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震动对音响设备的影响

时间:2015-09-10   来源:原声录音棚   编辑:简丹  阅读数:1879   长春原声录音棚 配音 歌曲录制 设备 软件 耳机 话放 音箱 录音系统

有关喇叭越重越好的说法,买喇叭有句俗话:”论斤买”,喇叭箱体越重,代表使用的板材越厚,控制谐振的能力也就越强,抗干扰性也好,音染越小,声音会更厚实。选购音箱的*步,可以用手捧起音箱掂一下重量,一般来说同等级的喇叭,重量越重质量越好。另外喇叭重,表示中、低音喇叭单体的磁铁比较大,低音会比较沉。所以有关”喇叭越重越好”这个观点,就比较没有争议性。



震动对音响设备的影响


1.对扩大机的影响


在扩大机中,有些组件如电解电容器,受到机械振动时,会产生噪声。鉴于扩大机内部的电源变压器等,都会产生机械振动,外部声波也会引起设备的机械振动。尽管这些振动是不容易觉察的,但对处理放大微弱声频信号的放大器而言,那些机器内部和外部的机械振动,都将对音质产生影响,使得分析力下降失去声音细节、透明度变差、噪声增大。


2.对音源的影响


在CDplayer(激光唱机)、DVD(影碟机)以及Tape(录音卡座)等设备内,都有机械驱动系统的旋转部分,由于这个旋转系统,是产生机械振动的根源,所以把旋转系统设置于机器的中心部位,并用若干只避震脚支撑,这是一种理想的克服振动影响的方法。此外,对电唱盘或数字模拟转换线路(DAC),在受到设备内部和外来机械振动影响时,由于机芯或整机受到的振动,都将传递到唱片或磁带上,从而对声频信号产生调制作用,使声音变混,并增大了失真及噪声。可见这些声源设备受机械振动的影响更大。还有,当声源配备运转时,不仅会有噪声,还有震动,而CD片中的音乐信号轨迹又是那么微小纤细,因此,任何轻微的震动,都会对音质都有不良的影响,轻者出现音乐信号失真畸变,重者“跳槽”、“死机”。


为了防止机械振动对音响设备的影响,就设备本身来说,主要通过增大整机重量,以及采用对称布局结构,保持重量平衡,取得高的稳定性。在使用上就须采取避震措施﹐如避免将音响设备重迭堆放,这是一种极其普遍的错误放置形式,因为各设备间的振动将交互影响。正确的音响设备放置方法,应将各设备分开放置于坚固稳定的器材架上,各层间的搁板,对机械振动应具有足够的阻尼,并设置必要的避震脚钉和压板,务求将设备自发及外来的机械振动及共振减至*低。


3.对喇叭的影响


对于喇叭系统更是如此。喇叭箱体振动时,会造成共振,而且箱壁辐射的声波,将直接干扰喇叭的直接辐射声波,这些都会导致音质的劣化。喇叭单体本身就是一个震动体,制成喇叭箱后,应使其整体稳重厚实,任音箱高歌劲舞,任音乐在箱体内荡气回肠,而箱体应不为所动(就以我们的桌上型喇叭-ND-100而言,为了防震,喇叭箱体采用马来西亚进口的六分密集板,单颗喇叭的实重达6公斤。)。另外,音响的音量太大时,也会使器材受震动,即使是轻微的震动,对音响的音质都有损害,因此应该对以上的器材,以及扩大机、喇叭等都有必要进行避震措施,以求得*佳的靓声。


喇叭如何避震


扩大机、唱盘等本身不产生振动的器材,避震方式应与喇叭不同,扩大机的变压器与CD唱盘马达,都会产生振动,此振动对整个机子而言,它会造成整个机子的轻微抖动,但扩大机是将微弱的信号放大,而CD唱盘的数字模拟取样电压,是几mV,所以任何轻微的抖动,都可能造成巨大的影响。但是它与喇叭震动的方式不一样,喇叭振膜向前运动时,同时也产生一个后座力,将箱体向后推动;反之,振膜向后时,又将箱体向前推。就好像国中物理课,在火车上发射炮弹,火车会往反方向移动。因此,喇叭播放时,箱体其实也跟着做同频率的振动,只是箱体质量大,相对的位移较振膜小很多而已。


有人将箱体与沉重的脚架,以螺丝锁紧结合,其用意在于增大箱体的质量,使箱体位移减小,这是一种解决的方式,但前题是脚架的刚性要够。您也可以在箱体与脚架间放置角锥,其实这也是一种结合箱体与脚架的方式,但箱体与角锥间的摩擦力应够大,才有结合的效果,将力量有效的传导下来。这两种方式的目标,都是使箱体不产生位移振动(共振是另一回事)。


有人在箱体与脚架间,放置橡皮垫或类似具有弹性的物质。因为当箱体向后震动时,底下的橡皮垫接触面会跟着先向后,然后有一个反弹力再推向前,然后再向后,向前,向后.......,就像压一下弹簧再放手,它会来回弹一阵子一样。垫弹性的物质(且只垫弹性物质)会使高频变干涩,很可能与这来回弹动抵销了某一频段的高频有关。


其实角锥的真正作用,主要是减少柜架接触面产生的共振,使较少振动传回喇叭,对于喇叭本身所产生的振动,并没有抑制或吸收的效果。所以如果要消除大部份喇叭因震动所产生不良的影响,大概就要并用各种避震材料,它们可以各司其职,达到*佳的避震效果。这种喇叭垫材的组合由下而上应该是:


抑制振动:*下面用三个角锥,抑制台面的振动。


传递重量:角锥上面放一块硬板,尺寸约与喇叭底板相等,用以承接上面的垫材及喇叭,但须注意这硬板的刚度要够,才可有效降低共振。硬板与角锥间应可黏合,如此一般的地震都不怕。


隔绝振动:硬板上先铺一层橡皮等弹性物质,使经由角锥上传的振动能量被阻绝。橡皮层的作用,就像汽车的避震系统,轮胎(脚架或橱柜)动得厉害,车体(喇叭)相对动得少。


吸收振动:上面再铺一层类似厚毛巾的毛毡阻尼物,用以将喇叭本身振动的动能,经毛毡内部的摩擦转为热能,减少喇叭自身产生的振动。喇叭就摆在这层毛毡上。


这几层东西的顺序应不能互调,1与3负责压制由脚架(或橱柜)上传的振动,4负责消耗喇叭自身的振动。我想,其中*可省略的是3的那层弹性物质,因为毛毡可能足以吸收上下传来的能量。


至于为什么角锥上需要一层硬板,铺上与硬板等面积的橡皮与毛毡,而不在每个角锥上直接放上与其顶面积等大的橡皮与毛毡?若抱着一团棉被,由拳王阿里对着棉被挥一拳,你可能可以承受得住,因为棉被将冲击平均分散到大面积中;若你只是抱着一小团棉花,那后果可能就很难想象了。故前者应较佳。


避震材料


由上述可知音响器材怕振动,振动会影响音质,对音响器材产生影响的振动源,有驱动电动机、变压器磁感应、扬声器重放声波等。为了避免振动对播放中的音乐产生影响,除器材本身所采取的避震、吸震措施外,各种外加的避震器材也就应运而生,而且种类繁多,但大体上有硬质角锥、脚钉和软性吸震垫两大类,它们都能进一步消除振动对音响器材的影响。各种不同形状、不同材料制作的避震器材,通过传导、隔离及吸收音响器材本身、承载体(地面或台面)及声波中某些频率的振动,从而消除振动对声音产生的影响。


在自然界中,每种物体都有其固有的共振频率,每种材料由于自身密度的不同,它们的固有共振频率也不相同,对各种振动频率的传导性能也就不同。所以对避震器材而言,选用制作材料的物理特性是l非常重要的。目前制作避震器材的材料大致可分五种﹕


高弹性系数低阻尼材料,如铝合金、不锈钢及陶瓷等,这种材料的峰形尖锐,在40Hz附近振动传递能力,随频率变化而有大幅度变化,在高频时传递能力较软性材料为高。


中弹性系数中阻尼材料,如木材等,振动传递能力介于金属和橡胶之间。


低弹性系数高阻尼材料,如橡胶等,在200Hz附近振动的传递能力,随频率而起伏不定。


超低弹性系数材料,如海绵等,振动的传递能力,随频率增高而稳定下降,对频率的变化影响不大,但对高频振动不易传递。


复合材料,如不锈钢和橡胶等,对振动的传递能力兼有两者之长。


避震设备


音响器材的避震,通常可以归结为两种,一种是使用质地坚实的木柜或金属柜,放置器材作承架,另一种是利用脚钉、吸震垫或其它东西,将器材与承架以及承架与地面作隔离。但音响器材的声音特点是设计者所赋予,所以,并不是每种器材都能适合使用各种避震器材,应视实际情况而定采用何种避震方法。不管采取何种避震的方式,这些也只能算是调校的步骤,它只能改变效果,但不可能改变本质,所以各项投资都要适可而止,不能本末倒置。


避震的常用器材有钉脚、脚架、防震架、吸震垫、角锥......等,以下就针对这些器材防震的原理作个简单的说明。


1.脚钉、脚架


钉脚又称脚钉,是一个像钉子似的圆锥体,它有各种类形和各种材质,它可以单独放在器材或音箱下,也可以放在防震板、防震架下使用,它的尖头着地,能把有害的震动减至*小,很多音响都配带钉脚出售。


脚钉、脚架等都是利用适当的介质和几何形状,将音响器材外壳与承载体的接触面减少到*小,造就一个声学高阻抗区,使产生隔离作用,或者说是将音响系统的振动“机械接地”。硬质角锥、脚钉除可将器材本身的振动导出,还能把器材与外界的振动阻隔,使音响器材内部及外部振动,对音质的影响得以减小。一个有效的避震脚钉,必须在传导振动的同时,将振动的机械能,转换成热能散发掉。不同材料制作的角锥、脚钉都有其固定的谐振频率,各具优缺点,这在使用时是应该加以考虑的。


2.吸震垫


防震垫有大理石板、厚玻璃板、各种金属板及特殊工艺制成的硬木板,它的作用一是把器材压稳,二是配合钉脚支撑器材,或把迭起来的器材间隔开来以减震。


吸震垫用以吸收器材的振动,因材料不同可分发泡垫、橡胶垫、塑料垫、绒毛垫等,为取得好的吸震效果,应选择能吸收造成主要干扰频率段的吸震垫,同时要对10Hz以下的超低频予以吸收,用以改善声音的清晰度。吸震垫特别适用于LP电唱盘、CD激光唱机使用,效果可谓立竿见影,如激光唱机下放置吸震垫后,音乐的音质会有明显提高,低音更紧、声像聚焦更好,人声更清晰。不同材料制作的吸震垫,对振动传导的频率及传导速率均不同,这是选用的关键。如以厚重的石料作底,再在其上放以软质吸震胶垫,就能有更好效果。


3.角锥和吸震垫联合使用


角锥和吸震垫群组合使用,可兼收两者之长,硬质的角锥使振动得到有效传导,当振动传导至吸震垫时,由于高阻尼夹层材料分子间的相互碰撞,而将振动的机械能转化为热能,振动的能量便不会积聚在锥体附近,而且,利用不同材料具有不同的共振频率,对不同频率有不同阻尼的特性,使这种群组合,能具有一个较宽带带的吸收和阻尼,从而收到更佳效果。


4.角锥脚钉


关于角锥、脚钉的使用,根据多方经验,因为材料上每一点的振动幅度都不一样,角锥、脚钉放置在音响器材底部的位置,当器材前后振动时,得到的效果就不一样。通常角锥、脚钉使用三枚,以三角形放置,由实验方法取得*佳位,角锥、脚钉的效果以CD激光唱机、喇叭*明显。


5.防震架


防震架也是用特殊方法及上等硬木制成,不仅美观,而且沉稳、坚固,它也可以配合钉脚使用,并分为放器材的架子,和放书架型喇叭的架子,放喇叭的架子*好用钢铁制作的,也*好配上脚钉。


6.另类的避震


音响爱好者,常使用倒扣的高脚玻璃酒杯、鼓形大象棋子、老人茶杯、乐高积木或数枚硬币以胶带黏在一起......等,置于音响器材之下,作为避震之用,也可收到异曲同工的效果。


CD还可以用放两张唱片的方法来避震,也就是说在欣赏用的CD上,再压上一张其它CD,将两张对齐放进机内,这种方法也能使音乐的广度、乐器的摆位和细节,都有更好的表现,不妨一试;但一定注意唱片要对齐,放在唱片仓时一定要放平,以免卡死。现在也有专门压CD唱片的压片出售,效果会更好。


实际应用时,应根据自己音响器材的多少,来选购或制作以上的用品。音响器材比较多的,以及有影音器材的朋友,应该采用防震架,架上还可以放置电视机。假如音响器材少的,可用防震板或脚钉即可。当您不得不把器材迭放起来时,它们之间*好用防震板及钉脚隔开,这时钉脚的尖头根据实际的情况,可朝上或朝下,*后在器材的顶部还可以压上一块重板,避震效果更好。喇叭下面*好都以钉脚来当支撑,不过应注意,不同材质的钉脚,会有不同的音质,一般来说,铁、钢质结象力强;木、铜质柔润;瓦、钢木结合等各有其特点,你的喇叭适合哪一种,自己可在实践中多摸索。很好的避震不仅会使你的音响低音结实、控制力强,层次、分析力提高,而且音场更宽广、定位更准、音乐味更浓。以上可以说是让你的音响既快捷又方便改善音质的经济方法,不可不试。如果以上物品买不到时,自己可动手制作,这样不仅更经济,还会乐在其中。


结论


如果您组合了一套高档器材,却难以聆听到Hi-End应有的高贵、脱俗的传神音色,更难以达到“点滴不漏的细腻还原,金石为开的动人气魄”,那种令人震撼的至高境界,而是音场混浊、音质粗糙有毛刺,并且拖泥带水,归咎其原因,*大的“嫌疑”可能就是避震不良。在颓丧之余,不妨从器材的避震措施方面着手,进行“磨机”。您肯定会有“山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村”的感觉,Hi-End终会放射出夺目的光彩,即便是麻雀也会变凤凰,音质肯定更上一层楼!