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视听设备漫谈之家庭影院音箱

2021-3-1 11:24| 发布者:蓝鸟| 查看:221| 评论:0|来自:蓝光高清网

摘要:以组建家庭影院来谈,优秀的视听设备是呈现绝佳视听体验的基础,与出色的视听空间设计同样重要。在家庭影院系统之中,视听设备主要分为由家庭影院投影机与家庭影院投影幕组成的视频系统,由家庭影院放大器、家庭影院 ...
以组建家庭影院来谈,优秀的视听设备是呈现绝佳视听体验的基础,与出色的视听空间设计同样重要。在家庭影院系统之中,视听设备主要分为由家庭影院投影机与家庭影院投影幕组成的视频系统,由家庭影院放大器、家庭影院音箱组成的音频系统,还有蓝光播放机、高清播放器等一系列信号源系统。对于不少刚刚跨入家庭影院大门,想要构建家庭影院系统的朋友,看到如此繁多的影音设备,恐怕也会相当头痛。而视听设备知识漫谈正是为广大入门级影音爱好者带来的关于不同类型视听设备的综合性介绍。
  接连两期,笔者将对家庭影院放大器音频与视频两大部分进行了全方位的探讨,基本上完成了对家庭影院放大器的基础知识的阐述,让众多影音爱好者明白家庭影院放大器不同于传统的Hi-Fi两声道放大器,只作音频信号处理与放大之用,而是兼具音频与视频两方面的处理能力。本期将切入到家庭影院音频系统中的另外一个重要部分——家庭影院音箱。在众多的家庭影院视听设备当中,家庭影院音箱是较为复杂的部分,是在音频系统之中负责声音重放的最后一环,决定着声音的风格趋向。因此,想要挑选合适的声音,带来震撼的影音效果,就需要充分了解家庭影院音箱。下面,笔者将会从家庭影院音箱的类型、结构特点以及多声道环绕音箱的摆位方式等方面进行分析,希望大家能够找到合适的家庭影院音箱,并充分发挥当中隐藏的性能。


   家庭影院音箱的不同类型 

  家庭影院音箱是一个相当复杂的影音设备,属于由多只不同类型的音箱组合而成的整体系统。家庭影院音箱根据本身高中低音单元的不同、结构上的不同以及连接方式的不同,都会形成不同的声音风格。由传统地区品牌的定位,北美系的家庭影院音箱系统的声音倾向于影院类的风格,在大声压驱动下,依然游刃有余,低频效果甚为出众。欧洲类的声音风格则延续了在Hi-Fi音箱方面的传统,注重音乐感,尤为适合聆听音乐会或者以音乐欣赏为主的节目源。如果由外观与内在结构、安装方式的不同去分类,家庭影院音箱也可以分为以传统书架箱与落地箱组合而成的传统家庭影院音箱,与以嵌入式与挂墙式音箱为主的家庭影院定制安装音箱。当然,如果将小型化的由卫星箱组合而成的时尚音乐娱乐类也纳入其中的话,整个家庭影院音箱系统就可以大致分为这三大类别。


家庭影院音箱系统构成相当复杂是由多只不同类型的音箱组合而成的整体


家庭影院定制安装音箱是家庭影院音箱的重要类别

  在传统的家庭影院音箱类型中,整体的结构与Hi-Fi音箱差异不大,不过由于家庭影院音箱通常需要在大声压下播放,因此设计上有一定的分别。在此类音箱之中,如果按照有源与无源的结构,可以分为无源被动式音箱与有源主动式音箱两种。前者音箱需要外置放大器驱动才能运作,后者内置了电子分频器和放大器,只需从音频信号源或者前级放大器中直接输入音频信号就能工作。近年来,有源主动式音箱系列得到很好的发展,很多影音爱好者都选择连接方式更加简捷的AV前级处理器搭配有源式主动式音箱的架构,其实这种方式早已广泛应用在专业领域,技术上非常成熟。



有源主动式音箱也可以用于家庭影院音箱系统之中,与常规音箱不同之处就在于内建放大器模块

  这类家庭影院音箱又可以根据箱体的不同,分为密闭式音箱、倒相式音箱、传输式音箱等多种结构。密闭式音箱顾名思义就是将喇叭单元安装在封闭式的箱体之中,单元的反应速度得以大大提升,同时在表现低频方面的细节上也相当丰富,干净与清晰的声音特点是此类音箱的风格,相对而言音箱的整体灵敏度就比较低,并不利于驱动。倒相式音箱是将喇叭单元的背面辐射波通过倒相管使其相位倒转,然后与喇叭单元的正面声波叠加,从而将音箱的低频下限进一步拓宽,同时又可获得更多的低频能量。传输式音箱是在喇叭单元后面制作一条矩形截面的折叠反射管道,能从一个小箱体中获得更深沉、更充盈的低频。中国家庭影院网欢迎您!


家庭影院音箱的分类还可以安装传统音箱箱体制造的定义来决定,包括密闭式音箱、倒相式音箱与传输式音箱等多种结构

  目前在家庭影院音箱的发展之中,号角音箱与多单元矩阵音箱是高速发展的重要环节,实际上这两种技术是专业电影院音箱系统的主要技术,主要是因为能够获得更远的声音传播距离以及更广的声音传播范围。号角音箱单元的工作原理与传统的锥盆单元音箱基本相同,两者都是通过截流导体在磁场中受力,从而推动振膜发声。不同之处在于号角音箱在振膜前方加入号筒,有效地提高了转换效率。在一般情况下,号角音箱都可以拥有更高的灵敏度,也就是能够更加轻易地实现更大的声压。常见的号角音箱分为圆号角和矩形号角,因为矩形号角拥有更优秀的离轴响应和更佳的声场表现,所以经常运用在家庭影院音箱的结构中。而采用多个球顶高音单元与锥盆单元以矩阵的形式组成的多单元矩阵音箱,同样能够带来更大的声压以及更加广阔的声场表现,不过由于制造成本的高昂与体积过于庞大,这类音箱的在家用领域的发展还在起步阶段。


号角音箱技术本身就源自于专业电影院,这几年在家庭影院音箱市场得到广泛应用

  家庭影院定制安装音箱是近两年发展得最快的音箱类型,这种以嵌入式音箱为主的音箱类型,由于能够嵌入到墙面中,虽然在安装难度上较传统的家庭影院音箱要难,但却能够获得更高的空间利用率。实际上这类音箱的单元与驱动模块与传统的音箱并无差异,不同的是这类音箱通常都是密闭式的。在选择嵌入式音箱的时候,就需要留意音箱是否带有后背箱体,尽量选取带箱体的音箱以简化安装整套系统的过程,因为制造一个嵌入式音箱的后背箱体并非一件易事。


嵌入式音箱属于家庭影院定制安装音箱的主要类型,安装上较为复杂


选择带后背箱体的嵌入式音箱更便于安装

  由小型化音箱组成的时尚化家庭影院音箱系统是家庭影院音箱的另外一种特别形式,主要应用在小型的空间中,这类音箱通常会以前置放大器加上有源主动式音箱的方式组成,构建相对更加简单,除了声压并不大之外,其余的声音特点与上面两种类型并无明显差异。


时尚化家庭影院音箱系统适合用于小型空间中使用
家庭影院音箱系统的构成与各部分的特点 

电影后期审片室是家庭影院的前身

  由于家庭影院音频系统实际上是根据专业电影院后期审片室进化而来的,因此在家庭影院音箱系统的构成上也继承了电影后期审片室的特点。在专业电影院中,音箱系统主要由屏幕前方的3只前置音箱、3组阵列式环绕音箱以及超低音音箱组成。而在空间远小于电影院的电影后期审片室中,音箱系统所用的音箱体积与数量都有所减少,但大体结构也基本一致。中国家庭影院网欢迎您!


电影后期审片室的家庭影院音箱系统构成


7.1声道的家庭影院音箱系统构成

  家庭影院音箱系统整体的音频系统布局则与它们相同,同样包括前置音箱、环绕音箱以及超低音音箱这三大部分,不过根据不同声道的信号源又可以分为5.1声道与7.1声道的音频系统,当中“.1声道”为LFE声道,专门还原电影信号中低于120Hz的低频信号,在家庭影院音箱系统中主要由超低音音箱来表达这部分的声音。7.1声道与5.1声道的不同之处在增加了后环绕声道,提高了声场的环绕感与立体感。


Dolby Pro Logic Ⅱz带来的9.1声道环绕立体声系统


Audyssey DSX带来的9.1声道环绕立体声系统


DTS Neo:X带来的11.1声道环绕立体声系统

  最近两年,我们可以在AV放大器中看到9.1甚至11.1声道的环绕声音效处理技术,这是由Dolby、Audyssey以及DTS带来的多声道音效扩展技术Dolby Pro Logic Ⅱz、Audyssey DSX与DTS Neo:X,主要是让5.1、7.1声道的音频信号通过实时音效处理,转换为9.1或11.1声道输出。9.1声道与11.1声道实际上是增加了两个上方声场与两个左右宽声场。
  以下以经典的7.1声道家庭影院音箱为例进行分析,整个音箱系统主要分成前置音箱、侧环绕音箱、后环绕音箱以及超低音音箱这几大部分。

  前置音箱部分

  家庭影院前置音箱主要负责电影前方声场的声音,包括左右声道主音箱与中置音箱两大部分,主要负责80~120Hz以上的声音重放。特别需要注意的是,中置音箱还负责在电影播放中非常重要的人物对白以及前方声音细节的重放,声音质量的好坏,将直接影响到整个声音系统的表现。主音箱部分是由两只结构相同、性能一致的音箱所组成,当整套系统以2.0声道输出时,主音箱就担负着如同Hi-Fi两声道音箱重放的责任。中置音箱是家庭影院音箱系统独有的组成部分,因为家庭影院的聆听区域相对较大,为了尽量扩大声音的辐射范围,大部分优秀的与支持THX认证的音箱则采用了2½路的分频设计,以避免传统设计的音箱在横向放置时在2kHz频段产生叶形辐射现象,使得聆听区域的每一个位置都能得到基本一致的听音效果。


前置音箱是由中置音箱与主音箱组成

  对于前置音箱的选择,还可以依据家居环境的大小与情况来挑选。如果家庭环境不大,搭配透声幕选用嵌入式音箱系统既可以做到隐藏音箱不破坏家居的整体设计,又可以节省空间,增加聆听区域的空间。另外,为了简化嵌入式音箱系统的安装,建议选择背后带有箱体的形式,避免自制箱体的麻烦。

  环绕音箱部分
  环绕音箱部分也属于家庭影院音箱系统所独有的,侧环绕与后环绕音箱都属于它的一部分,由于安置位置通常在人耳或者人耳以上的高度,体积上不宜过大,通常负责80~120Hz以上的声音重放。5.1声道、9.1声道甚至11.1声道与7.1声道音箱系统相比,区别就在于环绕音箱的数量方面的不同。环绕音箱主要是负责创造出电影中四周的环境声音,以创造出更具临场感的环绕声场。
  根据音箱技术结构上的不同,可以分为三大类,分别是单极式、多极式与偶极式。单极式就是单向性音箱,极性只有一个;多极式是指具有两个或以上相同极性的音箱,能拥有更强的辐射能力,包围感更强;偶极式则为拥有一正一反相位的音箱单元,通过后方墙体折射反相的音频信号从而形成更广阔的声音空间感。


偶极式环绕音箱能够通过环境获得更加丰富的环绕感


单极式环绕音箱具备更强的指向性

  三种不同的环绕声音箱,应用得最广的是多极式与偶极式的音箱,其中偶极式的音箱还能利用环境空间来创造更具环绕感的声场,但是在使用的过程中特别需要注意环绕音箱的相位关系,正相声音应该朝向前方声道,反相的则朝向后方双声道,否则不但不能得到环绕感更强的声音,反而会削弱环绕感。

  超低音音箱部分
  震撼的低频音效是吸引一批又一批的影音爱好者进入家庭影院领域的其中一个重要原因,而在家庭影院音箱系统之中,超低音音箱就是负责80~120Hz以下的低频重现,实际上就是负责电影碟片中的LFE声道的声音播放,它的出现是为了增强电影中的低音细节,减低其他声道在低音重放时候的负担。


超低音音箱通常由一个或多个大尺寸低音单元组成

  超低音音箱在结构上主要是由一只或两只8英寸以上的大尺寸低音单元组成,对于拥有两只以上低音单元的超低音音箱,又可以分为推挽式、被动辐射式等多种不同的类型,不同类型的音箱在不同的摆放位置往往有不同的声音表现,具体调节上需要结合用户的实际家居环境来考虑。


大部分超低音音箱都设有相位与电平调整功能

  超低音音箱通常都会内置放大模块,也就是大家都非常熟悉的有源超低音音箱,连接时,只需要将AV放大器的LFE输出连接到超低音音箱其中一路输入端即可。在调整方面,大部分超低音音箱均设有相位调整,包括0-180°甚至0-360°。另外,还有输出电平高低的调整旋钮,以便于用户根据摆位的不同而进行相应的调整,获得更具下潜与量感的震撼低频声音。中国家庭影院网欢迎您!

家庭影院音箱系统的摆位推荐 


家庭影院音箱的摆位设置是最令到发烧友感到头痛的地方

  家庭影院音箱系统对于入门级的玩家感到头痛的地方,还在于这么多只音箱不知道怎样摆位才能获得最佳音效。实际上,对于家庭影院音箱这样的多声道环绕音箱摆位是有相关的国际标准与推荐的。这里主要以ITU-R的国际标准与美国THX公司的推荐为主,简单分析当中的要点。

  ITU-R关于多声道音箱摆位标准



  ITU-R是隶属于ITU国际电信联盟的一个组织,Dolby实验室和DTS公司所推荐的音场设定方式实际上都是以ITU-R标准为基础而建立的。由于ITU-R的标准主要面向多声道的音乐欣赏,强调音箱与聆听者之间更直接的连接,以获得更丰富的音乐感。


ITU-R所建议的多声道音箱系统的摆位方式更加倾向于音乐欣赏

  以经典的5.1声道为例,ITU-R建议的多声道音箱摆位方式是以聆听位置为中心画圆,摆放位置分别为中置音箱正对的聆听位置,左右声道主音箱则以中心轴线向左右形成大约各30°的夹角,环绕音箱则放在聆听位置两侧稍微偏后方大约120°夹角的位置,超低音音箱要放在前置左右声道音箱中间,靠近中置音箱的位置上,整个5.1声道音箱系统要以接近于圆形的方式来摆放。在摆位高度上,ITU-R要求除了超低音音箱之外,其余所有音箱的高度保持一致性,高音单元与聆听者的人耳高度持平,误差范围应在上下±15°之内。除了高度方面有所规定之外,还要求各声道的音箱朝向角度应该有一定准则,如中置声道的高音单元要对准聆听者的眉心,左声道、左环绕声道则对准左耳,而右声道、右环绕就要对准右耳,以便获得更多的直达声,减少房间中反射声的干扰。ITU-R建议在环绕音箱方面选用单极性的环绕音箱,以获得更加好的指向性。

  THX关于多声道音箱的摆位推荐



  THX在家庭影院音频领域的造诣非常深厚,关于多声道音箱摆位的考虑角度不同于ITU-R,主要倾向于电影欣赏,更加适合经常在家中看电影的电影发烧友。以下只作简单的切入介绍,对更详细的内容有兴趣的朋友,可以参加相关的家庭影院培训课程以获悉更多资讯。


THX认为多声道音箱摆位的方式应该尽量从电影观赏的角度出发

  THX的特别之处,就是家庭影院音箱的摆位应该尽量以获得更具环绕感、更加清晰以及更具细节与层次感的声音为主导,当中应该注意包括与画面的衔接度、房间边界反射、驻波、水平放置宽度、人耳的高度等方面。其中,前置音箱应指向听音区域,环绕声音箱则应指向房间。

  前置音箱摆位建议
  前置音箱应尽量放置在人耳的高度,同时要注意前排座位会遮挡后排观众,需要控制实际的高度。前置三只音箱的高度尽可能保持在一条直线上,如果无法排成一条直线,那么垂直高度差应控制在60cm内(垂直角度<10°),毕竟人脑对声场水平位置的敏感度要高于垂直方向。


当前置的三只音箱高度无法维持在一条直线上时,垂直高度差应该控制在60cm内(垂直角度<10°)中国家庭影院网欢迎您!

  投影系统方面,应该尽可能采用透声幕,那么前置音箱就可以隐藏在屏幕后方,并且还可保证水平位置的一致性。与ITU-R规定不同的是,THX认为前置音箱无需呈弧形排列,因为大多数AV放大器与处理器当中都有延迟时间的设定。左右主音箱的水平夹角应该为45º~60º,可以在立体声结像和多声道分离效果之间取得平衡。另外,前置音箱的摆放位置尽量不要选择直接放在地上或者放在角落处。

  环绕音箱摆位建议
  在前置音箱的摆位建议方面,THX推荐的标准就已经出现了与ITU-R不同之处,而在环绕音箱的选择与摆位上面,THX与ITU-R则有着更大的差异。以7.1声道环绕声系统为例,THX认为侧环绕音箱应该安装在侧墙或者观众的侧后方,高于人耳60cm以上,以确保足够大的环绕声场覆盖面。后环绕音箱应该放置在观众的后方,离地应该有2m高,与中置音箱的夹角呈150°。


THX与ITU-R在环绕音箱的摆位上有很大的差异,THX建议安装在侧墙,位于观众后方,离地至少2m高,避免离观众太近


在环绕音箱方面应该尽量选择偶极式音箱,零位(Null)应该朝向观众区域

  在选择环绕音箱的种类上,THX较为倾向于偶极式环绕音箱,不过如果用户选择的是单极式音箱,则建议安装在侧墙,位于观众后方,离地至少2m高,避免离观众太近。单极式环绕音箱应该面对面摆放,不要朝向观众。而在偶极式环绕音箱方面,THX认为应该尽量安装在侧墙或天花板上,离开后墙60cm以上,零位(Null)朝向观众区域。如果想要营造更强的环绕感,建议放置在视听室较高的位置上,大约在2m的高度就能取得不错的效果。对于多排座位的聆听区域,应该调整零位的位置和环绕声电平以确保均匀的声场覆盖。不过需要注意一点,如果房间的混响时间较长,偶极性音箱可能会失效,因此,必须对房间的混响时间进行控制。

  超低音音箱摆位建议
  关于超低音音箱的摆位,THX也有独到的见解。THX认为超低音音箱放置的位置应该在房间的前半部分,在摆位的时候最好能够首先计算出相应的房间模式,找出低频共振的各个区域,结合聆听位置,再根据计算好的结果在房间中找到合适的位置。THX认为对于超低音音箱的摆位,房间因素是主导,建议用户在无法找到最佳位置的时候,先固定超低音音箱于房间的前方,再逐步移动聆听位置来避开驻波波峰和波谷,以找到最佳的位置。


为了解决房间低频共振问题,THX建议采用多只超低音音箱的方式来解决,但需要注意会导致输出的总声压会降低12~18dB

  针对房间低频共振的问题,THX建议通过使用多只超低音音箱来解决问题,利用四只相同的超低音音箱分别放置在房间的前后左右方,可有效减低驻波,不过总输出声压级将降低12~18dB。


解决家庭影院音箱系统选择的问题是获取最佳声音效果的重要因素

  综上所述,家庭影院音箱系统无疑是整套家庭影院视听设备中最为复杂的部分,对于想要获得优秀声音表现的入门级玩家,除了需要考虑家庭影院音箱的性能参数之外,还需要选择适合家居环境的音箱类型,同时更加要注意音箱摆位的每一个细节,这样才能最大限度地发掘整套家庭影院音箱的性能。此外,关于影响家庭影院声音表现的因素,视听室的环境往往更加重要,当大家发现一套性能卓越的音箱系统怎么也无法在家庭环境下展现最出色的声音表现时,就需要考虑是否在视听室空间设计上面出现了问题。下一期,笔者会为大家介绍家庭影院系统的视频系统,敬请留意。

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