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听音系统的基本构成与功放音箱的选择(立体声)

 求知_时光 2019-04-23

无损音乐更新

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听音系统的基本构成

首先聊聊一套完整系统的构成,简单说基本可以由以下三部分构成:

音源、功放、音箱。

音源:

不论数字或者模拟信号源的话,包括了常见的手机、CD机、DVD机、电脑、各种数字播放器、MIDI、黑胶唱机、甚至磁带机等等。

这里又可以大致分为数字和模拟两种。像磁带、黑胶唱片属于记录模拟信号的载体,而我们常用的、市场常见的120mmCD唱片是典型的数字信号载体。

十几年前购买的剑桥CD机(上)

如果是数字音源,因为我们的音箱接收并回放模拟信号,所以要有一个DAC(数模转换)的过程,将数字信号转换为模拟信号。而这个DAC的转换质量又千差万别。因为平时我们使用电脑较多,也有很多人想组建自己的Hi-Fi系统,所以就拿电脑来说,如今一般都主板集成了声卡,而声卡内置了DAC芯片,所以主板背面会有3.5mm的模拟插头(绿色就是我们使用立体声系统时用的插口),当然有很多人认为主板集成声卡的数模转换素质比较低(一般也确实是如此),所以很多电脑都配备了光纤输出口(下图篮圈处),通过这个口,将电脑的音频数字信号输出至下一部分进行数模转换,也就是交给功放去处理,此时,主板的模拟输出口就成了摆设开始接灰了。

总之,我们认为集成声卡的素质确实一般般,厂商也知道这一点,而为了照顾尽可能广泛的用户,所以给了我们多种选择。

上图红圈处,是技嘉主板上的“魔音USB”接口,这个口是专门用来给我们连接外置DAC的USB口,当然USB接口的DAC接到任意USB口都可以工作,但这个镀金的“魔音USB”口的电路经过了特别优化,比其他USB口更适合连接USB接口的外置DAC工作。

你瞧,DAC也有外置式的USB接口的形式。此时,USB-DAC会进行高质量的数模转换,输出模拟信号到功率放大器。

2、功率放大器:

功率放大器也就是我们常说的功放,一般指音响系统中把来自信号源(专业音响系统中则是来自调音台)的微弱电信号进行放大以驱动扬声器(俗称音箱、喇叭)进行声音的回放。

功率放大器可以接收来自信号源的模拟信号、数字信号,而功放和信号源中间可能有独立的DAC设备,比如我们前面提到的USB-DAC。

模拟信号的传输,常见的就是RCA(俗称莲花头)信号线、更好的一种是平衡线。

如下图一款USB-DAC连接的就是RCA口(不过这里是输出到音箱的接口,仅作示意,我们可以看到右下方还有光纤口,可以接收电脑、PS4游戏机、数字播放器等设备的数字信号)。

一款USB-DAC背后接口

数字信号的传输,常见的有音频同轴音频接口(Coaxial),光纤口(optical)等。

常见的功放也会集成有数模转换模块,配备有同轴、光纤输入口,此时,我们可以选择使用外置的DAC还是直接使用功放的DAC。

功放有多种分类方式,按功放管类型,可以分为胆机(电子管功放)和石机(晶体管功放),而晶体管功放是现代科技的产物,但由于电子管的特性,即便是很古老的技术,但在如今的Hi-Fi系统中也比较常见。

在两声道Hi-Fi系统中,我们主要需要考虑的功放参数有:

输出功率:输出功率的单位为瓦特(W)或者千瓦(kW)。由于测量方法不一样,出现了一些名目不同的叫法,例如额定输出功率、最大输出功率(动态功率)等等,一些不良厂家的非正规产品常常以此来忽悠用户。我们主要看额定功率即可。

频响范围(frequency range):功放可以进行放大的工作频段,一般为20-20kHz,一般在此数据后面有一个后缀,比如-1/+1dB,这代表这个频率范围的误差范围,这个数值约小,表明频率范围内的频响曲线更平直。而如今的产品,一般频响范围会大于人耳可感知的范围,比如日系的马兰士PM8006,参数为5-100kHz(±3dB),或许有人能感知到超声波与次声波也未可知。

阻尼系数(damping factor):阻尼系数是直接影响低音素质的重要技术参数。单元的口径越大,低音相对就越好,但音盆越大,质量也就越大,其运动惯性也随之加大,此惯性使它很难与音频信号同步运动,往往表现出的声音混浊不清,尤其在100-400Hz低频,容易造成声染色,使人听起来模糊不清,很不自然。在功放设计时,工程师对功放采取一些技术措施,极力提高阻尼系数,使它能够针对喇叭惯性运动,产生电阻尼作用,使音盆的运动与音频信号同步运动,尽可能使音盆在驱动信号结束后很快恢复到零位(即中心位置),这种阻止效果就是阻尼系数(Damp Factor),D=Rs/Ri,Rs=喇叭阻抗,Ri=功放输出内阻,D越大,音盆与信号同步效果就越好,低音就越纯越干净,重放效果就越好。仍以马兰士PM8006为例,它标称的阻尼系数是100(8Ω/欧姆负荷,40Hz~20kHz)。

信噪比信噪比(S/N or SNR or Hum and Noise):指功放信号电压和本底噪声电压的比值,这个数值越大,表明功放的噪声更低。

输出阻抗是指扬声器输入信号的电压与电流的比值,单位是Ω(欧姆),有的功放可兼容一定阻抗范围的音箱,比如马兰士PM8006支持4~16Ω/欧姆的音箱,也有一些功放仅标注某特定的阻抗,比如最常见的阻抗是8Ω。

在以上参数中,随着技术的进步,信噪比、频响范围等参数都能够做到比较好,而我们重点需要查看的是额定输出功率输出阻抗两项。

音箱

下图是小编十几年前购买的KEF IQ30书架箱,它采用了KEF的Uni-Q同轴单元。它的一些主要参数如下:

频响范围:45Hz-40KHz;阻抗:8Ω;灵敏度:89dB;分频点:2500Hz单元直径:165 mm(6.5英寸)中低音单元, 19 mm高音单元。

一般想要获得良好的低音,单元口径要比较大,才能够推动空气产生足够量感的低频。建议6.5寸起步。

KEF IQ30同轴书架箱

我们购买音箱时,主要需要注意两点:

额定功率:一般来说,功放的额定功率应大于音箱额定功率,这样设备才能正常工作,以1.5倍为佳。而在专业高保真Hi-Fi领域,功放功率要求达到音箱功率2倍,功率储备足够以后,才能有较好的控制力。

阻抗匹配:功放与音箱搭配时,功放输出阻抗应与音箱输入阻抗相一致;否则会出现降低输出功率和增大失真等现象。现在很多功放都兼容常见阻抗的音箱,也有仅仅限定某阻抗值的,比如常见的是8欧姆 ,此时你最好去购买8欧姆的音箱。

一般4Ω、6Ω、8Ω的箱子比较常见。来自丹麦的著名发烧品牌丹拿(Dynaudio)的发烧箱有不少是4Ω的。

有源音箱与无源音箱

在桌面系统中,有功放+音箱分体的典型搭配,这里指的音箱就是指无源音箱,它本身不带功放,需要另外购置功放推动其发声。

也有音箱内置功放的箱子,叫做有源音箱(Active Speaker),又称为“主动式音箱”。常见的监听音箱、多媒体音箱都是属于这一类。

当我们计划购买有源音箱时,功放和音箱的匹配就可以不考虑, 反正他们都在箱子里。而有源音箱又分为对称设计与非对称设计,对称设计的有源音箱,左右声道喇叭都内置功放,构造、重量完全相同,而非对称设计则只有一边的音箱内置功放,另外一边的音箱没有内置功放,而从内置功放的一边通过线缆连接进行驱动。

通常,价格较高素质较好的有源音箱,一般是对称设计。

如今的有源音箱,集成了一些新技术,有内置DAC的(没错如果你的功放没有DAC,而声源的DAC素质太差不想用,此时你可以考虑集成高素质DAC模块的音箱),有增加无线功能比如苹果的airplay、蓝牙等等,大大方便我们的使用,然而,如果你在乎音质,老老实实连接那些杂乱的线缆吧。

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