元及聽眾之間,能有效延伸高頻響應,指引聲波朝向聽眾,減少在驅動單元附近的聲波干擾。這種技術在專業音響設備中尤為常見,特別是在高功率喇叭中,它與壓縮驅動器的振膜和聲學喇叭之間緊密相連。

相位塞的設計旨在調整聲波的行程長度,防止聲波的抵消和頻率響應問題。它可以被視為喇叭喉部的一個延伸,為聽眾提供更佳的音響體驗。

相位塞的關鍵角色在於它能實現從驅動器到聽眾的聲波一致性。

歷史背景

相位塞的歷史可追溯至19世紀,耳熟能詳的德國企業家沃爾特·西門斯於1877年發明了電機驅動裝置,但直到1921年才實現實用的放大功能,從而造就了揚聲器的誕生。在1920年代,許多揚聲器設計相繼出現,通用電氣的工程師切斯特·W·萊斯和愛德華·W·凱洛克於1925年將聲學喇叭與揚聲器驅動單元結合起來。1926年,貝爾系統的工程師阿爾伯特·L·圖拉斯和愛德華·C·溫特首次在驅動器和喇叭之間插入了相位塞,這一改進將聲波引導至喇叭喉部,提升了揚聲器在高頻段的傳輸特性。

根據他們的研究,圖拉斯和溫特獲得了相繼的美國專利,對後來的相位塞設計影響深遠。

壓縮驅動器

在喇叭揚聲器中,相位塞的作用是將聲波從壓縮驅動器的每個區域引導至喇叭喉部,以確保每次聲波的脈衝作為一個一致的波前到達。成功的實施會延伸高頻性能,而相位塞的製造工藝相當複雜且成本高昂,需有精確的製造容差。目前的相位塞通常使用鋁金屬加工而成,或用堅硬的塑膠或賽璐珞鑄造而成。

相位塞的設計因應不同的振膜類型而有所變異,尤其是圓頂型和環形振膜兩種主要設計。圓頂型振膜的設計靈感源於1920年代的圖拉斯/溫特專利,如今依然被廣泛使用。這類相位塞包括各種設計,包含徑向槽和同心環形槽的設計,以及將兩者結合的混合設計。

圓形槽的設計雖然能校正振膜的波動行為,但對於槽的精確位置要求非常嚴格。

低音揚聲器中的應用

除了壓縮驅動器外,相位塞在低音揚聲器(woofer)中同樣重要。特別在使用喇叭加載設計時,這些相位塞旨在減少驅動器附近的高頻波干擾。例如,一個12英寸的低音揚聲器在550赫茲的高頻音域中,可能會導致側向傳播的音波相位失調,從而產生波的抵消。相位塞的引入允許這些側向波能夠反彈並被有效地導向觀眾。

相位塞通常是固體的,放置在低音揚聲器的中央防塵帽之上,或直接替換防塵帽,提供更好的頻響效果。

對於高性能的音響系統而言,相位塞的設計與應用絕對是精緻和複雜的。

在當今專業音響中,相位塞技術不僅保證了聲音的質量,還提升了整體的聽覺體驗。音質的清晰度和準確性取決於這些細微的裏程碑,讓我們不禁思索,未來的音響技術還能有什麼更精彩的進展呢?

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