扬声器中阻抗的特性与声音表现 | | | 作者：谭德 | |
近年来不少专业杂志在刊登扬声器系统的评论**时，附加了电声测试曲线，这是一种务实的做法。主观听感与客观测试的有机结合，才有可能全面地、真实地反映被评论的产品，而不再是空洞的、片面的，甚至言过其实，文过饰非、无中生有的泛泛而论，夸夸其谈。
但是目前的评论**往往只注重频响曲线，而视阻抗曲线的讨论，其实扬声器系统的阻抗特性真的很重要，许多听感上的缺陷都能从阻抗曲线上反映出来。
扬声器系统的主要技术参数中一般都有标注有阻抗，通常是4Ω，或8Ω，这个值是指额定阻抗，是一个纯电阻值，国标GB7313-87规定阻抗值优选系列为4、8、16Ω。
扬声器系统的阻抗是一个较为复杂的问题，要说透恐怕没有几万字不行，并且太专业，太难懂，对于非专业人员也没有必要了解得过多，此文只作简单的介绍，着重谈一谈阻抗特性与声音表现的关系。
阻抗特性：
电动式扬声器的工作原理如图4-1，永磁体，上导磁板，下导磁板构成一个磁回路，在上导磁板与下导磁板极芯之间形成一个很小的均匀的磁气隙，当音圈中有交变电流流过时，音圈就会上下运动，从而推动音盆造成空气振动发出声音。
扬声器的音圈是一个由漆包线绕制而成的线圈，它不但有一定的直流电阻，还具有本身的电感。音圈在磁气隙中运动，切割磁力线，就好比是发电机，它会感应出一个与音频信号反向的感应电压，会削弱音圈中的音频信号电流，从而使得音圈的阻抗增大，这种增大会随着音频信号频率的上升变得越来越大。扬声器系统阻抗随音频信号频率变化而变化的规律，就是所谓的阻抗特性，描述阻抗特性的阻抗-频率座标图，就是阻抗特性曲线。
阻抗特性曲线主要反映了二个方面的参数变化，其一是相位（这点在下期讨论），其二是扬声器系统阻抗值随频率变化而变化的规律，这些规律也会在声音表现上体现出来。图4-2是佛山市科智域电声器材有限公司生产的钟韵壹号书架式监听用扬声器系统阻抗曲线图，从此图中我们可以得到以下几个方面的信息和听音感受。
1、 钟韵壹号是倒相式扬声器系统。
扬声器单元有一个谐振频率，低于谐振频率后扬声器的输出声压以每倍频程12dB的速度下降，所以通常说揩振频率是扬声器单元的低频重放下限，简称为fo。扬声器单元的fo可以从阻抗曲线上观察得到，这一点就是阻抗曲线上阻抗值首次达到最大值（即所谓阻抗峰）时对应的频率。
扬声器单元装入箱体后fo会增高一些，密闭箱的阻抗曲线，在低端会有一个单阻抗峰，这个峰所对应的频率就是音箱的谐振频率；而倒相箱还存在一个倒相管的谐振频率，它也会出现一个明显的阻抗峰，所以倒箱式扬声器系统的阻抗曲线会有二个阻抗峰，专业术语称之为"双驼峰"，双阻抗峰之间的谷点所对应的频率就是音箱的谐振频率，从图中我们可以清楚的看到钟韵壹号谐振频率在55HZ左右，呈明显的倒相箱阻抗特征。
从谐振频率点往低端，扬声器系统尽管输出声压急骤降落，但也还是有声压输出，上期图3-7和3-8可以看到钟韵壹号的频响测试图中，-8dB点约在35Hz，这就是说它的有效频宽以35Hz为始点。
2、 钟韵壹号的额定阻抗为8Ω
对于倒相式音箱，第二个阻抗峰后的第一个最小阻抗值即为额定阻抗，从图4-2中可知钟韵壹号为8Ω额定阻抗。国标GB7313-87第3.8.2规定，在20-20KHZ范围内，实测阻抗值不得低于额定值的80%。
目前市场上有不少的音箱在额定阻抗上不合格，笔者见到过不少多单元扬声器系统阻抗很低，连不足2Ω的都有，结果造成放大器无法正常工作，甚至损坏。假如读者朋友手中的音箱阻抗也是很低的话，只有一个办法，那就是换电子管放大器，变压器输出才能对付低阻抗负载。3、 钟韵壹号低频量感适度、听感丰满，瞬态优良。
倒相式音箱设计有相当的难度，箱体结构、内容积大小，吸声材料的数量与吸声系数，以及倒相管的位置、大小和长度等都会影响到声音的重播，这些影响因素也能从阻抗曲线上反映出来。
设计得当、调试准确的倒相箱双阻抗峰的峰值基本相等，并且不过余尖税，尤其是双阻抗峰 之间谷点的f0阻抗值与额定阻抗要基本接近。
钟韵壹号的阻抗曲线满足了上述技术要求，它低频量感适度、听感丰满，瞬态优良不是空穴来风，是完全有根据的。
一般来说如果双峰过余尖锐，说明箱体Q值太高，阻尼不够，会影响低频的瞬态反应，导至低频"收不住"，变得混浊；箱体f0的阻抗值若高过额定阻抗许多，说明箱体容积偏大，可以造成低频过肥或尽管声压够而力度会欠缺，当然，箱体漏气也会造成这种现象。
假如倒相箱的阻抗曲线不出现明显的双驼峰，或只有单峰，则不是设计本身有缺陷就一定是制作过程有差错。箱体容积过大在双阻抗峰中有时还会看到高频峰值明显大于低频峰值，倒相管辐射的声波太小，使得整个系统的谐振频率太低，此时的听感觉得低频下潜似乎较深，但仍会觉得量感不足、松软无力。如果双阻抗峰中的低频峰明显大于高频峰，则说明倒相管的声波幅射太强，此时低频得到了过度的人为提升，量感是大了，但瞬态响应会变差，低频段层次感会受到极大的破坏，有"量"而没有"质"。
图4-3是德国意力ELAC SLR 120音箱的阻抗曲线，图4-4是丹麦皇冠AVANCE SIGNATURE 3MK II音箱阻抗曲线，图4-5是国产惠普维真一号收藏版音箱的阻抗曲线，这些声音表现优秀的音箱都有良好的阻抗曲线作保障。
音箱设计和调试的难点关键在箱体.、吸音材料和倒相管，相对而言分频器要简单和容易得多，很多厂家和设计人员都不太注重这一点，当然也就出不了好产品。
国产扬声器系统总体水平比国外的同类产品目前还存在着较大的差距，造成这种差距的主要原因除了单元之外，恐怕主要是阻抗曲线调整技术上的差距，而频响曲线的调整对很多厂家而言都是轻而易举的事。
图4-6、图4-7、图4-8、图4-9是4款国产名牌产品，声音表现上也还有些不尽人意的地方，原因出在什么地方？读者可以依据阻抗曲线用前面谈到的知识去分析。
图4-10和图4-11是二款售价不菲的进口音箱，从图中我们也可看出还有很多改进的余地。
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