超低音音箱(SubWoofer)俗稱低音炮,它不僅可以能夠使音樂更富有激情和震撼力,而且對營造震撼的視聽效果具有非常重要的作用。超低音音箱克服了常規音箱(包括AV、Hi-Fi用途)追求全音頻表現所需的超大體積和難以推動、難以調整的一系列問題。自從進入家庭影院時代之后,得到人們越來越多的重視及應用,在一套完整的家庭影院音響系統中,它已經成為了或不可少的配置。“影音新生活”編輯特整理此文,提供部分超低音音箱的知識,以備大家參考學習。
超低音音箱的發展
“SubWoofer”在商業或民用上一直被稱為“超低音音箱”,其實“超”這個形容詞是不太準確的,它重放的頻率帶通常是由上限的150Hz或100Hz至最低的25Hz左右,這只是低音而不是超低音。因為20Hz以下的頻率才是超過人耳聆聽的音樂范圍的低音,從科學或專業的解釋角度來看,也只有低于20Hz的頻率才能稱為“超”低音。但一般所說的超低音既是指重放頻率下限在20Hz以上的低音。無論是重播大動態音樂抑或電影音效時,超低音音箱的重要性甚至更勝于傳統落地式的立體聲音箱。這是因為包含于許多音樂(交響樂或弦琴鼓樂)以及許多電影內的特殊聲音效果都是極為雄壯且動態感十足的低音,這種聲音效果并不單只是要讓聆聽者“聽”到,而更是要讓他們“感受”到此情此景的氛圍。
早在1930年代,電影工業還在不斷發展的過程中,超低音喇叭就也開始進入電影院。不過,那時候的電影音效當然沒有獨立的低頻聲道,超低音只是為了增強兩聲道系統的低頻表現。電影真正有低頻音效的要從THX劇院系統開始,首部電影是1977年的“星際大戰”(Star War)。歡迎您光臨阿強的家庭影院導購網!
早期的超低音體型都非常大,如果要讓超低音順利進入家庭,首要條件就是縮小體積,而促成這樣的進展,伺服控制技術(Servo Control)扮演了非常重要的角色。控制技術讓較小的音箱也能發出足夠低沉的低頻,因此在1960年中期,家用超低音開始進入市場,當時較著名的產品包括Infinity的Servo Static(1966年)、LWE(1965年)、PSB的Beta II(1973年),以及The Audio Pro的Ace Bass(1978年)。
超低音音箱的分類
超低音音箱和普通音箱的工作方式是完全一樣的,只是震膜的直徑更大,并且增加了用于共振的箱體。目前,常見的超低音音箱有兩大類:一種是帶有放大器相位調整的有源式(ACTIVE)超低音音箱,它除了可以接受來自前級的低頻信號外,也可以從功放級直接輸入,并可方便地調整分頻點,目前是市場上的主流。另一種是需要單獨配置放大器來推動的超低音音箱,也稱無源式(PASSIVE)超低音音箱,它可以根據愛好者的品味自行搭配風格不同的放大系統。
除了這兩大類,在市面上有很多兩個小型主音箱帶超低音的系統,在這種系統中只用一個超低音箱,因此超低音是單聲道(L+R)信號,在分音點以上才有立體聲效果。這種系統是利用前級的音量控制旋扭來決定所有音箱的音量,如果超低音的靈敏度或音量跟主音箱不平均,會引發聲場混亂、頻響不均衡、聲象定位出不來等情況,而此時當超低音的擺位上又不能解決這問題時,這些問題就難以改善,這種“Subwoofer”通常只在低級、低價的系統出現。
超低音音箱可以做成密閉式,也可做成倒相式或其它類型的,現在在市面上見到的大多是這幾種產品。而國外用于超低音使用的ASW音箱,由于特殊的箱體設計即使不采用分頻電路,也可方便地濾除200Hz以上的成份,這種音箱的低音喇叭單元是裝在密閉式的箱體內,喇叭正面的發聲經過類似于倒相式音箱的形式釋放出來,由于箱體內放有大量的吸收中高頻成份的材料,加之箱體內聲路的長度與波長之間的關系,因此從放聲孔釋放出來的只有低頻段的成份,實際上ASW音箱的喇叭單體,它并非像普通音箱一樣發聲是向周圍直接輻射的,它只是用于在共振頻率上激勵倒相式音箱內的空氣體積,因為倒相式音箱本身具有的特性,使之通過倒相孔所輻射出來的,低頻成份失真最小。
1984年,BOSE設計出ACOUSTIC WAVE"音頻導波管"技術,這是一種全新的低音重放方式,可將揚聲器從體積不大的管子中產生完整豐富的低音效果。工程上最直接的事例就是BOSE ACOUSTIC WAVE CANNON SYSTEM,或稱為“AWCS”。實際上是一個750px的揚聲器被固定在兩個不同長度的管子中,它的頻寬是25Hz-125Hz,它能在輸入150W時產生124dB的聲壓級。1987年年度發明者獎中,"音頻導波管"技術在科學界引起轟動,帶給了AMAR博士和威廉博士“年度發明者獎”的榮譽。
而美國BOSE公司所推出的“加儂炮”超低音音箱,是另一種高效率式設計,它本身也有濾除中高頻成份的功能,它的原理是基于聲波管共振的理論,在喇叭單體的前后由不同長度的聲波管道所組成。而前后的每段發聲管道都可以把它視為是一端閉塞的管道。
這種“加儂炮”超低音音箱,效果雖然很好,但要想發出20Hz的頻率,放音管道的長度就很長,因此,體積都十分龐大,比較適合影劇院等大場合應用。對于家庭內使用,為了減少體積,可以像迷宮式音箱一樣把聲管折疊起來制作,與迷宮箱不同的是:超低音喇叭單元的發聲是通過前后長短不一的兩個折疊管道釋放出來的。
關于超低音的定位問題
講到超低音的定位問題,我們就要先了解雙耳效應。人用兩只耳朵一起聽聲音時,能夠提高對聲音方向的定位能力,這種聽音效果就稱為雙耳效應。人們用一只耳朵可以決定響度、音調、音色和除方向之外的聲音的每一屬性,但單耳僅能在一定程度上辨別聲源方向,不能具體確定聲源的方向和準確位置。當加上另一只耳朵后,由于從某一聲源發出的聲波傳到兩只耳朵的距離不等,聲音到達兩耳的時間就不相同,產生了時間、相位和強度的差異,人們對聲音的定位,正是靠這兩耳間存在的時間差、相位差和強度差而進行的。同時,人耳辨別聲源方向的能力,隨聲音頻率的變化而不同。
由于兩只耳朵之間的距離約在16—450px,是800一1000Hz聲波波長的一半,所以對低于或等于這個頻率的聲音不會產生方向感。由此可知,一般意義上的低音或超低音是沒有什么方向性的。特別是用作電腦播放的多媒體音響的低音系統,更可因地制宜地擺放超低音,就是以環境以空間遷就它,也沒有什么大問題。
但是我們也應該注意,聲源都具有一定的輻射指向性,低頻的聲波,波長較長,輻射指向性雖不及高頻聲波的明顯,卻也不是完全沒有。例如,將超低音擺近玻璃或容易起震的地方,可導致雜音;近窗處則流失超低音;近墻角容易引起駐波。近聆聽點又會帶來直射聲。以上之解決辦法是盡量讓超低音四周保持開放,且不要面向器材,產生不必要的諧振。所以說,超低音同樣存在定位的問題,要想達到完美的還原,理想的擺位也很重要。
結語:也有人曾問過小編:超低音真的有必要么?作為結尾,我們就用一個理想化的觀念來回答這個問題:
“任何音樂都有諧音(harmonics)與基音(fundamentals)的成份,這些都是組成聲音的必要部分,而且都可以低到20Hz或更低。若是無法再生這些頻率,那就無法再生真正像真的音樂!”