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把电子分频玩到出神入化——深圳发烧达人郑先生

- 2024-05-24 - 江南投注赞助尤文图斯

  玩电子分频的发烧友不多,原因很复杂。首先能选择的分频器不多,除了一些专业产品外,高端的只有日本金嗓子Accuphase仍在生产。第二,可以做手动分频的音箱也不多,大部分产品都内置了被动分频器,所以玩电子分音通常都是JBL等音箱的拥簇者。第三,电子分频意味着每一个单元都有独立功放推动,不但阵容庞大,成本也随之提高。最后,电子分频总系统加起来很复杂,虽能按照自己的喜好口味进行调音,但分频点、分频斜率、高通与低通、音量等调整怎么样才能做到平衡正确,恐怕不是初烧的朋友可以驾驭。因此我们说,能在音响系上玩电子分频者,都是资深高手,而能把电子分频玩到出神入化,那就更是高手中的高手,深圳的郑先生就是这么一位隐世高手。

  Hi-Fi史上电子分频之始作俑者应该是Marantz,早在上世纪50年代,他们就率先推出电子分频器,当然是电子管的。 目前电子分频应用于舞台专业音响已经很普遍,使用独立机器进行电子分频能够准确的通过喇叭单元特性进行设置,得到准确的分频点、衰减斜率及平直的频响合成曲线。 所谓电子分频,就是将分频电路提前到功放之前的电路拓扑设计,与普通音箱分频器在功放之后有本质上的区别。 或许电子分频这一个名字并不那么准确,因为所有分频器都是基于电子元件制成的,但电子分频一般被集成在独立的机箱中,电路主要由运放、电容和电阻等常见元器件,如果是数字式电子分频还会加上ADC与DAC等解码芯片组成。

  瞬态响应得到一定的改善,每个单元都有独立功放推动,控制力方面改善很明显,声音的弹性、力度、冲击力和透明度可以明显提高。

  频过载可能性降低,由于先分频再放大,高音与低音信号可以不受中频影响,降低了功率要求,余裕度也更宽,可以改用音质美的小胆机推高音,大功率大电流晶体机推低音,各取所长,除了对提升整体效果有好处,还能保护喇叭单元。

  每个单元灵敏度便于调整控制。此外电子分频精度高,由于扬声器阻抗的特性并非线性(非恒阻),传统被动式功率分频有可能会出现频率漂移,而电子分频无论音箱负载特性或阻抗曲线如何起伏,分频点都不会改变。

  好处多多,那采用了电子分频技术 的音响系统就天下无敌了吗? 当然并非是!电子分频的常见误区包括:

  ● 电子分频没有相位偏移。电子分频和传统被动式功率分频,基本框架结构或者说交流等效电路是一样的,相位偏移必然存在,相位不偏转怎么来实现分频?这是分频的基础,二者区别仅仅是放在功放之前还是之后罢了。

  ● 电子分频高大上。被动分频和电子分频只是形式不同、调整手法不同,各有千秋,没有绝对的高下之分。甚至市场价几百元的有源小音箱,采用电子分频方式也不稀奇,在舞台扩声系统上,由于被动分频的功率损耗可观,用电子分频方式反而能大大降低成本。

  ● 电子分频对喇叭单元性能要求高。有人以为功放直通喇叭单元,最终音色表现依赖喇叭单元自身特性。其实设计电子分频方式,所谓的幅频特性、相频特性和阻抗补偿与传统被动分频无异,设计得好并不会有太大区别。很多中低价位音箱产品无法达到预期效果,主要是一些设计者仅仅用巴特沃兹(Butterworth)或林奎兹(Linkwitz-Riley)滤波器,简单的构成基础高、低通滤波器,也不认真理解喇叭单元特性,这不能怪罪被动式分频器。

  电子分频所使用的分频器,从结构上又分成模拟式与数字式。 模拟式分频器工作原理是由电容器和电感线圈构成的LC滤波网络,高通滤波器利用电容,只让高频信号通过而阻止频率低的信号; 低音则利用电感,只让低频信号通过而阻止高频信号; 中音则是一个带通滤波器,除了一低一高两个分频点之间的频率都可以通过。 在实际的分频器中,有时为平衡高、低音单元之间的灵敏度差异,还要加入衰减电阻; 另外,有些分频器中还加入了由电阻、电容构成的阻抗补偿网络,使音箱的阻抗曲线平坦一些,以便于功放驱动。 也有产品使用OP运放构成的GIC滤波器,取代LC滤波以获得更小相位偏移。 换句话说,模拟式的电子分频器的每个分频点都是固定的,通常以多个模块方式让用家自己挑选分频器,上面可设置分频斜率、简单调整相位等。

  每个中高音单元都有独立的Pioneer衰减器,能更好与低音取得平衡。主人希望有更快的速度与更高的分析力,搭配全套音乐丝带Nordost的奥丁Odin系列线材

  新的数字式分频器功能越来越强大,可自由从二路加至四路、五路; 分频点设置有99个或更多; 分频斜率也由-6dB、-12dB、-18dB、-24dB、-48dB到 惊人的-96dB。 数字电子分频器的原理是先让模拟讯号进行A/D转换,在数字领域进行包括音量在内的各种调整,失真非常的低。 尤其是时间相位控制,可以由0至999公分每1公分一级,调整喇叭单元前后安置引起的发声时间延迟,只要输入距离差距机器就会自行计算出时间延迟,最终得到良好准确的时间相位。 一些新产品还加入空间校正处理功能,把空间尺寸造成的频响不平坦、装修造成的混响特性都进行校正。 处理后的讯号再D/A还原成模拟讯号,交给功放去驱动音箱。

  一派发烧友认为模拟式的线路更自然、没有A/D与D/A过程造成的细节损失,尤其是瞬态反应与音乐表情难能可贵。只要分频模块设计完善,多准备几个模块一样能进行很多变化,应付多路分频的需求。另一派发烧友认为数字线路虽然结构更复杂,但相较于它获得的好处,比如解决空间缺陷、处理时间延迟、极小相位失真等,那一点点音质的变化可忽略不计。我自己比较倾向支持数字派,它用更经济的成本能够得到更有效的处理。如果音响系统连基本的三频均衡都没办法做到,耳朵听到的声音高低起伏,许多凹陷与突起如果造成遮蔽效应(某个频率的能量特别大,会遮蔽附近频率使耳朵听不到),那还谈什么细节呢?数字技术不只每年让手机加速,其实它也能带来声音的革命性变化,所以我经常提醒所有发烧友,不要拒绝数字技术的所有可能性。

  共四套Cello的四件式Performance与Duet 350后级来推动分频系统

  科普了电子分频常识,再来介绍深圳的超级发烧友郑先生,读者就更能理解他这套超级系统的厉害之处了。来自潮汕的郑先生经营港口物流生意,偌大的办公室就在深圳福永码头边上,工程进行的关系,路边尘土飞扬,但一进到郑先生的办公大楼却是窗明几净,仿若世外桃源。郑先生就在约一百平米的办公室玩音响,单是面积之开阔就让人羡慕不已。应该说整个办公园区都是郑先生的产业,里面包含了办公、会议、私人会所、餐厅等不同用途,郑先生日常主要的工作,即是坐在办公桌后面品茶聆乐,真是神仙不换的生活境界。办公室摆放音响器材的区域,以红砖贴墙,除了天花板几块木制扩散器外,仅有木地板上的一大片地毯,其他很少声学处理,因为面积够大,低频驻波等问题是不存在的。

  早就实现了财务自由,郑先生可以花大把代价购买世界最顶级的音响系统,但他却想自己动手,打造属于自身个人风格的声音。那比人还高的积木式结构号角音箱,是委请深圳艺致科技EIZZ负责人钱先生协助设计的,进行四路五分频推动。所谓积木结构是指每个单元都有独立箱体,以厚重的高压板(也就是常说的钢琴响板)制作,可按需求来做上下错位排列。音箱使用的单元清一色为TAD产品,TAD母公司是日本先锋Pioneer,其实1937年Pioneer成立时,主业就是制作音箱与单元,后来才逐渐衍生成多种产品。1970年代时,Pioneer已经是全球首屈一指的音响器材领导者,但高层觉得应重新出发,成立新的公司专门制作“前所未有”的超级音响,TAD于焉诞生。为了追求“世界第一”的目标,TAD的打从一开始就相当大胆,邀请原任JBL副总裁的Bart Locanthi加盟。

  巨无霸号角音箱以钢琴响板制作,每个单元都有独立单元,积木结构能随意排列组合

  1978年是TAD重要的一年,他们发布了首款压缩驱动高音TD4001,搭载这款压缩驱动器的就是1983年发售的Exclusive Model 2402以及两个低音版本的2401。TD-4001首创采用了铍金属振膜,即使在40多年后的今天,使用铍振膜的单元依然是极高的技术,可以想见TAD的高光时刻如何辉煌。后来TAD(Pioneer)的ED-911、ED-915、TD-4001、TD-4002、TD-4003、TD-2001、TD-2002这几款压缩驱动器,还有带式超高音PT-R7III(标称频响上限达到120kHz!)等,连挂着先锋品牌的音箱S-9500/S-9500DV,它们的球顶中音和带式高音的振膜全是铍金属制作。

  全部TAD的单元。TD4001驱动头+TH4001木号角的中音(负责800Hz-5kHz最重要的中频段)、TD2001驱动头+TH2001木号角的高音(负责5kHz以上高频段),中间还增添了ET703超高音(在7kHz以上增加泛音)

  后来TAD遇到新秀品牌挑战,他们都指出TAD的设计有点过时,无法很好适应当今的大动态数字音乐需求,尤其大口径低音单元速度有点慢。的确近50年前的设计、生产的基本工艺、材料科技都无法与今天相比,但不惜成本的态度恐怕也是今天所欠缺的,所以TAD以TD-4001搭配TL-1601的Exclusive系列监听音箱,依然是许多资深发烧友梦寐以求的逸品。可惜能把TAD号角音箱玩得出采的人并不多,一方面为了修正号角带来的失真,TAD把分音器做得很复杂,导致低音效率降低;二方面发烧友忽略了录音室中都以大功率晶体机搭配,他们改用小功率胆机希望获得更醇美质感,却往往失去了平衡度。要玩好TAD,电子分频应该是聪明之道,扬其长避其短,主动分频让每个不同单元只负责较窄的频宽,再以足够功率伺候,要发出惊天动地的大声压与大动态就不是难事。

  下面是15英寸的TAD1601C低音单元(注意纸盆上有个特别版的三角标示),负责290Hz以下频率;上面是罕见的TAD1201石墨振膜单元,负责290-800Hz的中低频段

  帮郑先生设计音箱的深圳艺致科技EIZZ,也就是目前国内生产最高端黑胶唱盘的厂家,他们的EZ-3000铸铁重型黑胶唱盘重量将近250公斤,机体由球墨铸铁配合特殊的比例稀土材料铸造,振动频率控制在7Hz以下,铸造材料经2年的自然应力释放再加工成型。唱盘底座采多层物理避震结构,多层弹簧钢板+钢丝悬挂构成了第一级避震方式,脚钉采用了一点式接触的氮化硅球做第二次避震,配合专用的德国产空气气囊平台形成三次避震,针对外界震动频率在5Hz-8000Hz可以隔离掉95%,来保证了唱盘工作的背景安静度和超低的抖动率。铸造工艺的铜盘配合高精度陶瓷主轴,抖动率可控制在0.08%以内。我曾多次与艺致的钱先生合作主持产品介绍,对重量超过200公斤的气浮避震机架、无所不用其极使用国外秘制变压器与补品元器件的电子管唱放、电源分体前级、212单声道后级等产品都佩服得五体投地。想想以212单管三极工作输出55瓦的单声道后级,每部重量居然也超过200公斤,难道里面放铁块吗?差不多,柱型机箱的下半部由众多电源、扼流圈、推动、输出变压器组成,几个年轻壮汉都未必搬得动,你想声音能不好吗?

  老款的多能士Thorens旗舰Reference黑胶唱盘。今年多能士庆祝成立140周年,推出全新Reference唱盘,与与德国Seismion合作,该公司以生产主动式避振台而享誉国际,新版Reference 唱盘是围绕着这个避振系统而设计

  分别使用空军一号白金唱头与v.d.Hul范登豪的The Crimson唱头

  郑先生使用的二只唱臂,其中有12英寸的Fidelity-Research FR-66S(S代表纯银线),由日本唱臂大神池田勇设计的动态平衡唱臂,配可升降VTA的底座,由于产量稀少,已然是世界最贵的唱臂之一,目前二手价都超过5万人民币

  艺致科技EIZZ钱先生设计的音箱虽说是四路五分频,严格讲起来共有六路,结构很复杂。 在后墙有二组独立的超低音,每边使用2只TAD的18英寸巨无霸TL1801低音单元,并联作为50Hz以下的超低补偿,搭配一对美国Cello四件式后级Performance推动(输出功率200 瓦/8 ohm,400瓦/4 Ohm)。郑先生以欣赏古典音乐为主,除了管风琴与钢琴的最低八度外,很少有乐器会发出50Hz以下声响,但拿掉它又觉得若有所失,这二套超低音扮演了增加音乐氛围的角色。2只15英寸的TL1601C低音单元分别安置在音箱的最上面与最下面,并联负责低音部分,同样用了Cello的Duet 350后级(输出功率350瓦/8 ohm)推动。当年TAD就是靠着TL-1601低音扬名立万,Eagles飞鹰乐团采用TD-4001与TL-1601搭建成大型音箱阵列,负责全球巡回演唱的舞台扩声,演唱会中这套音箱产生低于30Hz的延伸,而且在30公尺的距离外还有130dB的庞大音压,TAD完成了几乎不可能的任务。第一代TL1601在1978年推出,1981年发布TL1601a,1988年发布TL1601b,连同新的TL1601c都是后续改进型号,用磁通密度更强的钴磁。目前此系列低音单元仍在生产,除了纸盆外,最大的特点是多皱摺布悬边而不是普通的橡胶悬边,表面再以手工涂布阻尼胶。

  钱先生特别加上1只TD1201石墨单元负责中低频部分,用以增加TD4001中频段的厚度,用了Cello 350后级推动。这只单元比较罕见,TAD说它的音盆形状是用激光光学测量加上人耳听觉最终定型的,音圈采用带耐热涂层的扁线高斯的铁氧体磁铁,配合新材料和新形状的磁极及磁通短路,实现了低失真和高输入电阻。原本用于高音的TD4001压缩驱动头搭配木号角TH4001,4英寸铍振膜有很大频宽,此处仅负责中音。据说TD4001制作的精度,远远超出了当时的常识。举例来说,TD4001为实现高能率和宽带化,磁通量密度要求在1.8特斯拉以上,再加上为使磁隙更小让中音共振得到控制,音圈缝隙必须小于0.09-0.1mm,但首先必须使10mm直径音圈的线mm。也就是说,与基准圆边缘相比,音圈边缘最大误差在+/-25微米,如果换算成一个4米直径的大圆环,误差只允许在1mm以下。如此超高精度的要求,连美国JBL都无法企及,其他产商更只能遥遥相望,你说这样的设计算落伍吗?

  高音部分由TL2001压缩头+TH2001木号角负责,TD2001使用2英寸铍振膜,频率响应 500Hz-22kHz,钱先生怕延伸不够,又加了1只打着Exclusive商标的ET-703钴磁压缩超高音单元,1.5英寸纯铍振膜与纯铝音圈,振膜重量只有0.07克,极其轻巧,有出色的的瞬态和清晰度,最高频率45kHz,日本很多TAD玩家基本都搭配这个超高音。此外每个中高音单元都配有独立的衰减器,是特别从日本Pioneer淘回来的原装品,中高音都用Cello Duet 350后级推动,音箱后面共四套Duet 350一字排开非常壮观。顺道介绍一下铍金属,它是从Beryl宝石中提取出的Beryllium加工而成。TAD使用独特的真空蒸镀法,在真空环境高温度高压力下,让金属液化成蒸汽再蒸镀于铜胚模具上,最后将铜模具腐蚀掉,留下密度和厚度一致的铍振膜,兼顾刚性并有良好的内阻尼特性,昂贵是有理由的。

  我见识过最疯狂的电子分频玩家,当属顺德的大佬黄淯生,三十多年来他没有更换太多器材,不过多路分音一直加码,从三分频、四分频……扩展为七分频,总系统越来越庞大。最早黄淯生是以Pass Alpha 1.2单声道后级推Infinity旗舰音箱的EMIT高音,用Cello Performance AMP II四件套后级推EMIM中音,但这些功放早就停产,保养维修都有难度,所以他总数144只参数特性都不同的喇叭单元只好定制功放,功放的数量庞大,已经难以计算总输出功率有多少瓦,黄淯生只记得摩托罗拉的TO-3铁壳功率晶体总共了一千只,耗电量可观,所以他平常不敢开机长煲。郑先生也喜欢Cello的功放,由于所需数量众多,只能透过几个朋友从世界各地搜购而来,究竟Cello功放有什么魅力?

  Cello是由真正的大师Tom Colangelo所设计,你可能不认识他,但一定听过Mark Levinson 的大名。Mark Levinson能够说是上世纪70-80年代美国乃至全球Hi-End音响界的泰山北斗,当年他以超越时代的观念奠定了Hi-End音响的原则,例如:电子元器件精密测试配对、线路追求极简最短路径等等,至今仍是Hi-End品牌共同遵守的“圣经”。

  既然是Cello的拥簇者,Audio Suite与Audio Palette调色盘当然会一并收藏

  对老发烧友来说,Cello这一些产品代表了一页页的经典,他们都以为Cello的晶体机带有胆机的音色与韵味,实际上其意义远不止于此。以Audio Palette“音乐调色盘”来说,它赋予前级多变的EQ均衡功能,让发烧友调整出自己最喜欢的声音,但却没有传统均衡器劣化音质的缺点,所以老发烧友争相收藏。又如Encore 1 Meg,号称是全世界输入阻抗最大,而输出阻抗最小的前级,让音乐讯号通过时基本上没有任何阻碍,也没有一点损失。四件式Performance后级出色的驱动力与极低的音染,则让它成为许多专业录音室的指定材。另一方面,Cello把精密仪器和雕刻引入生产的基本工艺中,完美结合外观与声音,Cello俨然是90年代Hi-End艺术的化身。之后雄心壮志的Cello在纽约与洛杉矶开设二家专卖店,就连香港也成立了展示中心 (香港凌智的前身),Cello的攻城拔寨风头一时无两,却也种下经营上的危机。总之,我们现在看到清新斯文,颜值出众的Cello产品,听到优雅气质中蕴含庞大的力量,用“功放中的西装暴徒”来形容恰当不过。

  郑先生这套电子分频系统关键的灵魂,由二部金嗓子Accuphase F25完成。 日本人喜欢JBL音箱,金嗓子顺应市场需求推出电子分音产品,从第一代的F5开始,陆续有F15、F15L、F25等,到了DF35改弦易张变成了数字式的电子 分频。 1992年推出的F25式金嗓子在纯模拟时代的最高杰作,2001年又推出F25V,首创以多年开发的平衡电路与GIC滤波器结合,实现高精度交叉频率和衰减。 滤波器采用高斯(Gaussian)曲线设计,这种滤波器也用于高性能测量仪器如FET分析仪,与传统的巴特沃兹(Butterworth)曲线相比,它具有更高的脉冲再现性,能忠实地还原原始波形。 F25的滤波器具有三个分频斜率: -12dB、-18dB和 -24dB/octave。 原厂提供21个分频点的模块供使用者选择,范围从70 Hz到12.5 kHz,模块通过连接器直连到滤波放大器,实现最短传输距离。 这里说的GIC,是用于产生截止频率的电路,仅使用CR高通滤波来实现过去只能用LC滤波器(利用电感、电容和电阻的组合构成)完成的工作,由于在频响范围内不经过放大器,因此能保持信号的纯净度。 金嗓子提供的参数,F25总谐波失线dB,这样的参数在30年后的今天一点都不落伍啊!

  主人郑先生共使用二部金嗓子Accuphase的F25电子分频器,这是金嗓子最后一代纯仿真的电分产品。结合实际分频点需求,F25须购买不同的模块插卡使用,原厂提供70、 l00、130、180、250、290、300、350、500、650、800、l000、l200、l800、2500、3500、5000、7000、8000、10000、12500Hz共21个分频模块选购

  以欣赏黑胶唱片为主的郑先生,用了一部日本Crescent RA-1501的电子管(E82CC)全平衡输出前级/均衡器,目前这部机器扮演唱放、均衡器、前级等多重角色。机器由传奇人物伊藤喜多男(Kitao Ito)设计,他是1974年成立的新藤制作所(Shindo Laboratory)创办人,有日本线B推向现代音响市场。新藤的功放经常用一些特殊电子管,输出变压器为瑞典某公司所绕制,他的功放有与众不同的庄严与高贵音质,低频扎实而威力强大,中频丰满有如成熟之贵妇,高频则有相当稳重而恰到好处之美,外表制作之精美同样令人感动。

  艺致在日本Crescent RA-1501 的基础上大刀阔斧的优化改良电路,包括外壳都是重新制作。使用8只德律风根ecc802s电子管,这部机器是全平衡输出的前级/均衡器,扮演唱放、均衡器、前级等多重角色

  郑先生调整的声音整体来说属于比较温和宽松有韵味的,由于分频点、分频斜率、音量等都可以从电子分频器上调整,因此能变化出很多声音风格。玩电子分音的朋友通常太强调自我风格,郑先生能在主观美感与客观真实之间取得平衡协调,殊属不易。郑先生等于是在一片白布上作画,挥洒出他理想中的声音,这种声音不会太明亮刺激,但丰富的泛音与细密质感说明了极高频延伸非常好,中频宽松饱满又不失清晰线条,低频结实有规模感。最让人赞叹的是极低频,二只巨大的TAD超低音不但有深沉下潜,声音衔接连贯毫无破绽,同时赋予音乐很稳重的底盘。郑先生并没有用天价的器材玩电子分频,多年经验累积他也没有头大如斗,更不会因为搞不定而提不起兴趣听音乐,一下午的聆听之后我深深觉得,他的钱没有白花,花得很有智能!撇开声音风格与个人喜好不谈,我认为郑先生已经深得电子分频的个中三味,把电子分频玩到出神入化的最高境界!

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