求谈谈号角的频率特性?
为了搞清这个论题,我们先来理解一下号角的工作原理。号角是用来增强声源辐射的一
个声元件,而不是通常说的号角扬声器,因为号角扬声器还包括了策动系统。号角之所以能
够得到很高的效率,就是因为声管中声音是以平面波传播(平面波振幅不随距离变化),它
可以使策动力工作在力阻上,而不是振动膜片的惯性阻抗上。由于用号角能设计出任意的声
阻抗值,这对于求得与声源匹配的最大效率是非常有价值的,这也是号角应用的魅力所在。
一个具有一定婉展(通常是指数的)和长度的管,在策动力的推动下,号角中体积流增加,
并等于空气流体质量的时间增加率,于是经号角辐射出来的声振动也增强了,提高了声辐射
效率。即使在号角喉部口径与扬声器口径相同时,也有高于2倍以上的平均耗损功率,能输
送更多的声能。
决定号角频率的参数主要是婉展系数和声管长度。其中,婉展系数是频率的函数,它决
定着号角低端转折频率的声阻抗,也就决定了它在低频时的声辐射效率。当频率低于婉展系
数的截止频率时,号角声阻迅速趋近于0,所以耗损功率锐减,形成比较陡峭的频率响应转
折,使低频听感有明显转折感。号角长度与声管的驻波有关,号角越长,驻波波长也越长,
号角开口对喉部的声反射越小,对喉部阻抗的干涉也越小,所以一般号角多设计为长的声
管,以减少管内驻波干涉。如果不能设计长声管,或是为了平抑近婉展截止频率处出现的干
涉峰,则需要通过分频,截去一段低端频率,使号角的声传递近于无限长声管的传输性质。
因此,使其低频延伸受到了很大限制。与此不同的是,有后置号角的低频音箱则是利用了进
婉展截止频率处的低频特性,使其所传输的低频有更高效率,并使之变得更加通透,瞬态更
好,而将此频率之上的传声仍由扬声器来实现。
号角扬声器的高频特性主要决定于空气室的力顺,当力顺的声阻抗低于喉部阻抗时,高
频出现截止,声传输效率很快降低。空气室对包括宽频率范围的高效率扬声器是必须的,为
了消除其干涉现象它的尺寸通常都应小于波长,并保证号角喉部的力阻抗是纯阻的,所以它
对号角的传输效率也有重要影响。同时,若空气室太小,则压强增大,非线性作用加重,容
易产生过载畸变,特别是高频时畸变更大。所以号角扬声器在高频段的设计需要很好权衡,
一般多采取的是降低截止频率的做法,这就是为什么号角扬声器高频延伸难理想的原因。
由于号角对声源传输与纸盆扬声器有很大不同,形成的音色是特有的,特别是在大动
态、声惯性、空气感、声场表现等方面胜于普通音箱,所以尽管其有频率延伸的缺陷,也仍
然有着众多的拥趸者。