雷明專欄：揚聲器睇真 D（6）
揚聲器在重播低頻時，其震膜動作最為接近真正活塞形態。任何設計人，只要擁有全盤有關該低音單元的特性資料 — 活動質重、懸掛系統依從性等等 — 都不難度身訂造出一個完全的聲箱。一份畫在紙上的圖則，能提供絕對符合規格的聲箱結構。假若全部資料正確而製作物料及工序均無出錯的話，聲箱跟有關單元配合的演出效果是可保證。基本上，今日電聲學所運用的聲箱，可分為：1）密封式；2）反射式；3）號角式；和 4）傳輸線式四大類。
聲箱四大類
「聲箱」四大類是電聲界積近百年經驗怎樣令電動式（Dynamic）低音單元有效地產生低音的承載（Load）方式，在先前的討論裡，凡講及要用聲箱承載的「揚聲器」，均指電動式低音單元。理論上，中、高音電動式單元除了有引用「號角」承載的品種之外，可以不要聲箱。中、高音單元，只要適當地安裝在一塊能將聲盤前後聲波分隔開的障板上，便可正常操作。當然，在發音面背後實施各種控制，將聲盆背面（反方向）的音波有效地吸收甚至消滅，是正路的辦法。
其實，承載低音單元的基本道理，也是將聲盤前後聲波分隔開而已，但技術上一塊能將低音聲盤前後分隔開的障板，面積需要8平方呎。否則，聲盤前後互作反相，而半波長度又超乎障板闊度的低頻便在板邊碰撞，產生抵消作用，條數好易計，低頻衰減周率由相等於障板闊度的半波開始，每倍頻（即波長增加 1 倍）衰減 6dB。要避免上述損失，而又不欲將聲盤加以承載的「無箱聲」障隔方式，是無限障隔（Infinite baffle），聲盤背後和前方的空間均屬無限，殊不切實際。事實上，揚聲器就算安裝在兩間相連房間當中的牆壁上，也不能臻達理論上 100% 無限障隔效應。因為，前後聲波仍被兩個有限空間的房間所「承載」。所以，真正的「無限障隔」安裝方式並不存在，代之者是體積大小各異的「密封式」（Closed-box）。「密封式」是發燒友非常歡迎的聲箱設計，它似乎是箱細細、聲大大的絕佳選擇。把揚聲器放進一隻密不透氣體積細小的箱子中，箱內空氣的反彈力對聲盤之震動構成一股「氣墊」緩衝力（Damping），控制了聲盤的震盪形態，提高活塞動作質素，降低「盤分裂」失真，此為人所共知的「氣墊式」承載優點，老生常談矣。但另一方面，氣墊式聲箱效率低，動態範圍亦相應地較低。這個特性，在需求強大動態的數碼時代便呈現美中不足，比方說，氣墊式揚聲器是要在一個較高的輸入功率電平驅策之下才「開聲」的話，並不代表它在承受更大功率時能開更大聲。數據顯示，一台以3％二次諧波失真為上限，40H z截止，而需在典型 60m³ 體積（約 14.1 呎 X 17 呎 X 9 呎）之聽音室裡提供 105dB 聲壓的密封式聲箱，體積不應小於 65 公升，一般 10 公升左右的氣墊箱，低頻載止點就算設於 60Hz，最大聲壓很難超越 96dB 而不大破特破 3% 失真率者！這些數據，並非發表於八三年，而是早在七三年已被披露。當年的音響重播水平，則認為高至 10% 的低頻失真率仍可接受。電聲史上，A.N. Thiele（與 Thiel 喇叭的 Jim Thiel 無關）和 R.H. Small 兩位大師的揚聲器天書，俱發表於 70 至 75 年之間。
乜 Q 最靚聲
密封式聲箱由於效率低，箱內的空氣阻抗率微不足道，它理論上是個單一諧振系統（只有音圈諧振，無聲箱諧振）。氣墊式聲箱的 Q 值可由 2 開始至 0.5，Q 值愈低，阻尼愈大，平價氣墊箱一般取 Q = 2，以便獲得較高效率和諧振點之前更高（達 6dB）的中低頻波峰（約 100Hz 附近）。標準氣墊箱的 Q = 0.7 曲線，諧振點之前的波峰可控制至 2dB 以下，線性頗為優異。
氣墊式箱的高緩衝特性，需要高阻尼（Damping factor）的放大器去驅策。故此，鮮有配膽機而會靚聲的情況發生。
聲箱內加填的墊料，調制作用都是一樣。適當的運用墊料，能增大箱身的有效體積達 15%，故氣墊式聲箱頗借重於處理得宜的填料。但填料所產生的空氣摩擦損失影響緩衝率，故必須與聲箱設計一起運算。再者，填料在聲波穿插中移動，使有效聲盤質重增加多至 20%，而且填料移動的響應屬非線性，不能控制。
號角 – 最原始助聲器
將揚聲器（指重播低頻而要用聲箱承載的電動式單元）安裝在密封式聲箱內，而棄用聲盤背面音波，謀取較均衡播音特性的做法，通稱為 2π 理論，或 180 度擴散圖形理論，這一派認為，重播音響的發聲體只宜以 2π 形態操作。超過 2π 的擴散圖形只會增加揚聲器背壁的不必要反射，把「莫須有」的聲音混雜於重播裡。
當然，另一派 360 度發聲的 4π 擁躉，則堅持發聲體應該四面（或最低限度成 8 字形的兩面）擴散，才能獲得近似於音樂廳的聆聽效果。
號角（horn）承載聲箱，是 2π 理論其中之一個實踐途徑。七十年代至八十年代間，horn loading 聲箱一度不受重視，專家說，按足 Thiele & Small 的手冊，任何人都可以輕易造出 100 分的調諧聲箱（Tuned Box），而毋須費心去鑽研其他得不償失的設計。但是，自從純 A 類 3 極管膽機熱復辟之後，近五六年來發燒友又再積極關注高效率低失真的 horn loaded 揚聲體系。Hi Fi 潮流也像時裝一樣會復古的，九十年代 3 極純 A 膽機的額定輸出失真率，據 Audio Note 的 Peter Qvortrup 宣稱：「大概是 5% THD 吧！」但，聽過 Kagu-on（細於 30W）膽機推 Audio Note 揚聲器發出過百 dB 大包圍音響的人，無不震撼於 3 極純 A 加高效率 horn 所帶來的滿瀉音場。
Horn 即號角，是人類最原始的樂器之一，古代維京民族，採用巨獸角作為通訊器材。電影上常見的場面，那人站在臨海的峰頂上，鼓氣吹號，一時間整個大地充滿了號角長鳴的豪邁迴響。再者，華格納歌劇 Siegfried 男主角隨身攜帶的物體，是神劍與號角。此外，人類在向對方傳話時為使聲音變得較響走得更遠，一早就懂得以雙手圍成錐形套在嘴邊助聲，可見 horn 是神奇、浪漫、豪情，及至為實用的東西。貝多芬聽音樂也要用 horn 助聽器。最早期的電力揚聲器也是 horn loaded，中國人乾脆叫它喇叭。
原文刊於 1998 年 11 月《Hi Fi Review》
作者：雷明 先生
