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美妙的超低音的学问 从Digital Drive看Velodyne
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来源: 家庭影院网 发布者:技术员 浏览:25890 发表时间:2011-2-1 9:56:42
标签: Digital Drive  Velodyne 

对于家庭影院来说,低频有多重要?答案见仁见智,尤其许多用户的聆听空间不大,甚至很小,可能就会认为低频对他们来说不是这么重要,不如先去提升音质音色等部分,但以小编自己的经验而言,我认为低频十分重要,当低频的质量改善,或是更饱满的低频时,对整套影院系统的提升是整体的,而且伴随而来的量感很丰富,会让人觉得相当爽。提到高质量的低频,很容易让人联想到Velodyne(威力登),因为它是少数以低音炮起家,而且一直只生产低音炮的品牌。至今Velodyne仍不少技术都保持领先地位,并在高端低音炮市场长期占有一席之地,接下来让我们通过旗舰Digital Drive Plus系列,来了解Velodyne能够吸引大家的理由吧。

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低音炮的先驱

在切入Digital Drive Plus前,先简单看一下低音炮的发展。事实上低音炮并不是新鲜玩意儿,从电影工业的发展以来,低音炮从1930年开始就进入电影院,不过,那时候的电影音效当然没有独立的低频声道,低音炮也只是为了增强两声道系统的低频表现。电影真正有低频音效的要从THX剧院系统开始,首部电影是1977年的"星际大战"(Star War)。

2003年,威力登推出了DSP技术,可运用在数字等化与分频上,让低音炮的调试变得更精准,产品信赖度更高,也让使得Velodyne产品有更上层楼的表现。目前,Velodyne以旗舰Digital Drive Plus系列继续发展,失真率仅0.5%,毫不逊色。

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单元设计

Velodyne认为低音炮单元的重点有两个,一是振膜的刚性一定要强,二是音圈与悬吊系统移动的范围要够远。Digital Drive Plus的振膜是玻璃纤维加上Rohacell泡沫材质组成的三明治式振膜。玻璃纤维常拿来做游艇,Rohacell则常运用在直升机的螺旋桨和列车的车身,因此两相合制成的振膜重量轻又不失刚性,可以在剧烈的前后运动下仍保持不易变形的特性。以Digital Drive Plus的12英寸低音炮为例,其冲程可以达到1.7英寸,有多厉害呢?相较于一般12英寸低音炮的冲程落在0.75至1英寸的范围,Digital Drive Plus可以说是大幅领先。此外,它的悬边有1.25英寸宽,特殊的双层弹波则是6.5英寸,这样的超规格设计便是为了提供最佳支撑性,好表现出长冲程。

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发声单元分解图

说到单元不能少了音圈。一般低音炮音圈的线圈多半是绕2至4层,但Digital Drive Plus又犯规了,居然是6层!而且口径达到3英寸。更特别是,这6层线圈当中,有4层是像一般音圈一样绕在音圈筒外围,但另2层却绕在音圈筒内部。这样做是为什么?线圈的圈数越多,磁力的利用率越高,驱动振膜的力量便越强,6层线圈当然强过2层与4层。但为何有2圈绕在内部?这样子内外可以一起散热,而一举解决音圈过热的问题,真是聪明。

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音圈

Servo Control技术让"小"炮成为可能

Servo Control能够让低音炮的性能大幅提升,如何办到的?过去还没有发明Servo Control技术的年代,如果我们想要播放20Hz至20kHz的最低两个8度,大概需要把一颗12英寸单元装在5立方米的音箱内,也就是说,这部低音炮大概有一张桌子这么大,因为如果音箱不够大,不仅低频延伸不足(因为太早开始滚降),失真也会提高。但Servo Control系统由拉低低频开始滚降,并且减少失真,就能用较小的音箱,达到大音箱相同的低频响应表现。

Servo Control系统的原理是监测低音单元的轨迹,再比对原始信号,然后提出修正,就可以降低单元进行运动时产生的失真,以及震动引起的谐振失真,就可以在较小的音箱中,播放出较大音箱才有的低频响应。但这一切有个前提,那就是必须搭配功率够大的功放,才能有效提升单元的性能。

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图中黑线是关闭了Servo Control功能,蓝线则是开启此一功能。可以看到关闭时,频率在60Hz以上相当平坦,但60Hz以下却是快速滚降,至30Hz已经相当弱小了,实在不太像是一部低音炮应有的表现。反观蓝线,虽然频率响应曲线不太自然,且在60Hz以上快速滚降(没差,这本来就不是我们要的部分),但60Hz以下至20Hz颇为平坦,甚至18Hz都还不错,表示它可以播放出极低频段,Servo Control确实有效。

等化功能适应不同空间

同一部低音炮在房间里摆在不同位置而产生的声音改变,大于不同的低音炮摆在同一位置的声音变化,可见低频的敏锐性比我们想象的要高得多。低音炮是不变的,但每个人的空间都不同,因此最好的办法当然是让低音炮去适应你的空间,而非努力调整空间去迎合买来的低音炮。由此可见一个适合的等化系统对低音炮有多重要了。

Digital_Drive_Velodyne_009Velodyne自行开发的等化系统,操作时采用图形界面,你可以把Digital Drive Plus直接连接显示器,或是在PC上安装Windows版的软件,由电脑来进行上图步骤。

Velodyne很清楚要把一部低音炮摆到适合的位置,而且要把它调试好其实并不容易,为了让事情变得更简单,Velodyne开发出自己的空间调试等化系统,那就是2002年就已经开发出来的Digital Drive Room Management系统。调试过程并不复杂,Digital Drive Plus提供一支测量用的麦克风,插进低音炮,让低音炮发出测试音,Digital Drive Plus便会自动计算,并针对不足或过度的频段加以补偿或消减,这过程称之为等化。等化的步骤可以让系统自己跑,也可手动细调。

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Digital Drive Plus附赠的麦克风,看上去相当专业。

可连结多部低音炮

对于合家观赏的家庭影院系统而言,"皇帝位"恐怕不只一个,更何况有些好客的主人把视听室当作私人招待所,要让十多个朋友一起看电影,这时为了确保每个位置都能听到同样好的低频表现,多部低音炮成为必须。不过,多部低音炮可不是简单用讯号线串连起来就好了,他们必须要能彼此对话,透过等化系统的调校,在不同位置发挥不同功能。Digital Drive Plus的等化系统可以同时使用多支麦克风,针对不同位置的低音炮同时量测,然后再一起修正或补偿,如此一来,无论是处在空间中的任一位置,都可以感受到饱满又清晰的低频了。

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ERS放大器提供充足功率

不过,空有单元、Servo Control技术与等化功能,还是组不出一部完整的主动式低音炮,还需要音箱、功放等缺一不可的配备。接着来看Digital Drive Plus的音箱,这方面虽然不是什么高科技,却也是直接影响声音表现的重点。一个设计良好的低音炮音箱,必须确保音箱不被单元震动而影响,这样才不会消耗掉能量,才能让单元、功放机、Servo Control系统工作得更有效率。Digital Drive Plus的音箱两侧采用弧面设计,目的就是要让整体结构更强壮。面板采多层结构,内部设有辅助支架,都有强化结构的效果。

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这里是Digital Drive Plus的背部面板,可看到输出、输入的端子非常多,功能非常强大。

如前所述,Servo Control系统必须伴随强大的放大器才能发挥效用,Digital Drive Plus搭载的放大器有什么特别?Digital Drive Plus用的是称为ERS(Energy Recovery System)的放大器,也就是D类放大器,具备1250瓦连续输出,3000瓦峰值输出功率,而且能源利用率高达97%,节能环保体积又小。

最后就是调音了。别以为低音炮只是要发出像是火车进站的轰声、响天彻地的爆破音,或是恐龙走路的声音,听音乐也会用到低音炮,因此理所当然需要调音。Velodyne的调音方式并不是计算,而是透过实际聆听过程,找出需要调整的部分,然后经由DSP处理器来调校。调整的结果直接写进DSP处理器,就成为了你买到的每一部Digital Drive Plus低音炮。

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左:EQ-Max系列。中:Impact系列。右:MicroVee系列。

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左:Wi-Q系列。中:Optimum系列。右:MiniVee系列。

跨足耳机市场

当然,除了旗舰Digital Drive Plus系列外,Velodyne还有其他较为平价,功能更为单纯的低音炮系列可以选择,他们分别是EQ-Max系列、Impact系列、MiniVee系列、MicroVee系列、Optimum系列与Wi-Q系列。

除了低音炮这个产品线,Velodyne最近也劈腿跨入了耳机领域,这项改变让人耳目一新。目前Velodyne共发表6款耳机,各具不不同功能使其定位十分明确,像是vBold与vFree可蓝牙传输,vQuiet是抑噪耳机,vTrue则属录音室专业用途,看得出来,Velodyne打算以外型与功能创造自己的蓝海。

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Velodyne的vPulse入耳式耳机

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vBold蓝牙耳机

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vTrue头戴式耳机

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