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獨家「零階分音」消除相位失真,SurrounTec開啟喇叭工藝新紀元


對音響稍有認識的人都知道:喇叭是整套系統影響最大的環節,並且也是其中牽扯最多變動因素者。表面上喇叭製作似乎很簡單,只要將幾個單體鎖在音箱上,裡頭用分頻網路串起來,就可以連接擴大機唱歌了!事實上,由於喇叭必須將音樂的電子訊號轉換為聲波,包括電能與動能的轉換、機械與震動等種種問題,都遠比前端音響器材單純在電子領域裡運作要複雜得多,想要製作一對「精確傳真」的喇叭,實在是非常艱難的任務。尤其,當前科技並無法製作出能完整涵蓋人耳聆聽頻率範圍(20Hz-20kHz)的全音域單體,既有面積龐大的振膜推動低頻所需的空氣能量,同時還能以極輕的質量快速震動來播送高頻訊號。因此,除了放棄高低 兩端延伸的純靜電喇叭以外,地球上絕大多數喇叭都需要劃分為多音路結構,將高、中、低不同頻段的音樂訊號,分段切割且交由不同單體重播,並希冀「一分為三」的音樂訊號,各自透過不同的單體發聲在空氣中傳遞後,還能精準地「三者合一」匯聚到聆聽者的耳裡。

Hi-End音響品牌最值得關注的指標,當然是其創立及主設計者,Berthold Burkhardtsmaier就是德國SurrounTec的靈魂人物,其對音樂及音響兩方面的深入素養,無疑是SurrounTec出類拔萃表現的根源(有關Berthold Burkhardtsmaier的豐富資歷背景,請點擊參閱本站【影音終極百科】SurrounTec專屬頁面

然而,想也知道上述的理想狀態很難達成,以大型喇叭系統最常見的三路分音來說,高、中、低三個頻段就像是合唱團的三個不同聲部,要讓三者的歌唱完全精準地「同步」整合在一起,確實非常困難。以業界的專業術語來描述,這就是造成喇叭對音樂重播無法絕對精準的「相位失真」,其來源包括各頻段單體到聆聽者距離不一的傳遞速度誤差,以及喇叭箱內被動分音器元件所造成的相位偏移。前者可透過調整喇叭各音路單體前後位置達成「時間相位一致」來解決,但後者基本上是無法完全消除的,只能透過各種努力將其降至最低,達到人耳無法察覺的程度。SurrounTec的主要作法包括:(一)全部單體的前後相對位置,必須符合時間相位一致的要求、(二)各單體的頻率響應銜接必須平直,不可在交接處有明顯起伏落差、(三)分頻點的相位銜接必須平順線性、(四)分音器分頻網路不能造成相位失真。

要達成以上目標,除了分音器及單體很重要以外,音箱也是非常關鍵的影響要素,除了一般所注重的高剛性、低共振特性外,SurrounTec更要求達到「有箱似無箱」的最高境界!怎麼說?為隔離中音及低音振膜前後反相聲波,音箱可說是「必要之惡」,但SurrounTec要盡可能讓箱體「無聲」以忠實再生音樂,因此Berthold Burkhardtsmaier依據單體特性精確計算音箱內容積,讓振膜前後的空氣壓力控制到幾乎一致的程度!以下,就讓我們看看SurrounTec如何達到讓各路單體發聲合一、有箱似無箱、使相位失真低到幾不可聞的程度吧!

超級精確繁複的音箱結構

SurroundTec喇叭有著極為誇張的深度及寬度比例,只比單體稍寬一點的前障板與單體旁的超圓弧曲線,是為了減少聲波繞射的影響,驚人的深度則是為了得到精密計算所需的內容積,位於側面的中低音反射孔極具巧思(後文詳述)。衛星喇叭音箱正面三個單體呈弧狀排列的設計,就是為達成「時間相位一致」的具體作法。
什麼是「時間相位一致」?上面這張是置放於SurrounTec官方網站技術說明網頁的手稿,說明經過喇叭分音器之後,各喇叭單體到聆聽者耳朵的距離應該相等(請注意中央的半圓弧線),傳遞到耳朵的時間才不會有前後不一的誤差。
這是SurrounTec旗艦喇叭正面、側面及背面的結構圖,為排除超低音單體大幅震動能量對中高音的影響,SurrounTec落地式喇叭都是中高音衛星喇叭與超低音音箱分離的兩截式結構。從側面圖可看到內部繁複的結構,也可看到各單體為達「時間相位一致」所做的弧形排列。
這是中高音音箱的內部結構,SurrounTec的音箱及內部隔板都以厚實的MDF板打造,如前障板更以多層MDF組構(各層間設置特殊吸震阻尼物),MDF板是由精度達1/10mm的3D CNC電腦控制精密機具銑切而成。
SurrounTec音箱MDF板以特殊配方的黏膠由熟練師傅組合,在等待黏膠凝固硬化的期間,音箱都以專用夾具緊緊夾住,確保各部分組件緊密接合。
這是組裝完成、正在噴漆作業中的中高音音箱,請注意前障板的厚度有多麼驚人。
為了確實吸收單體細微震動,單體並非直接鎖固於音箱前障板上的,SurrounTec高級型號在單體外框與前障板之間,還多加了一圈金屬材質的Reis-Ring機械耦合墊圈。
師傅正以手工打磨高音單體所用的方形Reis-Ring機械耦合墊圈。

不計代價的單體及分音器用料

看過SurrounTec驚人的音箱結構及製作,另兩個影響聲音的重要關鍵,包括單體及分音器當然同樣用心。SurrounTec所使用的是 Accuton的陶瓷振膜及鑽石振膜單體,不同於其他廠家多只使用Accuton制式的量產單體,為達到Berthold Burkhardtsmaier的最佳化精準設計需求,都是依照規格要求由Accuton量身打造而成的。為了降低相位失真,各音路的分頻點要避開人耳敏感頻段,且Berthold要求音圈電感變化要極低,因此對磁力系統有長衝程、低磁損、強磁力的要求,再者剛性強、質量輕的振膜共振頻率還必須在分音器設定的範圍內,這都是「量身訂製」的要點所在。另一方面,為了讓中低音及超低音單體發聲最為精準,並精確控制背波的傳遞,SurrounTec甚至還以整塊實心鋁合金由CNC機具精密車削框架!
這就是SurrounTec由整塊鋁合金錠初步切削成「碗狀」的超低音及中低音單體框架。
接著再由CNC電腦控制精密機具切削出單體框架的肋條與螺絲孔位。
車削完成的鋁合金單體框架,極高的剛性提供單體運作時的穩固基礎,纖細但高強度的肋條也讓背波傳遞更順暢。
前面提到SurrounTec衛星喇叭音箱的中低音反射孔設計非常獨特,因為它不僅設置於音箱側面,而且還是左右兩側相互貫通的(由音箱一側的反射孔看過去,視線可「穿透」音箱),左右兩側反射管中間留有特定寬度的縫隙,中低音單體的背波就由這裡向左右傳遞,以疏散箱內的空氣壓力。透過精密的計算,這就是讓振膜前後的空氣壓力控制到幾乎一致程度、「有箱似無箱」的關鍵。此外,Berthold Burkhardtsmaier認為將低音反射孔設在前障板,其風切噪音會成為「另一個發聲單體」,這也是將反射管設置於側面的理由之一。
所謂「零階分音」當然意味著分頻網路的設計有其特殊之處,不過SurrounTec對相關技術細節並沒有透露,甚至連三音路單體的分頻點都是個謎,只說要遠離人耳敏感頻段,以降低銜接處相位誤差的影響。上圖是衛星喇叭音箱的分音器電路板,就設置在音箱後方的獨立空間裡,月初剛圓滿落幕的「2012台灣國際Hi-End音響大展」裡,SurrounTec台灣總代理「上瑞」在817房的展示,特別將中高音音箱背板換成透明壓克力,為的就是讓參觀民眾可清楚觀察SurrounTec超驚人的分音器。我們可以發現,除了架構超級簡潔、元件總數極力降低以減少相位失真外,僅有的極少數元件用料超級豪華,全面採用Mundorf銀金油浸電容,最頂級鑽石高音型號還採用極度昂貴的Dueland電容,內部配線則為丹麥ZenSati製品。再者,為求得到低不可察的相位失真,SurrounTec每對喇叭製品都逐一個別量測發聲特性,再以手工精調分音器元件,根本就是不計時間及物力成本的藝術品,也難怪生產速度超緩慢(頂級旗艦一年只得三對)、售價也超級高昂(旗艦製品身價在新台幣千萬元以上)。

SurrounTec頂級旗艦Masterpiece喇叭

這對喇叭是SurrounTec傾盡全力所打造的最完美音樂重播製品,外觀極度精緻的鋼琴烤漆需要耗時三個月,配備Accuton 50mm BD50鑽石振膜高音,中低音與超低音陶瓷振膜單體之音圈使用銀線繞製。
為排除低音單體震動之不利影響,音箱同樣為中高音衛星喇叭及超低音分離之結構。
音箱底部前後有兩根外伸之鋁合金支架,以更寬的接地面積,提供音箱更穩固的支撐。

本地音響展首度公開的SurrounTec Iponlog

「上瑞」去年六月就已取得SurrounTec台灣總代理權,不過由於產量供不應求,因此一直沒有作大規模的推廣活動。今年八月初的「2012台灣國際 Hi-End音響大展」,上瑞才終於以這對SurrounTec Iponlog為主角展出,讓心儀已久的音響迷們能親炙SurrounTec的迷人魅力。在整個家族中,Iponlog可說是落地款式的主力機種,在上面是體型更大、使用更大尺寸中低音及超低音陶瓷振膜單體的Monolog與旗艦Masterpiece,原廠認為Iponlog是適用於小型與中型聆聽空間的型號,上方音箱配備30mm Accuton鑽石振膜高音一支與7吋Accuton陶瓷振膜中低音兩支,下方的超低音音箱則有兩支8吋Accuton陶瓷振膜低音單體,擁有50Hz-40kHz±1.5dB的超平直頻率響應,效率為90dB/1W/1m,最高音壓則可達110dB(1m前量測),性能規格非常優異。
現場以兩部ASR Luna 6擴大機併聯運作,各自驅動一聲道的SurrounTec Iponlog。有關ASR這個同樣來自德國的特殊擴大機品牌,請各位點擊詳閱本站先前這篇【名廠大搜密】特立獨行、堅持原則、不斷精進的德國精品ASR擴大機的深入剖析,ASR Luna 6擴大機的相關器材評鑑報導則可點擊參閱本站【影音終極百科】專頁之連結。對了,ASR Luna 6本身就是立體聲擴大機,為何要每聲道各使用一部來推動呢?其實,使用ASR雙機出擊是上瑞近幾年參展一貫的配置,其作法是將兩部ASR用一條線相互連接,讓兩者無論電源開關、訊源切換或音量控制,都能同步運作,讓左右聲道各自使用一套ASR推動(一組輸出推高音及中低音,另一組推超低音),使整體聲音表現更為輕鬆自在。
搭配的數位訊源是上瑞去年引進立即造成轟動的MSB,包括Signature Data CD IV 轉盤與Diamond DAC IV數類轉換器,由於各自有獨立的電源供應器,因此是一套四件式的組合。這套Signature Data CD IV 轉盤是該廠最新版本,承盤改採更堅固且低震動的鋁合金材質, Diamond DAC IV數類轉換器則配備世界上最精確的「飛秒銀河」時鐘模組。有關MSB技術及聲音特色的相關剖析,各位可點擊參閱本站這篇【影音最前線】數位音訊技術先驅 MSB即將再掀極致影音狂潮【影音終極百科】MSB專屬頁面之豐富內容。展房內全套MSB加ASR與SurrounTec Iponlog的頂級組合,呈現了相當靈活生動的音樂感染力與優異的音響性能,是本屆音響展裡聲音表現最佳的展房之一。
包括Iponlog在內,SurrounTec的音箱外觀可客製處理成各種不同的色彩,完美搭配居家裝潢風格。

橫跨專業錄音室及Hi-End家用市場的鑑聽風格

SurrounTec最早投入的是專業錄音室市場,在其音樂重播品質與絕對精準的鑑聽性能,廣受各大專業錄音室及眾多錄音師一致肯定之後,才將其產品擴展推廣至Hi-End家用市場。難得的是,除了具備「相位失真」低不可聞的特異功能,以及所帶來的超精準音樂重播高性能之外,SurrounTec還是眾多橫跨專業錄音室及Hi-End家用市場喇叭製品之中,產品外觀精緻細膩程度同樣讓人無可挑剔的品牌,值得要求嚴苛的音響迷及愛樂者密切關注。

 

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除了兩聲道Hi-End音響,還跨足到高畫質影像領域、實現多聲道音響重播,並且達到「極致」程度的影音玩家,除曹醫師這個地球上恐怕找不到第二人。不僅「影音雙修」,曹醫師對於影音重播系統開放與執著的態度,更是最終讓影音重播效果能達到極致的源頭。有能力購入高價視聽器材的玩家不少,但能如同曹醫師一般秉持「Hi-End精神」去挖掘視聽系統重播底限者真的不多。
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