2016年9月5日星期一

號角式喇叭擴大高音播放角度

我們常見的號角式喇叭,只是為了擴大音量,並無音色可言,只能作廣播之用。當你認識各種不同音響或耳機的設計,你就會越明暸錫安劍精心設計之處。

常見的擴音喇叭
大型場地喇叭或家居喇叭的結構和原理,多以木材製造的喇叭木箱,是外表平滑而內裡粗糙等。

相信只要你到過一些大型表演場地,如戲院或大球場,都曾見過圖中的「號角式喇叭」Horn Speaker。
外形好像一隻號角,裡面細小的位置,是喇叭單元發聲的起點,經過一個向外彎的曲面,形成號角的形狀。


另一種號角式喇叭,則將又大又長的號角分為兩段。最常見的兩段式號角喇叭,就是香港一般俗稱「大聲公」的手提擴音機。

其實最早發明的揚聲器,亦就是號角式喇叭,這是以最原始的方式,將人聲或喇叭單元的聲音以窄角集中起來,令原本的聲音集中在某個方向,從而增大聲量。

所以,戲院和大球場的廣播器、大型集會中人多嘈雜時所使用的「大聲公」,都是號角式喇叭,因為這是最有效將聲音集中和擴大的方式。

V形通道,令音色粗糙失色
但當你聽過號角式喇叭的音色,都會知道,這是非常差劣,音域非常窄、完全沒有低音,即使有中高音也非常沙啞,即俗稱「好拆」,音色嚴重失真,與「優美和諧」完全沾不上邊。

但是,為何號角式喇叭的音色會如此差劣呢?
其中一個原因,是它像號角外形,會將所有向外擴展的聲音,藉著V形通道折射,返回V形通道的方向。
當聲音經過多重折射,就會造成失真、音域被收窄、定位錯亂等問題。聲音的範圍被V形通道收窄了,音壓就會增大,所以「大聲公」發出的聲音,有極大音壓,令聽者感到厭惡及有壓力,雖然它擁有聲浪大、可即時引起群眾注意的優點,但並不適合長期聆聽。


另一方面,在教會聚會中,也曾見過下圖大型音響喇叭。
它有兩個單元,下方是包括高中低音的普通圓形動圈式單元,上方則是號角式的高音單元。

為何大型音響的高音單元,會使用音色非常差的號角式喇叭呢?
原來大型會場使用喇叭擴音時,會有一個基本的問題,因為高音是帶有極強的方向性。

一般而言,一隻喇叭所播出的高音,只有向前約15至30度範圍可以聽見,而中音的範圍,約有60至90度,低音則沒有方向性,全方位360度都可以聽見。

所以,假如設置一個會場時,在聽眾前面一左一右設置一對喇叭,基本上,位於前方接近兩個喇叭中間及兩邊位置的聽眾,是無法聽見高音。

所以,大型喇叭的廠商,都會特別把高音單元製造成號角式喇叭,如此,可聽見高音的範圍,不單是前方約15至30度,因為以號角式近乎直線方式發出聲音,亦可以藉著V形通道,把邊緣位置的高音,以折射方式,Z形向兩邊擴散,令前方中間和兩邊的聽眾,都可以聽到高音的部分,從而擴大現場可聽見高音的範圍。

但是,使用號角式喇叭,就無可避免地會出現失真、定位錯亂和拆聲等音色劣化問題。

結語:
耳機就不會有以上問題,因為所有聲音都是垂直直入耳道,所以錫安劍包含的五種音域,即高、中、低、超高和超低音,都可以直接進入聽者的耳道裡。

從以上資料可見,對於不是音響專才的人有說,只知其問題,卻不知固中原理。但牧師卻不但熟讀各樣資料,而每一個設計,選料等等,都大大把音色進一步原還,把歌詞中的每樣樂器,人聲情感和臨在感,都細膩地演繹出來!

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