雷明專欄：揚聲器睇真 D（9）
1890 年發表的理論
調諧管技術，加上電腦設計幫助，更如虎添翼，成就超卓。但發燒友勿忘，諧振器理論是在 1890 年由物理學家 Helmoltz 所發表！
Helmoltz 諧振器是個單週率諧振器，聲波在通過一條經調諧的管道進入一個既定容量的小室內，便產生某一設定週率的諧振。
反射式（Reflex）或調諧式（Tuned box），又稱導管式（Ducted box）聲箱設計的基本概念，都是依據 Helmoltz 諧振器原理，將聲盆背面聲波加以承載，令聲波在導管或開口（Duct）空間內產生設定的諧振。由導管排出箱外的聲波，其實是經過無源補償方式在諧振範圍增強了設定音量的（EQed）聲響。由於是無源 EQ 處理，故沒有額外的電子失真，例如互調失真，諧波失真等雜物，這方面的質素倒比較清潔。但美中不足的是，反射式聲箱提供的補償聲波，屬非線性，導管諧振和聲箱諧振（例如空氣諧振）等發燒友叫做「箱聲」的毛病，是音響在中低、近低頻之某固定頻率呈現「咚、咚」聲或肥腫難骾的物理震動。前者令人頭昏目眩，後者令人反胃作嘔。幸好，此類最惡劣的箱聲現時只見於平價聲箱。設計精密結構嚴格的中、高檔製作，得電腦輔助之賜，已能準確地控制了所有聲學上的（Acoustical）聲箱諧振。電聲專家們已掌握了塑造導管聲部頻應的科技，令它和聲盆發聲面混成一氣，渾然一體。
新進電腦科技
電腦輔助（Computer Aided）設計技術和激光全息（Laser Hologram）分析圖像的結合，使設計師輕易地用電腦去模擬一個聲箱及在螢幕上觀察聲箱震動形態，從而選擇理想的建材，墊料及單元匹配。前文所講的具備 4 個諧振室，4 條諧振管的反射箱，每格諧振室提供不同的設定諧振點，把原來呈峰狀的諧振曲線修輯成頗圓滑的增益曲線，提供順耳的低週補償特性，是高科技支持下的極級表現。沒有電腦和激光，就不可能產生如此超卓的創作。
反射式聲箱，雖沒有號角承載那些音染色、相位失真，但本身也具有多種與生俱來的失真。除前述的「箱聲」之外，來自反射式導管的聲波（頻率一般不會超過 1KHz，較高聲波已在「反射」途中於箱內消失），和聲盆正面發音比較，它是一群延遲音，相位差相當大，與正面音構成一定程度的干擾。導管發聲口若向前，則干擾愈大，而瞬態較快，若向後，則干擾愈小，而瞬態較慢。向後發射的導管，更招惹起麻煩多多的房間諧振。「前」派和「後」派之爭，永不了結。發燒友在選擇反射式聲箱時，倒有一條金科玉律可循；缺乏適當空間讓聲箱側背二面自由呼吸的聽音室，請勿採用向後發射的導管式聲箱。
反射式聲箱的效率及聲箱體積，高於密封式而低於號角式，適合多聲道家庭影院採用。
不少諧振波峰控制欠佳的反射式，聲盆低頻抖動幅度頗大，此現象尤見於放唱碟面彎曲的黑膠碟。當唱針在碟面循行時，聲盆隨著碟面彎曲起伏而作出劇烈抖動。這是唱臂 / 唱頭諧振和碟面彎曲週率十分接近的可怖現象。嚴重時足以產生惡劣的抵消作用及互調作用，而且擴音器功率被大量耗費，實在令人沮喪。過癮的是，這類 15Hz 以下抖動，通常未足構成聲波。眼看得見的震動，通常在聞限之下。
確認 Doppler 失真
發燒友眼見聲盆劇烈抖動及聽到模糊聲響，便一口咬定那是杜普勒失真（Doppler Distortion）。幸好不是！因為，如果聲盆能產生可聞的杜普勒失真，Hi Fi 重播便永不會實現。杜普勒效應是音波受發音體活動速度調制，受聲位置收到的聲響會是原音加速度的較高音或原音減速度的較低音。體驗杜普勒效應的最佳場合，是坐火車聽汽笛聲。在車廂裡聽自己列車響出的汽笛聲，無論列車是在行走中或靜止中，聲調（Pitch）祇有一個。但聽到迎面而來對行列車的汽笛聲調子卻較高。待那邊行邊響笛的對行列車在擦身而過背道而馳的煞那，汽笛聲調驟然降低。靜止的受聲體收到活動發聲體迎面來的音高，等於原音加速度，擦身過的音高則是等於音減速度。想想看，揚聲器操作離不了「迎面來，擦身去」的推挽式活塞動程，如果都足以構成杜普勒失真的話，那末每個迎面來的「正」波勢必受到每個擦身去的「負」波調制，何來 Hi Fi 哉？
部份電聲學家相信杜普勒效應干擾揚聲器音色的理論，大多數學者（包括 truly yours）則否定之。
言歸正傳，續講反射式聲箱設計令聲盆產生聞限下低頻抖動的問題。放唱黑膠碟時所見的聲盆抖動，是沒有聲音的振盪。宣傳 Hi Fi 的廣告片，喜用聲盆抖動來傳遞勁聲信息，事實上那是用頻率產生器（Sig-gen）做出來的 10Hz 左右抖動。聞限內的極低頻約 16 – 20Hz 抖動，眼睛就難以跟隨。至於最討厭的電流哼聲，香港地是 50Hz，屬非常可聞的近低頻，音量有時很強，但眼睛卻看不見了。
唱黑膠碟最攞命
反射式聲箱對聲盆低頻抖動情況缺乏抑制作用。唱針依循碟面彎曲情況產生的抖動，可能是6Hz 附近，本來不足為患，唱頭音圈也未必有如此低調的響應。但 6Hz 震盪的第 2 諧波 12Hz 卻是最有害的東西，它已進入了很多唱臂所調校的諧振範圍。一個 6Hz 碟面彎曲加上一個 12Hz 的唱臂諧振，就足以產生災難性的「無聲」大抖動。雖然這種抖動很難消弭，但憑經驗卻可加以控制。辦法是注意唱頭和唱臂的匹配。器材的說明書多數有匹配指示，高依從性（High Compliance）唱頭宜配低質重（Low mass）唱臂的道理，是希望藉此將唱頭音圈諧振和唱臂諧振隔開，降低聲盆抖動。至於真正的實踐，仍靠經驗。
擴音器與揚聲器的匹配，也十分影響低音質量和聲盆抖動的。下期續談。
原文刊於 1998 年 12 月《Hi Fi Review》 作者：雷明 先生
