原箱的共鳴

響應頻率曲線平不平直是評測單體等級的一個重要項目，響應頻率曲線愈平坦，平直範圍愈大，通常代表這個單體擁有較穩定的線性工作範圍。全音域喇叭指的是在人耳聽覺範圍20Hz~20KHz擁有大部分平直的響應曲線範圍，因此單一單體就能表現大部分的樂器聲響範疇來滿足人耳聽覺的需求。相較於全音域喇叭的全工特性，分音喇叭講求的是專業分工，在聽覺範圍間將頻率切成兩部分是兩音路喇叭，切成三部分是三音路喇叭，切成四部分是四音路喇叭，目的只有一個，就是在切割聽覺頻率範圍讓各分工單體在它的最佳線性工作範圍發聲，以達成最寬廣的整體響應頻率範圍。
 
有了上述基礎後，更進一步的喇叭特性塑成，是關於音色、暫態反應、透明感、解析度、結像力等等的聽感表現。其中，除卻單體材質所形塑的聲音特色外，最能對發聲產生全面性影響的當屬響應頻率曲線的調整，它是在有效頻率範圍10db內所作的頻率曲線高低微調，其影響相當寬闊卻又細膩，可謂是一門獨到的調音學問。正因響應頻率曲線的高低起伏攸關聲音表現的獨特風味，所以裝箱後的喇叭成品所標示的僅有響應頻率曲線範圍，而不會特別強調響應頻率曲線平整度。本篇文章所介紹的陷頻線路就是一種調音工具，它設置的位置是在分頻網路之前，設置的時機是單體裝箱之後，有人稱為等化線路，也有人稱為頻率補償線路，可以運用在全音域喇叭調音，也可以在分音喇叭的分音器上找到它的蹤跡。
 

三階分音的頻率交越是以-18db/oct的模式衰減高音單體與中低音單體的響應頻率曲線，衰減曲線陡峭，高低音單體的頻率分工較低階分頻更為精準。這次採用的單體都是FOSTEX，型號分別是FE83E和FE103E，請看下圖：
 
 
這兩顆FOSTEX全音域單體在我部落格文章出現許多次，都擁有特殊的香蕉纖維鼓紙，這系列單體早期都是台灣製造的，現在新品則多是Made in China。受限於尺寸，單獨撐起全音域喇叭時FE83E三吋的低頻不夠低，大一號的四吋FE103E高頻不夠高，如將之嵌入分音喇叭系統，卻又難逃因為音色太過強烈無法整合招致換下的命運，所以眼尖的您一定會發覺這兩顆單體很眼熟耶...畢竟分音喇叭的單體配搭不能只看規格，音色可以無痕銜接才是王道阿，呵呵。
 

單體的T/S參數決定箱體的型式和尺寸，打造音箱時一定要參照T/S參數才能讓單體做出最適化的物理運動，展現最具特質的聲音。
 
1930年，任職在貝爾實驗室的AJ Thuras在他的 "Sound Translating Device" 首先提出設計開口音箱的參考數據，開啟低音反射式音箱的研究領域。經過許多年以後，1954年時任職麻省理工學院的Leo L. Beranek出版了 "聲學" 一書，總結當代所有已知的音箱設計知識。
 
1961年，在Novak工作的A. N. Thiele在澳洲發表了一篇文章，內容描述一系列密閉音箱和倒相孔音箱的特性，包括響應頻率、承載功率，振膜移動距離等，這篇文章直到1971年才被澳洲音響工程學會年發表在雜誌上。

這次實作主要想驗證一個想法，這個想法所延伸的疑慮從我開始用部落格紀錄DIY喇叭就一直存在，剛好可藉由這次實作來檢視音箱材質對聲音的影響。
 
個人聽FOSTEX FE83E全音域單體好幾年了，對這種採用香蕉纖維作鼓紙的單體所發出的聲音頗有好感，這次入手的FE103E是四吋全音域單體，足足比FE83E大一號，其響應頻率可以向下延伸到80Hz，比FE83E還要低60Hz。
 

這款12吋音箱原本規劃是半開放式帳板，也就是帶有側板的開放式帳板，實際裝箱測試後，低頻的延伸符合期待，大單體的寬鬆特性聆聽人聲特別舒服。有興趣的同好可以先參考這一篇：http://valleywu.pixnet.net/blog/post/16797631
 
 

 
 
 

這是一對三音路喇叭，高中低音都是PHILIPS單體，其中低音是是經典八角框8吋全音域單體、和4.5吋單體一樣紙盆上有壓製凸點、中央有高音杯的構造。
 
雖然同樣是全音域單體，8吋單體的聲音當然比4.5吋低一截，型號：AD80800/8歐母版本，比利時製造。
 

低音反射式音箱(Bass-reflex)的概念在1930年由任職在美國貝爾實驗室(Bell labs)的Thruas所提出：The bass-reflex enclosure kept the low-frequency sounds from being lost from the rear of the diaphragm，他並以此為他的聲音傳導裝置sound translating device 在美國註冊專利。在此之前，傳統喇叭音箱大都是密閉式的設計，優點是聲音快速敏捷，低音解析度好，但密閉箱體在大音量重播時承受巨大空氣壓力變化，難免會顯得侷促、凌亂，略帶悶聲的聽感是常見的密閉音箱缺點。
 
受到Thruas的啟發，後代的喇叭設計者敞開雙臂迎接Base-reflex的概念，這種加了一根反射管的音箱可以承受較大的音壓，且經過縝密計算，單體背波可以透過反射管輻射可以強化低頻正波能量，因此擁有更好的低頻延伸聽感，這種音箱也稱做倒相式音箱。目前市面上的喇叭幾乎都是低音反射式音箱的天下，它的工作原理是赫姆茲Helmholtz方程式。
 
赫姆茲共振管是一個有開口管路的密閉容器，容器內的空氣彈簧和開口管路內平衡管內外氣壓的氣體會在特定頻率形成共振結構，容器大小和的空氣彈簧的柔順度成正比，開口管路的流動性與管路截面積成反比，例如對著空保特瓶吹氣會產生特定頻率的聲音就是一個赫姆茲共振管實例，而瓶內添加不同的水量會帶來聲音的改變可以用赫姆茲方程式來解釋。當我們把赫姆茲共振管運用在音箱設計時，情況變得更加複雜，因為此時密閉容器的體積是隨著單體發聲頻率不斷變動的，且單體的力順性會影響空氣彈簧的柔順度，再來是反射管開口尺寸會影響箱體的聲漏損耗，強化了低頻卻可能流失了中頻等等...。設計一個好的反射管音箱牽涉的因素非常多且廣，在這篇文章裡，我單純針對低音反射管的尺寸計算方式作紀錄，也方便日後自己DIY喇叭時查找資料。

這款音箱尺寸很小：寬190 x 高210 x 深130(mm)，看起來有沒有像松鼠屋阿? 呵呵。
內中採用德國MB Quart二音路喇叭，中低音單體四吋半，高音單體僅有19mm，原本的塑膠箱體破損，但聲音還相當有水準，故維持原本密閉音箱的設計並採用薄木料打造這款音箱，箱體厚度僅10mm，另一方面剛好可以試驗新木料「安麗格木」的表現。
 
 
安麗格木(Anegre)原產於非洲，淡淡的色澤帶有水波紋，硬度與桃花心木相當，敲起來聲音響亮不悶，常見於高級家具和樂器用料，最近滿夯的烏克麗麗(夏威夷四弦琴)也常用這種木料。

這次製作開放帳板喇叭，主角是EV12吋同軸單體SP12B白殼(8歐母)，原本購入這顆單體是想要湊成一對，結果一直找不到同時期的款式，雖然都是SP12B，但有的背後框架是紅色烤漆有的是乳白漆，紅色烤漆又有圓弧屁股和圓筒屁股之分，有的懸邊是黑色布料有的是磚紅色布料，有的是同軸單體形式有的是卻是全音域單體，再加上內中有分鐵粉蕊磁鐵或Alnico磁鐵.....50~60年代Electro-Voice生產這款單體一概都稱為SP12B，這種作法真是讓後代玩家玩味無窮，無窮惋味阿，呵呵。~
 
 
我在eBay追蹤好久也沒見過他的同袍兄弟，要湊一對恐怕等到懸邊都發霉了還不一定有，索性念頭一轉，心想既然我這一顆SP12B這麼稀少，乾脆弄一個不一樣的音箱給他穿，一則可以窺探開放帳板的領域，一則可以作為劇院之聲的中央聲道，於是成就了這個巨大的開放帳板音箱。