查看: 1870|回复: 0

真力Genelec四十周年、创新技术

[复制链接]

212

主题

369

帖子

2037

积分

编辑

Rank: 8Rank: 8

积分
2037
发表于 2018-11-15 10:59:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 drun 于 2018-11-15 11:02 编辑

真力(Genelec)的成功,离不开他们的技术,真力40年来推出过多款经典产品,申请过数不清的专利,这些产品都成为了监听扬声器的参考标准。

有源监听技术
在有源音箱系统中,音频信号首先经由分频滤波系统分为2个、3个甚至4个频段的信号。分频滤波处理是针对低电平信号进行的,这带来了诸多优势:更精准、更均衡,系统总体性能提升等,同时,保护电路和系统响应的校准优化也都得以实现。信号经过良好的分频滤波处理后,各个频段的信号都将采用各自专用的功率放大器进行放大,并直接输出给各自对应的音箱单元。这个原则早在几十年前就已众人皆知,但人们仅仅把它当做新奇想法而并未付诸实践,直到1978年真力率先将有源音箱带进了人们的视野。在最初的几年里,尽管走在技术前沿的广播公司对此兴趣浓厚,但大多数客户还是不愿意购买完整的有源音箱系统。然而随着时间的推移,世界各地陆续举办的展览和研讨会将有源系统压倒性的优势逐渐展示给了最终客户。大型音箱1035A、小型音箱1031A分别在1989年和1991年问世,并大获成功,标志着有源理念已经在整个专业监听领域广受认可。多年以后,这一理念彻底改变了监听技术和产品市场的总格局。后来,有源理念也逐渐被其他专业音频领域所接受,特别是扩声和乐器音箱领域等等。

指向性控制技术
影响音箱声音辐射的最重要现象之一是声波的衍射。意思是不连续的声学表面,比如音箱箱体的尖锐棱角、常见的格栅网罩和某些安装单元的方式,会影响声音的辐射,产生“幻象声源”。避免衍射的方法是消除箱体边缘的棱角,或通过控制声波的辐射方向使得声学不连续的现象最小化。1985年发布的1022A结合了这两种方法—一合理消除了箱体边缘的棱角,同时控制声波辐射的指向性。DCW技术( Directivity Control Waveguide指向性控制波导)就是这样诞生的,通过这项技术,波阵面的辐射分布情况得到了合理的控制。这种形状特殊的坚硬曲面与音箱单元紧密衔接在一起,使声波具有恒定的指向性,当曲面较大时,指向性控制可以一直延伸到中低频范围。同时,DCW技术还降低了单元的失真度,提升了灵敏度,在较宽阔的听音范围内提供均衡致的频率响应。上述所有特点,大大改善了监听系统的声像定位和总体解析能力。而随着真力在这个方面的深入研究,发展出了最低衍射箱体(Minimum Diffraction Enclosure)技术,以各种曲线和非平面的设计去做到平滑的频响曲线,减少外部的干扰,而提升内部的效率,尤其是低频的质量。而MDE也普遍为现在的真力音箱所采用,是具有标志性的外观设计。

箱体技术
制造音箱箱体的原则与制造弦乐器刚好相反:弦器的箱体必须能够增强弦的振动,而音箱的箱体不应该产生任何形式的振动。早些年,最常用来制作音箱箱体的材料是实木、胶合板、刨花板和MDF一一中密度纤维板。MDF的声学特性、坚韧性、成本和易于加工的优点,使其成为制造音箱箱体的良好选择。各种不同厚度的MDF被大量应用于真力音箱箱体的制造中,此外,内部添加的交叉支撑结构增强了箱体的刚性,最大程度地消除了箱体共振。自1977年以来,部分箱体采用了特殊加工处理的MDF,即在两块MDF之间加入了一层阻尼材料。


1985年生产的音箱1022A采用了玻璃纤维来制造箱体,箱体形状复杂、刚性极强,对于实现弧形表面、边缘平滑的箱体形状是一个很好的解决方案。1022B在此基础上有了进一步的改进,箱体采用泡沫聚氨酯材料经铸模加工制成,具有刚性强、重量轻、密度高的优点,此外,箱体内部还带有一体设计的加强筋。


对于小型箱体的批量制造,各种各样的铸模技术就更受青睐。小型的1029A音箱并没有采用常用的塑料,而是选用了铝材料。除了良好的机械和声学特性之外,它还具有优秀的电磁屏蔽能力和散热能力。2004年问世的8000系列同样采用了铝制箱体,箱体形状经过优化,最大程度地降低了声波衍射。


拥有真力LSE(片状螺旋箱体)专利技术的LSE系列低音音箱,采用了另一种制造箱体的方案。金属薄板与MDF的组合使用已被证实是一种非常有效的方法,在提供更佳声学性能的同时,音箱外观也非常别致优雅。


2003年起,真力开始研究和实验复合木材料并在2013年推出了采用这项技术研发而成的首款产品——M系列。这种复合木材料的成分中有一半是木纤维。将木纤维、着色剂、阻燃剂、防辐射材料以及其它物质熔在一起制成聚合物,再用铸模技术制成刚性极强、声学特性和阻尼特性俱佳的音箱箱体。如同铝制箱体一样,真力能够针对降低衍射和控制声波指向性的需求,对箱体的形状、结构进行精密优化。

房间响应控制
低频声音的波长相对于音箱要长很多,其辐射是全指向的。如果声波的辐射范围受到限制,那么有限空间内的能量密度就会随之增加。半辐射空间会使声压级增大一倍。如果音箱紧贴一个宽阔而坚硬的反射界面放置,理论上低频会有6dB的增益。如果紧贴两个这样的反射界面放置,理论上低频会有12dB的增益。紧贴三个反射界面,理论上低频会有18dB的增益。房间响应控制就是为了针对类似这样的频率响应变化而做出补偿。


上世纪70年代晚期,北欧广播公司提出的需求中提到,有源音箱必须具有房间响应控制功能。因此,真力自首款产品S30开始就已经带有了低、中、高频电平调整,低频滚降控制功能。这仅仅是起步阶段,经过多年的发展,房间响应控制技术已更加精密和完善。如今的大型三分频音箱已经具有低、中、高电平调整,低频滚降控制,高、低频搁架式调整的功能。即使是尺寸最小的6010A音箱也带有低频和桌面补偿控制功能。真力研发了专用的软件,针对实际声学测量结果来合理设置音箱的房问响应控制功能。最新的研究成果应用了数字信号处理技术和先进的AutoCal算法来实现音箱的房间响应控制。SAM系列智能有源监听音箱( Smart Active Monitor)就是应用了这项技术的最前沿产品,能够自动测量音箱系统在实际声学环境中的响应,并应用数字信号处理技术对系统中各只音箱的性能表现进行合理的优化,实现音箱系统与实际声学环境的自动适应。

LSE片状螺旋箱体技术
典型的低音音箱箱体形式有两种,封闭式和开口式(反射式)。真力选择了开口式箱体设计。对于开口式箱体,最低频率的声音通过开口辐射到听音位置所有其他频率的声音由音箱单元辐射。当频率很低、声压级很高时,大量的气流会通过箱体上的导管开口反复进出。如果导管容积较小,气流速度太高,就会导致一系列的问题。为了降低气流速度,导管容积必须加大,那么导管就要增长,但是导管将会很难被装置在一个较小的箱体中。


真力LSE系列低音音箱的箱体采用了一条金属板材经螺旋弯曲而制成,螺旋金属板之间的空隙形成导管。导管的长度根据各款不同型号音箱的需求而定,以符合声压级输出和空气流动的需求。导管根据箱体的周长进行确定,没有确切的弯曲角度,螺旋半径各处不同,导管的内部宽窄大小也随着导管的长度而变化·以此避免任何形式的管内气流噪声。两块平坦而厚重的MDF中密度纤维板紧紧地把螺旋金属板夹在中间,形成音箱的前面板和后面板。这个简单却具有开创性的设计使得音箱的低频响应得到改善,效率提高,失真度降低,并兼具外形的美观优雅。

声学仿真与设计
现在的电子设计已经和30年前大不相同了。在过去,只有分立式晶体管和过孔安装元件才是普遍适用的。设计过程是一项劳动密集型工作,当时没有用于设计绘制电路图和电路板的个人电脑,不使用电路仿真,也没有规范文档。


如今有了强大的电脑和CAD程序,工作方式已经彻底改变了。不管是电子、机械还是声学,真力可以在制造实际样品之前对几乎所有事项都进行精确仿真。3D建模可以仿真出各个元件,快速原型技术能够让真力得到极为接近实际样品的测试结果。产品设计在符合用户需求的同时,也必须符合国际通用的安全、EMC(电磁兼容)标准,以及各个国家所规定的标准。现今的大部分电子元件都有了表面贴装形式的产品(SMD),能够使用自动化贴片机安装在集成电路板上,以提高产品一致性和整体质量。随着数字技术在音箱中的应用,软件的设计和维护也成为真力工作中的关键一环。同时,环境保护的意识逐渐增强,指导着他们的设计和生产。


但是多年以来,真力在电子设计的理念上自始至终没有改变一一即根据客户的需求,制作质量上乘、持久耐用的产品。

低频管理
对于多声道音频,专业和民用音箱都需要具有重放全频带声音的能力。通常分频式音箱都能够重放频很宽的声音内容。


然而在大多数听音环境中,由于各只全频带音箱的低频单元很难都处在房间中的理想位置,因而很难得到良好、一致的低频响应。解决这一声学问题的方案之一就是加入“低频管理系统”。使用有源电子分频滤波器将每个主声道中的低频内容分离出来,输入给低音音箱。这样,所有低频内容都从一个声源重放,它可以被放置在房间中最理想的位置。根据实际房间环境和具体性能需求,两个(或多个)低音音箱可以级联使用。另外,LFE低频效果声道(也就是“.1”)也通过低音音箱重放,与来自各个主声道的低频内容加和在一起。


因此,“低频管理”的主要目标是确保来自所有声道的全频带声音内容都能够被精确的重放。从早期的1092A开始,所有的真力多声道低音音箱就都带有了获得专利的低频管理系统,为客户提供完整的监听解决方案。

同轴音箱单元
同轴设计的高、低频单元早在上世纪40年代就已经出现了,但由于不连续声学表面和声波衍射造成的问题仍可以被人耳所辨识,因此一直以来在实际产品中,真力都需要对这些难以解决的问题进行妥协。2009年,突破性的高/中频同轴单元问世,解决了之前存在的各种声学难题。这种获得专利的同轴单元首先被应用在了8260A音箱上,并与DCW声波指向性控制设计形成无缝衔接,向完美这一终极目标迈出了可喜的一步。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

快速回复 返回顶部 返回列表