驅動單元

????在音箱里驅動單元確定了音箱能達到的最終效果（當然是其余部分都設計正確的話），并在整個HIFI系統中扮演最重要的角色。正如前述，世界上根本沒有完美的驅動單元（可能在十年后或更長時間內會出現）。因為完美的驅動單元其振膜要求密度跟空氣一樣，全頻范圍內有極佳的統一的線性運動，全無各種類型的失真?---要達到這點我們還有許多的路要走，不過不要灰心，隨著材料科學的迅猛發展，我相信每隔2、3年都有重大的突破促進驅動器的發展。這要多謝大量的計算機模擬應用于材料力學、航空科技等領域，研究出高性能的材料代替原來昂貴、沉重的材料。現在已經廣泛使用Kevlar、合成碳纖維和鑄鋁等材料，我們正期待合成鉆石、超低密度硅玻璃膠體、新的金屬和單晶碳等材料在振膜的應用。

????所有類型的單元設計者要權衡的問題，主要是振膜既要保持良好的活塞運動（需要剛性），而又不會在中高頻產生諧振（需要良好的自阻尼），而且還帶來兩個附加問題：空腔共鳴和磁力的非線性。

活塞運動：

剛硬的振膜意味著音圈的加速度能快速精確地傳送到錐盆、球頂的整個表面上，具有快速的脈沖響應，低調制失真和和非常清晰透明的聲音，即通常說的“快”，但通常“客觀流派”的設計者會疑問：“經過分頻器后，電感阻擋了脈沖上升的速度，低音、中音單元為什么會快呢？”，這實際是誤會，他們沒有說到一塊了，其實這里的“快”是指單元在較大范圍有活塞運動，而且其頻響平直、對脈沖能快速響應、余振的衰減快。那么是不是夠硬的物體都能做振膜，當然不是，例如青銅，夠硬而且容易成型，古代用其來做鈴、鐘等，它有很長時間的諧振，衰減十分緩慢，一方面因為鐘本身需要足夠長的時間的振動衰減，所以結構做得比較特別以達到目的；另一方面鐘的振動通過空氣進行衰減，其與空氣的耦合程度較低，因此空氣帶來的阻尼就很小。

自阻尼：

????同樣地，我們要求音圈能對錐盆和球頂進行制動，不想讓它們在無信號經過音圈時自己振動，但不幸的是，目前所有的材料都只有一點點自阻尼，振動的持續時間是非常長的（即振動的Q值較高），一個方法是使用非常重的橡膠環粘貼在振膜上，但這會使頻響不平而且靈敏度大大降低，因此不可行。

????目前最好的防彈纖維、碳纖維和鋁盆單元最少也有一個高Q的諧振點在其工作頻率的高端，在這點，聲壓很高，余振非常大導致聲染色很大，因此有時也稱為盆分裂點。而且防彈纖維、碳纖維、紙盆單元的盆分裂不是逐步的，而是突然的。這就需要急速衰減的高階濾波器和一些陷波器去修正該諧振峰，但通常這些點在3-5KHZ之間，人耳對其非常敏感，一點點的染色都會令人察覺。

????實際上目前使用非常廣泛的二分頻揚聲器都存在該問題，這些設計通常采用6-8英寸的防彈纖維、碳纖維和鋁盆單元結合高音單元，因為它們的分頻點通常設在3-5KHZ，這就很難兼顧既要抑制其諧振點又要在該點左右跟高音單元協調地發聲。例如為減少低音單元諧振點的影響而將分頻點取低，高音單元就會有較大的功率輸入，容易超出其線性范圍，使失真增大，而且分頻點如果比較接近高音單元的F0，高音單元的自阻尼也變差，高音聲染色大，頻響起落也大。將分頻點取高，低音單元盆分裂的現象就會出現，使聲染色非常嚴重。因此較好的設計通常使用24DB/OCT的濾波器。

????順便提一句，我很喜歡防彈纖維、碳纖維的聲音，正如上所述，剛硬的錐盆有其速度的優點，但太難控制其盆分裂現象了。因此有人使用高內耗的材料制造錐盆（以前使用塑料、但目前漸漸被聚丙烯等材料取代），它們有良好的自阻尼。這種材料通常有很平滑的頻響曲線甚至可以使用6dB/Oct的濾波器，但其中的大多數我不喜歡，因為在中低聲壓輸出時我覺得聲音較模糊，其較軟的材料通常也帶來較大的失真。

????我想通常在軟球頂高音單元中也會發生這種情況，整個工作頻段內它們都存在盆分裂，雖然它們很高的自阻尼使這種情況用儀器測量不出來，但耳朵可以聽出來。但目前最好的軟球頂高音使用了一些合成技術和涂料改進硬度，而且沒有引起頻響的劣化，優秀的例子是Dynaudio、Scan-Speak、Vifa的高檔軟球頂高音單元。

空腔共鳴：

????雖然中低音單元的防塵帽（或高音的球頂）看起來沒什么，但它跟中心導磁柱之間形成了很小的共鳴空腔。一個著名的例子是使用在LS3/5A上的B110單元，在1500HZ有一個很寬范圍的頻響上爬，在4500HZ附近還有3個非常高Q的峰值點，這其實是典型的防塵帽引起的共鳴。70年代流行的AUDAX的1寸軟高音，同樣在9到16KHZ發生上述問題，以前采用填充羊毛等材料將這些點的峰值抑制，但效果并不好，依然有1-3DB的峰存在。

????現在，通常采用兩種辦法解決該問題，一是采用有中心通氣孔的導磁柱（例如Dynaudio、Scan-Speak、Vifa），另一方法是采用相位塞代替防塵帽（例如Audax、Focal），?Dynaudio?的Esotec?D-260、Esotar?T-330D和Scan-Speak?D2905/9000高音成功地采用中心通氣孔的導磁柱，因此后方的負載類似傳輸線，能產生良好的阻尼。它們被用在廣受贊揚的Sonus?Faber?Extrema?和ProAc?Response?3中。與其形成對比的是，Focal的?T120?、T120K使用反轉的玻璃纖維、防彈纖維球頂，在工作頻率間產生許多峰值，雖然許多人為其喝彩，但我不大喜歡。

磁場的非線性：

????如果磁場是恒定的，類似空氣芯電感，那音圈產生的電感值也是恒定的，因此其阻抗隨頻率的變化可以通過使用簡單的RC補償電路抵消。但音圈線圈放在磁場里，并在磁隙中運動，磁場分布是非線性的，因此音圈的電感值也是非線性的，因此其阻抗隨頻率變化也是非線性的。

????這種非線性帶來很多問題，首先它影響了單元的高端頻響，?其次它引起了聲音的延時（相對高音單元而言）。大功率信號的輸入更加劇了這種情況，當音圈位移超出其線性位移時，磁場的變化更大。例如較佳的8"?Vifa?單元P21W0-12-08，?其線性位移只有8mm（正負各4mm），其它典型的8寸單元只有6mm，大多數的中音單元只有1-3mm，當它們發出較低的頻率時，往往超出其線性范圍，音圈的感應調制就出現，在整個頻率范圍內產生IM、FM調制失真，這種情況大量地產生在2路或中頻分音點較低的3路系統中。

????有沒有解決的辦法？當然有，Scan-Speak的SD磁路系統和Dynaudio?的DTL磁路系統使用銅短路環來降低音圈的自感應系數，例如?8"的?Scan-Speak?21W/8554，或許是世界上最好的8寸單元，它的音圈電感只有0.1mH,?作為對比的8"?Vifa?P21W0-20-08則高達0.9mH。

????另外，音圈的自感應系數變化的問題同樣帶來比較隱蔽的問題，我們知道，驅動單元的高端頻率滾降特性由單元的機械滾降特性和音圈的自感應系數（這里引起了電滾降特性）確定，好的單元的機械滾降特性頻率比電滾降特性頻率要低，使合成的總特性較好。但很多單元的電滾降特性卻比機械滾降特性要低，這樣會產生強烈的調制和瞬態特性變壞。