“W”型音盆
革命性的振膜形態(tài)，最初是設(shè)計(jì)給Utopia系列運(yùn)用，如今Electra系列也采用相同的單體。
[單體振膜必須具備三項(xiàng)極具重要性的特點(diǎn)：
●高剛性，讓音盆能在寬闊的音域中如活塞一般運(yùn)動(dòng)，特別是低失真的低頻反應(yīng)。
●質(zhì)量輕，能在暫態(tài)上釋放出最大加速度，重現(xiàn)完整的聲音細(xì)節(jié)。
▲“W”形結(jié)構(gòu)核心泡沫體披夾著兩層特殊玻璃纖維組織。
● 內(nèi)部阻尼—消除了任何音盆結(jié)構(gòu)的鈴振或諧振降低音染問(wèn)題的產(chǎn)生。
不同材質(zhì)的振膜具有不同的特性。Paper紙是一種輕量的材質(zhì)，雖然它不夠堅(jiān)硬，但內(nèi)部阻尼特性還算不錯(cuò)，聲音卻經(jīng)常會(huì)受到紙質(zhì)影響而產(chǎn)生音染。Polypropylene聚丙烯/塑膠是質(zhì)量相對(duì)較重的材質(zhì)，但內(nèi)部阻尼特性相當(dāng)不錯(cuò)，剛性表現(xiàn)尚可，聲音品質(zhì)常傾向缺乏細(xì)節(jié)與精準(zhǔn)度。Kevlar簡(jiǎn)單編織的功夫龍音盆（非三明治結(jié)構(gòu)音盆），乃是利用樹脂來(lái)膠封音盆，制造出符合需求的剛性，但卻造成暗淡而無(wú)光彩的塑膠音染。
1980年，F(xiàn)ocal-JMLab成功開(kāi)發(fā)出一種結(jié)合了輕質(zhì)量、高剛性、高內(nèi)部阻尼等特性的新型態(tài)音盆，并取得相關(guān)專利，它就是[Polykevlar]三明治音盆。利用編織Kevlar功夫龍組織表面，和混合樹脂的空心玻璃微粒子作為夾層核心。這種結(jié)構(gòu)體展現(xiàn)出高剛性、低質(zhì)量的特性，至于阻尼系數(shù)則可藉由核心成份來(lái)控制。
▲“W”三明治形式盆的誕生震撼音響業(yè)界，同時(shí)工業(yè)制程也獲得獨(dú)家專利。
▲利用雷射干涉儀計(jì)分析，顯示“W”結(jié)構(gòu)音盆具備最佳的剛性/阻尼/質(zhì)量特性。
“W”三明治結(jié)構(gòu)形式音盆的誕生震撼音響業(yè)界，工業(yè)制程也獲得獨(dú)家專利。從最原始的結(jié)構(gòu)開(kāi)始，制程不斷地經(jīng)過(guò)改良與開(kāi)發(fā)，并發(fā)展出更新一代的Polykevlar三明治式音盆。音盆結(jié)構(gòu)上最大的進(jìn)化，乃是在樹脂與玻璃微粒中利用特殊結(jié)構(gòu)泡沫體，這種泡沫體主要是應(yīng)用在太空領(lǐng)域，沒(méi)有任何泡沫體具有一樣高的剛性/質(zhì)量比例。
取名為“W”是源起于Verre-Verre（Verre即是玻璃的意思），因?yàn)椤癢”形式音盆利用兩層比Kevlar功夫龍更輕且薄的細(xì)致玻璃纖維組織，除此之外，泡沫體與玻璃纖維間的分子吸引力也比工夫龍來(lái)得更強(qiáng)，所以音盆結(jié)構(gòu)有著穩(wěn)定的機(jī)械性與絕佳剛性，而這種結(jié)構(gòu)也讓音盆中的聲波傳送導(dǎo)速度更為理想，新制造可藉由改變泡沫體厚度來(lái)精準(zhǔn)控制音盆結(jié)構(gòu)的內(nèi)部阻尼：泡沫體越厚，阻尼系數(shù)就越高。
玻璃纖維組織與泡沫體間的厚度組成差異，讓我們能針對(duì)不同用途或是播放頻域，制作出最合適的音盆結(jié)構(gòu)�！癢”形式音盆能產(chǎn)生絕佳透明度與中性的訊號(hào)重現(xiàn)，毫無(wú)一般單體伴隨而來(lái)的音染、失真現(xiàn)象，它唯一的天然限制就是制作成本居高不下，遠(yuǎn)比高品質(zhì)的紙盆單體高出十倍之多。
▲傳統(tǒng)凸圓音盆振膜高音單體有著音圈在振膜外圓之上的不良機(jī)械耦合形式，相當(dāng)程度的機(jī)械作用力能量損失在懸邊之上，最后以熱能浪費(fèi)掉。
▲ Focal-JMLab的凹入式振膜高音單體：介于音圈與振膜的機(jī)械界面相當(dāng)理想，作用力可正切進(jìn)入振膜，所有能量傳訊至振膜，并以聲波輻射而出。
▲TRC高音單體橫切面剖析圖。注意后方音室是用來(lái)吸收背波：失真得以降低、動(dòng)態(tài)毫無(wú)壓縮。標(biāo)示1、2、3對(duì)應(yīng)于下方響應(yīng)曲線。
這是特別為新款Electra系列開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的高音單體，主要特性就是具備Tioxid 5凹入盆式振膜、強(qiáng)力的雙磁鐵系統(tǒng)與吸收振膜背波的阻尼音室。
依循小型單體的制作原則，內(nèi)凹式振膜結(jié)合中央固定式音圈結(jié)構(gòu)，不僅能提高功率負(fù)荷能力，頻率響應(yīng)也可以下延至中頻音域。由于這優(yōu)異的延伸響應(yīng)能力，分頻點(diǎn)便能有充裕空間向下調(diào)整，藉以消除來(lái)自中高單體的[射束集中效應(yīng)]。所謂射束集中效應(yīng)，乃是音盆發(fā)出高頻音域的聲波指向性會(huì)增強(qiáng)，甚至形成射束。以165mm的單體來(lái)說(shuō)，射束集中效應(yīng)會(huì)在2.8kHz開(kāi)始產(chǎn)生，由此推之，理想分頻點(diǎn)就必須限制在此頻率之下。
傳統(tǒng)的凸盆單體理論上是以半圓體振奮動(dòng)方式，將能量以180度輻射而出，其實(shí)卻不盡然。不論重播的訊號(hào)大小，振膜始終維持不變的形態(tài)順著圓周運(yùn)動(dòng)，這其中沒(méi)有任何振動(dòng)效應(yīng)。從圖中你可以看出，凸盆音圈是環(huán)繞在振膜與懸邊的接處邊緣，從音圈傳達(dá)至振膜的能量是集中在邊緣，因此將能量限制住而無(wú)法有效分散到整個(gè)結(jié)構(gòu)，振膜擴(kuò)散性就不甚理想。如此一來(lái)，傳統(tǒng)凸盆振膜的高音單體勢(shì)必難以克服這項(xiàng)缺點(diǎn)。由于它與空氣耦合的不良模式，導(dǎo)致無(wú)法產(chǎn)生更向下延伸的頻率，而附著在振膜上的音圈結(jié)構(gòu)，也存在在著形成動(dòng)態(tài)壓縮的現(xiàn)象。藉此，各位可以清楚看出，實(shí)際上圓形振動(dòng)觀念與其均衡擴(kuò)散的原則其實(shí)并不理想。若是采用內(nèi)凹式振膜的高音單體，音圈位置等于提高了一半的振膜高度，藉此整個(gè)振膜可承受更一致的作用力，接著整個(gè)結(jié)構(gòu)以最佳效率向外輻射，此乃理想的空氣耦合方式。除此之外，與中音單體的銜接還能向下延伸至2.5kHz，進(jìn)而提升中音單體的傳播指向性。
Tioxid 材質(zhì)演化緣起于Grand Utopia所采用的TGU高音單體，Tioxid 5有著與鈦屬相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量與剛性表現(xiàn)，并且卻具備更好的阻尼特性，在僅有5 microns精密壓制的振膜，Tioxid 5已較原始形式更為輕盈，并且藉由Tioxid 5更高的內(nèi)部阻尼系數(shù)，大幅提升響應(yīng)動(dòng)脈衛(wèi)，在沒(méi)有金屬音染的問(wèn)題下，使得聲音更為平順、精確。最佳的雙磁鐵系統(tǒng)與背波阻尼音室。
為獲得最大效能，高音單體結(jié)構(gòu)中包含了雙磁鐵系統(tǒng)，使得磁束更為集中并且減少漏失，間隙中可產(chǎn)生高達(dá)1.5 Tesla的磁力強(qiáng)度，再經(jīng)由特殊結(jié)構(gòu)將背波能量引至充滿吸音物質(zhì)的后方音室，振膜背波將被有效抑制。如此一來(lái)，這就是一只具備延伸低頻響應(yīng)、極度低失真、深音場(chǎng)的理想高音單體。
Focal-JMLab獨(dú)特內(nèi)凹式振膜觀念乃是累積20年的制造經(jīng)驗(yàn)所形成，從中我們發(fā)現(xiàn)如何控制響應(yīng)曲線。這項(xiàng)研究可避免再利用分頻線路來(lái)作響應(yīng)修正，千萬(wàn)別誤信機(jī)械設(shè)計(jì)上的缺失可用電子線路校正，
TRC高音單體頻響應(yīng)，藉由以下三個(gè)區(qū)域的性能發(fā)揮來(lái)精準(zhǔn)控制：
1、懸邊/支撐架間的連結(jié)以及后方音室，關(guān)系向下延伸的響應(yīng)。
2、音圈/振膜間的連結(jié)，關(guān)系中間部份的響應(yīng)。
3、相位錐關(guān)系極高響應(yīng)。
OPC最佳相位分頻線路 （Optimum Phase Crossover）
讓原始設(shè)計(jì)的聲波轉(zhuǎn)換器具備最佳響應(yīng)，那么分頻線路就僅需針對(duì)基本的頻率分配做考量，這就是OPC最佳相位分頻波線路的基穿
▲高通與低通分頻線路準(zhǔn)控制電子訊號(hào)，以完全符合連結(jié)單體的頻率響應(yīng)范圍。
分頻線路可說(shuō)是揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一，它的角色與設(shè)計(jì)確實(shí)相當(dāng)復(fù)雜，并能造就出揚(yáng)聲器獨(dú)特的個(gè)性。
分頻線路是負(fù)責(zé)將擴(kuò)大機(jī)送入的訊號(hào)分配給單體：低音、中音、高音單體。毫無(wú)疑問(wèn)，最重要的濾波區(qū)域就位于高頻響應(yīng)，高通濾波線路衰減了高音單體較低的頻率響應(yīng)。分頻點(diǎn)通常被安排在2-5kHz之間，引致真實(shí)聲音重播指向性的基準(zhǔn)點(diǎn)底線。
用來(lái)重播中頻音域的單體直徑通常介于13公分與17公分之間，這個(gè)尺寸可以響應(yīng)2kHz與2.6kHz音的頻率。指向性意味著單體所輻射的聲波角度，它隨著頻率提高而減少。當(dāng)頻率波長(zhǎng)對(duì)比振膜直徑還短時(shí)，聲音指向性就變得很明顯，音波輻射會(huì)形成越來(lái)越狹窄的射束。因此，依照在二度空間中重播真實(shí)音像的原則標(biāo)準(zhǔn)，這時(shí)單體所輻射出的聲能就已失去平衡。藉由內(nèi)凹式高音單體的設(shè)計(jì)與觀念擁有絕佳特點(diǎn)，讓它的頻率響應(yīng)足以向下延伸，避免中音單體射束集中的效應(yīng)產(chǎn)生。
除了一般高音單體向下延伸反應(yīng)不足的限制，還有另一個(gè)重要的觀點(diǎn)，那就是揚(yáng)聲器的相位反應(yīng)與結(jié)合重要音域的分頻線路。耳朵與聽(tīng)感官對(duì)于2.5kHz間的頻率相當(dāng)敏銳，中音單體與其分頻線路的振幅反應(yīng)，必須精準(zhǔn)對(duì)應(yīng)高音單體與其分頻線路。若是能符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，高音與中音單體間的相位便能契合一致，使得相互交疊的頻域可以完美互補(bǔ)加成，進(jìn)而產(chǎn)生平衡的音色表現(xiàn)。高音與中音單體間分頻點(diǎn)的相位差必須為零，如此，在分頻點(diǎn)的兩個(gè)不同輻射源才能產(chǎn)生對(duì)稱且深的凹陷。
根據(jù)先前述及的觀點(diǎn)，造成就了OPC最佳相位分頻線路技術(shù)基穿但若以為只要經(jīng)過(guò)分頻線路的技術(shù)研究發(fā)就能實(shí)現(xiàn)，這就太過(guò)于天真，因?yàn)樗仨毾染珳?zhǔn)掌握單體的反應(yīng)與性能。這點(diǎn)僅有幾個(gè)如JMLab自行研制單體的制造商才有此可能，每種單體都專為不為的產(chǎn)品所設(shè)計(jì)。
▲ 當(dāng)頻率提高時(shí)，中低音單體的輻射指向性便跟著升，所以分頻線路必須在這現(xiàn)象開(kāi)始出現(xiàn)之前就加入高音單體。
▲在分頻點(diǎn)上，高音與中低音單體間的相位關(guān)系，將會(huì)產(chǎn)生具指向的葉片狀聲音輻射模式，左方是一般常見(jiàn)的三價(jià)Butterworth形態(tài)的分頻線路，葉片狀輻射區(qū)域并不一致，右方OPC分頻線路顯示葉片狀輻射區(qū)域完全一致。
▲正、反相位的頻率響應(yīng)，Electra 906顯示完全對(duì)稱的相位低消狀態(tài)，意味著實(shí)際相位反應(yīng)完美一致。
藉由OPC最佳相位分頻線路技術(shù)，我們?cè)诟咭襞c中音單體間運(yùn)用36dB/Octave分頻衰減斜率，并維持完美的相位反應(yīng)。轉(zhuǎn)換成的聲音時(shí)序不僅是完全一致，還具有純中性的音色，精準(zhǔn)的音像與寬廣的輻射，讓更廣泛的聆聽(tīng)置能同時(shí)享受高水準(zhǔn)聲音品質(zhì)。
