《论高级音箱》前言

第〇章 前言

〇.1. 核心问题

“论高级音箱”这个选题似乎国内外都没有公开的文献。这是因为音箱不涉及高级问题还是无人去涉及音箱的高级问题呢?这一问题不回答,凭什么判断音箱产品质量或价值的高低?凭什么

音箱是否高级的问题是一个真问题,当然是相对低级或一般音箱而言。普通认识中,商品可以分一般商品和高级商品,人才可分初级工程师、中级工程师、高级工程师。音箱作为商品,也自然存在高级和普通的区别。

那,什么叫高级呢?普识中,高级意味着结构更复杂、质量更好、水平更高。

如一对低级音箱,用木板粘结一个箱体,在箱体上装上驱动单元,在电路上链接一个分频器,在声学与电学技术之间没有科学的规划与配置联系,这种音箱结构简单、质量低下,没有技术含量可言,那就是普通不能再普通的音箱,也就是低级音箱。这种音箱的设计与制造门槛最低,勿须任何专业技术含量,文盲都可以造出来。

但一对高级音箱就截然不同。即便是一个高级工程师或专业教授,对电学、声学都相当精通也未必能设计和制造出一对科学意义上的高级音箱。就人才的能力讲,一个高级工程师或一个专业教授,能设计出一对高级音箱或许并非难事,但为什么全世界迄今没有一部高级音箱理论书籍,甚至没有一对科学意义上的高级音箱呢?[]

讲究起来,或许是音箱这个事物,是一个典型的“混沌系统”,按照以往的教科书知识一层不变地认识、判断,不能把握扬声器及其音箱的本质和规律。

从行业技术发展而言,从理论上需要科学地界定什么是高级音箱,怎样才能设计、制造出高级音箱;从实践上需要制造出复合高级音箱科学理论界定的音箱产品。

科学,有两个概念应用含义:一个指真理,另一个指一科之学。

科学science这个名词源于西方,文献记载1830年法国实证主义哲学家孔德(Auguste Comte)在研究学科分类时开始使用这个词。1874年日本学者将其翻译为“分科之学”,1897年康有为将之翻译为中文“科学”二字。中国文化中,并不是引入西方science名词的“科学”后才有科学。在引入此名词、概念前,中国古代使用类同的概念、名词叫“格致”。也就是宋明时代理学家所说的“格物穷理”[]。而格物穷理又与《周易·说卦》中的“穷理尽性以至于命”缘起。也就说,类同于西方科学意义的研究及其思维方式,中国文化也有迄今3000年的历史。

科学名词引进于西方, 中国在1897年才出现科学现象。实际上,宋代沈括(公元1031-1095)在磁学、光学、声学上均有突出的表现,其声学上的共振实验更是早于西方500年。

中国很著名的一句成语:“格物致知”,出于西汉《礼记-大学》。意思就是研究事物原理而获得的知识,也可理解为事物研究所得的最终道理,它与西方“科学”概念含义中的“真力”同义。

如何科学地界定高级音箱,既要复合中西方的科学定义,又不能照搬西方相关科学的模式。

因为一,科学是发展的,变化的、进步的。此前的电声原理类或许存在许多缺陷,也或许并不适宜今天应用的新形势;因为二,科学是认识论、方法论的结果。不同视野、不同角度、不同深度、不同思维方式,就可能带来与过往科学不同的答案;因为三,对科学要辩证地看:科学作为真理的理解时,它的认识是概括完整的、终极的;但是作为一科之学理解时,它又是概括不完整的、非终极的认识。科学与一科之学本就构成了一对矛盾。

这一逻辑上的矛盾,是西方非黑即白的思想文化缺陷。

例如,西方哲学中自由、无限等哲学概念。它本身就是一个不科学的矛盾逻辑:自由这个概念能不能不自由?无限这个概念能不能有限?如果自由不能够不自由,说明它并非自由;无限不能够有限,说明它有限。如果自由中包含了不自由,无限中包含了有限,那么它究竟是一个什么东西、什么逻辑呢?

这是西方科学现象中的逻辑漏洞。所以,完全按照西方科学标准认识、分析问题是有科学风险的。

本书的“科学界定”限制但不囿于传统的、西方的科学界定。

因为作者是中国人,深受中国传统文化熏陶和浸染,在思维方式上也深受中国式整体、辩证、中和的认识论影响,甚至认为整体、辩证、中和是世界上最为智慧的认识论方式。它一直是作者进行音箱研究乃至音乐研究的认识论指导方法。所以,本书的命题、分析等均不同于其他过往的专业理论。但是,本书也秉承西方科学精神,以事实为依据,认真求解事物构成或运行的最终规律。

纵观世界扬声器及其音箱技术存在和发展的问题,主要有三个:即重点、难点与堵点。

〇.1.1. 重点

所谓重点,就是效率。

效率问题,既是过往扬声器及其音箱技术一直研究、追求的问题,也是未来扬声器及其音箱接续突破、创新的重要问题。

但过往理论和业界对效率的理解并不完整。似乎单纯地与灵敏度挂钩。似乎效率二字就是指电-磁-声的转换结果。更为狭窄的理解:将声压级高低=效率。

其实,效率不仅包括量变尺度,也包含了质变尺度。因为并非声压级大小可以替代或完全包含音质的好坏。其中一个典型的实例,就是声压级偏高的可能失真率也偏高。而失真率又是业界历史公认的品质问题之一;另一方面,对效率的理解比较粗浅,大多止步于扬声器及其音箱的总体表现或囫囵个表现,而未把这个问题深入到材质、形状、部件等子系统及其局部、细部等去认识,既缺乏认识深度。

在囫囵个认识中,并没有认识到整体作用中,振动系统和磁路系统、谐振系统、电导系统等内部及其之间的独立影响和系统影响,甚至看不到它们之间的辩证关系与中和作用。

如失真,更多地看到振膜失真、磁路失真带来的系统失真,而看不到因为材质、形状振膜失真而造成磁路失真。好像振膜失真与磁路失真互不联系。实际现象是:材质或形状的振膜失真,会影响音圈交变磁场的失真,而磁路又是一个交变磁场与磁路静磁场中和的一个磁场,又必然影响磁路失真等。

效率问题,必然地包含了质量问题但不能替代质量问题。也就说,并非效率高就必然地质量高,但是质量高却离不开效率高。

如实践中,效率不高意味着无功功率比大,重放对象的信息在无功功率消耗中而减损,当然就降低了扬声器及其音箱的质量;另一方面,效率高但品质差。如当前的大多数所谓工程应用的扬声器及其音箱,用所谓音质为代价换取效率。灵敏度很高,音质很差。尤其是号角类,频响、相位、辐射角(声场)、音色等都存在严重的质量问题。其在夸大效率的同时,也放大了品质的缺陷。

所以,效率需要辨正地看:效率是质量的前提,但质量是效率的目标。高级音箱技术要解决的重点问题,就在于达到以音质为目标提升效率,以效率为手段提升音质。这不仅是业界现在急需解决的问题,也是未来发展力图认知更新和应用的重要问题。

〇.1.2. 难点

所谓难点,就在精准。

无论过去或现在,扬声器及其音箱的理论和实践,“精准”二字始终都是一个难点。

从制造上讲,尽管应用各种治具装配或制作部件,就一个看起来十分简单的问题——同心圆就解决不好。如动圈式扬声器的悬挂[]、音圈、磁路的组合都达不到100%的同心圆。更高制作水平能保证到音圈与磁隙单边距离25μm,这对磁场效率的作用发挥是有限的。按照传统磁路方法,磁隙的磁阻在磁系统中最高,其每减小一分距离,磁阻就会减小,灵敏度会提高。

在理论上同样存在精准问题。大多理论只讲如何制作扬声器及其音箱,而不讲如何做好扬声器及其音箱。对扬声器及其音箱规律性总结认识的深度和精度都较为较为欠缺。有些甚至连科学态度都有严重的问题[]。

如将扬声器定义为“电声换能器”。所以其“原理”总是围绕电声换能这个命题探讨和阐述。这就使该命题之下的认识重点在“电”与“声”上,而忽略了“磁”与“气”。而对“电”原理的认识大多停留在普通交流电的电流、电压范围,很少触及作为音乐重放交流电性的更深层面的探讨;而且多数理论将振膜看成是发声介质,而忽略了空气的介质作用,仅仅把空气看成是声音传播媒介。这在逻辑上不对。

如果振膜作为固体介质能发声,那么所有能传导声波的介质都能发声。实际上,金属等许多固体物质都能传导声音,就是听不到。空气既是发声介质也是声传播介质。如果固体物质是发声介质,为什么真空里没有声音?也许可以说没有空气不能传播,所以没有声音。但在真空中它也振动啊。事实上,只有振膜振动与空气耦合才能发声。

也就说,这些过往理论的认识停留在“粗”和“浅”上,自然就体现出其欠缺“精准”了。

理论上(认识)的粗浅,就必然导致实践的粗浅,也就必然难以做到扬声器及其系统的高级性。

高级音箱研究是必须回答相关技术诸难点问题,才可以对重点问题的探讨和方案提供充分的论证和进一步的说明。

〇.1.3. 堵点

堵点即瓶颈。

扬声器及其音箱技术瓶颈,是其技术发展中难以突破的限制性问题。

扬声器及其音箱是一个社会应用非常庞大的产业,几乎是军事和民用都不能缺乏的,深刻影响民生的重大产业,几乎无处不在。但在制造上又是一个非常尴尬的产业。

它在制造业中,不是一个主导产业,而近乎于一个寄生地位。

航空业、信息业、房地产业等可以说是具有主导地位的产业。航空航天等在技术上具有工业发展的主导作用,且具独立开发与创新的应用格局。

扬声器及其音箱被认为是电声产业下的一个行业,整个行业应用面很宽,但是从行业制造需求看,其独立开发和应用的资源集中度很差,甚至不可能。尤其是材料相关。

几乎可以肯定:电声、扬声器及其音箱所应用的材料,均非源自本领域的产业或行业,更多地是依赖航空业等发明、创新等所制造的材料。

材料的尴尬和寄生,造成了这个产业或行业的技术发展基础瓶颈。

因为你没有材料应用的自主权,也就没有本行业或产业特殊的功能性特点。其所需材料不能自主,严重地制约了行业或产业的技术自由性,也进一步压缩了行业发展的独立性。

除开材料制约外,理论认识及其研究宽度与深度也是一大瓶颈。这一瓶颈既存在学界,也存在于实体。

以磁路问题为例。

磁体研究与制造当前已经顶到天花板,也就是为数不多的那几种材料[]。导磁体也只有为数不多的几种[]。其中,导磁体经典应用就成为了磁路效率的拦路虎。更多情况下,专业技术将导磁作为磁隙工作支撑,但由于导磁磁通量饱和限制,就极大地限制了磁路设计的想象和应用。这一瓶颈,制约了磁隙的洛伦兹力及其音圈的步长。[]

又以振膜问题为例。

100多年以来,振膜形状以锥台型为经典,迄今大多数皆为此应用,从不更新。这是一种在认识上缺乏深度、在态度上呈现一种保守的坚持。事实上该种形状的应用,使振膜存在太多的物理缺陷[]。

这些相关的路障、瓶颈不解决,甚至不去重视哪怕是关注和探讨,扬声器及其音箱技术如何进步呢?

扬声器及其音箱技术发展中的重点、难点和堵点,正是本书探讨、分析、研究的基本任务。

〇.1.4. 音箱规律

音箱是一个混沌系统。

混沌系统就是一个西方科学从1972年E.N.洛伦兹提出的被誉为20世纪三大科学概念的混沌学界定的:“宏观有序微观无序”的科学对象。这个概念,用西方科学解释很难讲清楚。如果用中国老子的哲学概念“道可道非常道”这一命题就很容易解释清楚。

用现代汉语讲老子认为的“道可道非常道”,就是指变化的规律才是真正的规律。“道”即规律=“常道”;“非常道”即变化的规律,“ 常道”。变化的规律才是真正的规律,就是说,任何规律都是变化的,尤其是有序中的无序。

1925年,J.B.Johnson 提出了1/f噪声理论,从此1/f得到了科学界极为广泛的重视。1/f理论认为:“自然界中不存在绝对静止的事物,一切事物必定随时间或空间的推移而发生变化,我们将某个物理量在宏观平均值附近的随机变化称为"波动"。[]”这种波动完全无序称——f0白噪声;如果这种波动秩序规律性太强称为f2——布朗噪声;如果这种波动宏观上有序,微观上无序称为1/f——如自然流水、自然风吹,即1/f噪声。1/f噪声概念就源于“混沌理论”。也是老子“道可道非常道”的命题所包含的自然实证。

在传统扬声器理论中,它告诉你音圈驱动振膜,但它不告诉你什么样的音圈去驱动什么样的振膜。这就牵扯一个“差之毫厘谬以千里”的问题出来。不同音圈与不同振膜的匹配,发声是完全不同的。实践证明:音圈与振膜的驱动比[]不同则音质不同。驱动比越小,控制力越小,声音就越闷、越易拖尾,越含混不清。而振膜材质与形状千变万化,造成与音圈的匹配就有数不清的方法,会导致数不尽的音质。音圈驱动振膜是规律,但是数不尽的驱动比,就成了数不尽的变化,成了无可量化的规律。两者融合就是1/f,也就是宏观中的有序,微观中的无序。也可理解为:驱动是不变的、规律的,驱动比是变化的、随机的。这就是“道可道非常道”。“道”是规律,不变的、秩序的。但“道”中之“非常”,是“道”的属性。变化的、无序的。其变化也就是西方科学中描述的具备“初始条件的敏感性”,近乎于“蝴蝶效应”。

要探究音箱科学之理,“道可道非常道”就成了音箱科学认识论的至高法宝。

高级扬声器理论必须站在“道可道非常道”的哲学思维高度才能科学地、准确地把握音箱混沌现象的规律。而把握混沌科学概念,才能真正设计和把握音箱技术及其工程应用的高级化。

而音箱的高级与否用什么来评价?发烧友都用“耳朵收货”来形容。尤其是音质表现,好不好,要用听觉来识别——主观评价。

但是,主观评价没有标准。由于主观,其评价个性条件太多,人的听觉差异较多、审美差异也较大,评价标准缺乏一致性:一千个观众就有一千个汉姆雷特。由于主观评价缺乏一致性,就不能作为工业制造的标准,没有这个工业标准,音箱产品就失去了产品价值评价的客观体系,市场与行业就乱套了。所以,客观评价就成了科学替代主观评价的唯一选择。

而客观评价相对主观评价,它不是主观评价的对立面,而是主观评价的客观化延伸。它是将人们主观评价的期待、目标、需求等设置成客观实现的功能,应用在检测设备及其相关环境上,将检测设备及其声学环境作为主观需求客观功能的媒介,这样它评价就没有主观差异,一致性好,标准性强。

所以,高级音箱的科学评价,应该以客观体系为主。

这又带来另一问题?

那就是客观评价的标准问题。

没有标准,客观评价体系就不能产生量化指标,没有量化指标,检测设备运行就没有目标甚至没有灵魂。

美国IEC(国际电工委员会)曾颁布《高保真扬声器系统最低要求》,提出了看起来较完整的一套检测量化客观指标体系。但这个标准的提出,科学依据是什么?科学程度有多高?该标准真的能支持或助力电声产业的进步与发展吗?这些问题不搞清楚,就会成为扬声器及其音箱产业健康发展的绊脚石。

迄今,世界扬声器及其音箱产业大多都集中在中国。产业链的迁徙,导致了扬声器及其音箱的市场、供应链在中国的集中。扬声器及其音箱制造链在欧美日发达国家日渐消失。其人才、技术随之也日渐弱化。而中国以制造端和市场端加入到国际电声产业链的分工中,从中获得的产业利益极少。以前中国靠人口红利能赚点儿,现在人口红利开始消失,人工成本、社会运行成本都在不断攀升。所以,中国扬声器及其音箱产业面临如何担当产业发展与进步、提升自身价值链地位的紧迫任务。

欧美音箱产业发展历史的电声技术沉淀比中国深厚,而且历来都是走在中国前面。中国为了接产欧美发达国家音箱产能,随着20世纪90年代的“三来一补”,到现在大面积的OEM,先是“随跑”,后是“跟跑”[],现在中国接产了世界70%以上的扬声器及其音箱的产能,接下来,中国音箱产业需不需要“并跑”、甚至“领跑”就成了一个影响世界重大发展的产业战略问题。

从扬声器及其音箱产业技术而言,欧美差不多顶到了天花板,而且尚有不少瓶颈制约。如以振膜材质DLC类钻石振膜[]就顶到了天花板,同时也遭遇若干年遗留的锥台型振膜不可逾越的多种物理错误造成为代表的技术瓶颈。欧美技术理论更多仍停留在电声技术初始阶段,其理论系统的更新与深化,也同样遭遇了天花板和瓶颈。

再加之,欧美音箱行业急功近利,发明并繁衍盛行的设计 科技、价格 价值、噱头 搞头、话术 技术、谎言 善意的江湖作风[],形成了对行业技术正常健康发展的严重干扰和阻碍。他们利用多年老牌工业信誉为代价,疯狂换取眼前的商业利益。产业技术发展受其拖累,动力减弱,呈现出力不从心走向衰退的下降曲线。如此状态下,扬声器及其音箱[]技术的发展再靠欧美重振或推动已经不符现实趋势,中国相关产业如继续跟跑,已到了无可跟跑的境地。换言之,如果中国扬声器及其音箱产业还愿意保持制造优势,甚至从现在的世界最大制造发展为世界最强制造,就不得不自身奋发冲在前面,从技术上领跑世界。

音箱产业链由研发端、制造端、媒体端、销售端链接组成。而该产业链分工中的价值链,制造端的价值是最低的,研发端与销售端的价值是最高的。

以欧美高价格音箱(高价格 高价值)为例,以制造成本以不到2%的市场价格销售(包括)。相当于制造2万元的音箱,市场价200万元,其中,销售端收益100万元,研发、媒体、品牌收益48万元。在该价值链中,制造为2%,销售为50%,研发、媒体、品牌48%。

一般而言,品牌与研发主体都是一体。媒体从中获益10%,研发与品牌获益38%。换言之,品牌+研发2万元的投入,产出36万元,毛利率为18倍。

中国的扬声器及其音箱产业处于产业价值链的最低端,不符合民族复兴战略目标。所以,必须改变供给侧性质,朝着中、高端价值链发展。这也是中共中央和中国政府多年来一直强调的供给侧改革、满足“人民幸福生活发展”需求的根源所在。

我国音箱产业从做大到做强的瓶颈是什么?是技术、是研发、是品牌。而其中,最基本的瓶颈就是技术。技术影响研发、研发影响技术,技术影响质量,而质量又影响品牌。

欧美以前的音箱品牌,是建立在技术及其研发基础上的,现在欧美的品牌却是建立在营销基础上的。技术是产品质量的根和基石,离开这个根和基石,产品质量就相当于建立在沙漠上,随时可能被风化、垮塌,处于万劫不复的风险中。

所以,扬声器及其音箱技术当前需要紧迫地提高,相关理论需要及时更新。一方面传统理论中科学部分需要深化;整体理论需要纠错、拓宽;理论目标需要提高。以此作为电声工业进步的实践指导,才能在扬声器及其音箱行业领域实现中华民族伟大复兴[],才能在该领域实现“经济高质量发展”[]。

〇.1.5. 理论研究

探究事物存在的道理叫理论,而探究道理的道理叫论理。

扬声器及其音箱的理论或论理非常繁杂。如果强调其科学性,论理或理论还必须以西方科学体系为模式。因为,扬声器及其理论源于西方科学,其沉淀了深厚的认识经验和丰富的认识方法,更是汇集了若干理论分析工具,应用起来很方便,同时也符合行业知识交流的普遍性。

但是,扬声器及其音箱存在的现象很繁琐且复杂。许多内容是非线性、非矢量的,对其进行绝对定量分析是不科学的。如果就其诸多现象进行散点认识和理论,难以透视其规律和本质。本书从其烦乱的现象中,抽象并聚焦于材料和形状上进行重点理论分析,化繁为简,更利于理论的整体概括与阐述。

聚焦于材料和形状的分析中发现:扬声器及其音箱的多物理场[],其因变都集中在材料和形状上。材料和形状是扬声器及其音箱性能构成的基本规律基础。如开路条件下,磁体的径高比不同,表磁通量不同,磁能利用效率则不同;在回路条件下,导磁体厚薄不同,磁隙的磁动势不同,导磁效率也不同。因此,本书对高级音箱技术聚焦于材料和形状,成为了贯穿全书的理论分析主线。无论是整体、局部、细节还是系统、子系统,均聚焦于材料和形状的分析、评价、与阐述。这也利于读者对本书观点及其认识论、方法论及其新的知识点进行聚焦式了解和把握。

〇.2. 基本内容

本书内容分上下两篇。

上篇呈现音箱行业历史与现状的重要问题:第一章《中国音箱产业痛点》,概括阐述中国音箱产业普遍存在的问题;第二章《欧美音箱行业的江湖作风》,揭示并批判世界代表性的音箱发展方向及其不良行径;第三章《音箱技术在应用中的乱象》,揭示音箱行业随时代发展中,当前技术应用违背科学的突出现象;第四章《Hi-End真伪》,对市面上音箱热词“Hi-End”所代表的音箱现象作出深入地批判;第五章《传统扬声器及其音箱技术痛点》,针对音箱行业在发展中遭遇的技术瓶颈做一个简略的概括。

下篇为本书内容重点。择重从技术角度系统地论述什么是高级音箱以及怎样做到高级音箱:

第六章《高级音箱概论》:内容涉及音箱技术在历史发展中有哪些痛点、难点、堵点;高级音箱这个概念抑或说标准应该如何定义?高级音箱产品应该遵循哪些原则?高级音箱技术的内容是什么,有哪些范围?技术核心目标和原则是什么?

第七章《高级音箱工程师》:音箱是人的精神物态化,决定音箱是否高级在于人。所以。这里专门探讨了什么样知识水平和技术能力的电声人才可称为真正的高级音箱工程师。这是高级音箱是否存在的主体因素及其决定性因素。

第八章《主观评价》:从工业制造讲,主观评价可能不应该成为高级音箱的最终评价或者说准确的科学评价。但是音箱最终是为主观感受服务的产品。一方面,主观评价非常方便工程师的产品调校感知;另一方面主观评价最终会成为消费者是否接纳的质量验证方式。但中国大陆当前的主观评价“标准”,更多地出于刘汉盛《音响二十要》[],但相关内容有重叠和交叉,认识上难免“迷乱”。所以,高级音箱的主观评价,有必要从理论上进行科学的梳理甚至规范。

第九章《客观评价》:仍然从工业制造讲,唯有客观评价才是产品的最终的、亦或科学的评价。客观评价问题,其实就是标准问题。针对高级音箱标准问题,目前很少见到世界性文献的探讨。本书慎重地在国际上已有客观评价项基础上,针对高级音响特殊性作了一些修订,并特别增加了“波形仿真”标准,一方面提升了“国际性”标准高度及其科学性,再则丰富了相关标准,达到较旧有标准更科学和更精准,且具有可行的实用性。

第十章《音箱机理》:从技术上整体构成角度,较传统相关理论更科学地阐释音箱构成的机理,将振动局部、磁路局部、到箱体局部和电导局部的作用及其相互关联,分析较传统原理更为深入的阐述,并创新相关理论的阐述层次和角度,在更宽认识范围、更深细节理解表达高级音箱不同于其它音箱的科学前提。

第十一章《功率分频》:功率分频或被动分频音箱是一体化的,电子分频却在功放前端,不与通常被动分频音箱一体化。所以这里要特别讨论与音箱构造一体化的功率分频问题。

具有什么功能的音箱应该采用什么方式的被动分频?功率分频对音箱质量的影响有哪些?什么样的电阻器、电容器、电感器可以帮助音响品质的提升?对于普遍采用的瑞利(Linkwitz-Riley)或巴特沃特(Butterworth)的理论模型对高级音箱系统是否具有精准的作用等,依据实践或试验做出深入的探讨和阐述。

第十二章《高级电路》:择重从音箱的重放音乐信号需求的特性,深入分析了音箱电路应有的特性。并从输入线、接线器、机内线、分频器、音圈等所有导电节点提出了高级音箱电导技术要求,同时也从功率线创新地提出材料和形状如何高级的新观点。

第十三章《高级磁路》:扬声器磁路的高级目标集中在磁隙上,而磁隙关键目标在效率上,进而磁隙效率与磁体、导磁体的材料、形状相关。由于磁体、导磁体材质较少,选择余地不大;且受到多数动圈式扬声器构型限制形状选择余地也不大。如何选择、搭配材质与形状就成为了扬声器磁路高级与否的难点。该章内容深入地探讨了作为磁场介质永磁体、导磁体材质和形状的功能,并积极地拓展了通过“径高比”、“减磁法”、“多磁法”、“无软铁法”去提高磁隙磁场效率的解决思路。

第十四章《电功能》:音箱的“电功能”是过往理论很少关注的问题。本章以音箱电功能深入分析、探讨前提下,就功率线设计、音圈线设计、电感线设计根据不同应用范围提出了相关建议和标准。

第十五章《高音单元振膜》:高音单元振膜是动圈式扬声器中最敏感的器件,它的材质和形状很大程度上决定了扬声器及其音箱的品质。因此,本章从高音单元应用角度深入分析并阐述了振膜的材质、形状对音箱品质的作用和影响。并提出了音乐高仿真振膜材质和低失真形状应用的思路。

第十六章《振膜的高效性》:作者认为扬声器振膜的高效性是高级音箱组成的质量关键。所以该章内容择重从声音的振幅、时域、频域、相位等四大特征入手,分析并阐述了振膜的声学特征、振膜形状禁区、主流振膜形状、振膜的高效性等问题。并提出了振膜性能控制及其原则相关的观点。

第十七章《箱材密度》:关于箱材密度,是过往理论和现实产品技术忽略的一个重大问题。本章就箱材密度,从箱材的声学功能、箱材分类、箱材与声学特性、音箱的信噪比等多个方面分析并阐述箱材与音箱品质的关系,同时也阐述了作者对高级音箱箱材的认识。

第十八章:《高级音箱设计与制造原则》:根据上述诸章内容的观点,本章总结性地从未来高级音箱技术发展趋势提出了平坦频响曲线、倍频程分频、非锥形中/低音单元(含中音单元)、非球顶中/高音单元(含高音单元)、小口径、分流、非完全对称、比刚度、声阻抗等九大原则。

第十九章《扬声器及其音箱发展应用的未来》:主要择重从音箱的真正智能化、治疗健康应用、物理农业应用、立体声影院应用等几个方面阐述了高级音箱技术的拓展领域和深掘观点。

第二十章《高级音箱设计示范》:通过该书理论产品化落地的实例,回答或者说应证了本书理论体系认知的科学性和实效性。

本书内容囊括扬声器及其音箱技术诸方面、诸层次,且从新角度、新方法、新视点、新深度研究等而获得新知识。为此,可能对传统理论知识存在较大冲突,甚至对处于市场链的制造商、供应商、媒体的既得利益产生较大的冲击。

作者无意去专门损人而著书,还是心心念念为了扬声器及其音箱技术的发展,站在科学立场去揭示问题和批判现象。所论与既得商业利益冲突时,还请行业相关海涵。

当然非常欢迎任何形式的批评指正。

〇.3. 读者范围

写作特点:以音箱技术为研究对象,在论述什么是高级音箱?什么是高级音箱的客观标准?怎样认识和设计及其制造真正科学意义上的高级音箱?高级音箱的应用规范等问题中,始终贯穿材料与形状的主线,围绕行业技术重点、难点与堵点深入探讨和研究,同时也保持中国文化中最大特色的整体、辩证、中和思维和西方科学之系统论分析方式,面对烦乱的音箱格局,该批判的批判,应探索的探索,既“拨乱反正”,又“推陈出新”。它可能所讨论内容做不到面面俱到,但对音箱技术性相关的关键或重要内容尽可能深入到细胞级去分析与阐述。

本著作的阅读对象主要是扬声器及其音箱工程师、相关专业学者、研究生、高级别发烧友等。

我国电声工程师是我国扬声器及其音箱产业的骨干。但是大多未经过体系化专业理论的熏陶和培养,基本上都是在台商企业打工出身,普遍的文化程度不高。对制造技术或许有一定的把握能力,但对研发,缺乏完整、平衡和细腻的认识与把握。在研发上,自身缺乏相应的应用工具。如函数运算、有限元、无限元运算等,没有训练基础。这方面,南京大学做了很多普及性的行业培训,收效甚微,没有根本上解决真正研发问题[]。因为这些培训多数沦为老师才学的表演舞台,而非学员技术上饕餮大餐的食堂。

目前,关于电声技术运算的工具很多,在互联网上基本能找到相应的物理运算工具。尤其像SPLCAD、Comsol、LEAP、BassBox 6 Pro、Loudsoft(系列如FINECone、 FINEMotor等)等仿真软件,均可以胜任复杂的电声振动系统、磁路系统、分频系统等设计运算,甚至包括了扬声器及其音箱与声学环境应用关系的运算[]。

为适应他们的接受能力,著作中尽量采用深入浅出的表达来阐述技术思想,尽量避开物理中抽象的数学公式,主张从现存的工具性软件中去补足大多数工程师物理数学工具性能力不足的制约。最起码让读者能了解或重视高级音箱的思想范畴与方式,尤其是思维方式。“思路解决出路”这一经验永远是颠扑不破的真理。

所以,《论高级音箱》既是高级音箱的认识论、方法论,也是高级音箱的世界观。

著作中,上篇主要发现、揭露历史与现状中存在的问题,尤其批判了与电声科技相悖的、错误的、商业道德残缺的现象[];下篇主要总结了作者数十年的经验及其高级音箱技术观点。

其中,作者研究角度、和视野均与旧有理论体系不同,所以其理论深度和角度均与过往的理论有所不同,两者比较,也可以算是一种音箱行业的理论创新,亦或说是一种中国人21世纪音箱理论的“新声学”观。

目的是为了给高级音箱研究、设计、制造的专业工程师、研究学者提供思想参考,也为发烧友深入了解高级音箱属性提供一种知识性新参考。

本书篇幅30万字,A4规格21 29.7cm,475页。

作者简介

陈东红,重庆市人,1954年生。

中科声学(广东)科学研究院(CAA)院长。

2017年哈尔滨工程大学做学术报告

中国声学学会、中国音乐治疗学会、世界华人音乐家协会资深会员,广东省中医药学会音乐治疗专业委员会委员、中国生产力学会策划专家委员会全国专家委员、国家一级高级技师、HKTCC国际注册(专家级)高级电声工程师。

曾任职四川音乐家协会音响技术研究所所长,中国声学学会四川分会电声专业委员会主任,武汉音乐学院音乐研究所、成都理工大学传媒科学与艺术学院副教授、教授。40余年电声研发和技术团队带领经验;学术专著有《论高级音箱》(30万余字)系统地阐述了高级音箱新声学观点;系列文章《Hi-End音箱真伪》(《高保真音响》2017年共5期连载)系统地批判了高价格音箱的江湖作风;相关专业实用新型与发明专利等20余项。全国景区、公园、小区随处可见的“仿石音箱”,就是其30年前发明的技术专利。

在40余年的电声技术研发经验基础上,始终不渝、坚持不懈地专事扬声器技术工作,对扬声器及其音箱技术研究达到行业稀有的细胞级深度。

所设计与创新的“极致荣誉(Acme Honor)”书架箱系列、顶峰(Summit)系列,也是世界上首次从技术角度全方位科学定义与阐释高级音箱新声学理论落地产品。

陈东红先生不仅是声学家,也是作曲家。自1981年学成于四川音乐学院理论作曲系后一直坚持音乐创作,交响乐作品有钢琴交响诗《新娘鸟》、管弦乐《步步高》、《嘻哈序曲》、《大岭山奏鸣曲》等,所创作歌曲及其音乐美学曾入围中国2022第19届年亚运会征歌总部赛区、发表于《中国音乐》、《音乐探索》(西安音乐学院学报)、《艺术探索》(广西艺术学院学报)、《当代文坛》等;并且,其一直坚持20余年的生物作曲研究,并独树一帜地提出“五维仿生治疗音乐创作”方法,为人类提供了一把打开新世代心理与生理“双理”治疗的现代新音乐治疗大门的钥匙;并配合该治疗方法的落地,在所定义的新声学技术基础上特别发明了多物理场治疗舱,为人类音乐治疗事业开启了软件与硬件相融合的新思路。

目录(含四级标题)

第〇章 前言

0.1. 核心问题

0.1.1. 重点

0.1.2. 难点

0.1.3. 堵点

0.1.4. 音箱规律

0.1.5. 理论研究

0.2. 基本内容

0.3. 读者范围

作者简介

目录

上篇:历史与现状中的问题

第一章 中国音箱产业痛点

1.1. 概况

1.2. 痛点

1.2.1. 同质竞争与内卷

1.2.2. 布局与市场管理

1.2.3. 人才

1.2.4. 观念

1.2.5. 发展

1.2.6. 环境

1.2.7. 技术

第二章 欧美音箱行业的江湖作风

2.1. 设计 科技

2.2. 噱头 搞头

2.3. 价格 价值

2.4. 谎言 善意

第三章 音箱在应用中的乱象

3.1. 名不副实

3.2. 智能音箱的真伪

3.2.1. 声音的智能化问题

3.2.2. 声音服务智能化问题

3.3. 为什么说汽车制造商不懂声学

3.4. 从红旗H9轿车设计的败笔谈起

第四章 Hi-End音箱真伪

4.1. 声学空间形状

4.1.1. 平面对称驻波

4.1.2. 棱边与顶点驻波

4.1.3. 腰身应力

4.1.4. 三角立方体驻波更大

4.2. 箱体材质

4.2.1. 常用箱材

4.2.2. 箱材与声学

4.2.3. 密度板的危害

4.3. 振膜形状

4.4. 折叠的危害

4.5. 半球顶的危害

4.6. 导线

4.6.1. 线材的谬误

4.6.2. 铜导体的缺陷

4.6.3. 多股芯线的弊病

4.7. 技术问题

4.7.1. 伪技术

4.7.2. 反技术

4.7.3. 诈技术

4.8. 静电扬声器缺陷

4.8.1. 假技术

第五章 传统扬声器及其音箱技术痛点

5.1. 听感痛点

5.1.1. 低频松散

5.1.2. 中频稀疏

5.1.3. 高频尖锐

5.1.4. 整体松垮

5.1.5. 细节粗放

5.1.6. 怎样听懂音乐的内容

5.1.7. 怎样听懂音乐(续)——兼复“孤独的观史”

5.2. 锥台形驱动单元的物理缺陷

5.2.1. 锥台型振膜的几何声学缺陷

5.3. 折叠振膜的危害

5.4. 被动低音单元的危害

5.5. 木质箱体的声学缺陷

5.6. 对3/5A音箱的批判

下篇:高级音箱技术

第六章 高级音箱概论

6.1. 音箱发展的批判

6.2. 音箱技术发展中的“天花板”与瓶颈

6.3. 高级扬声器及其系统定义

6.4. 高级音箱原则

6.4.1. 效率原则

6.4.2. 失真原则

6.4.3. 思维原则

6.4.4. 振膜高级技术

6.4.5. 磁路高级技术

6.4.6. 声腔高级技术

6.4.7. 电导高级技术

6.4.8. 高级扬声器及其系统设计与制造

6.4.9. 十一大原则

第七章 高级音箱工程师

7.1. 使命

7.1.1. 声音与生命的关系

7.1.1.1. 人体频率

7.1.1.2. 声波对人类健康的影响

7.1.1.3. 乐音特性

7.1.1.4. 乐音效应

7.1.1.5. 音乐声波的健康机理

7.1.1.6. 音乐的健康作用

7.1.1.7. Hi-Fi音箱的意义

7.2. 职业修养

7.2.1. 神圣的Hi-Fi信仰

7.2.2. 崇高的健康使者责任

7.2.3. 精巧博学的工匠

7.3. 高级扬声器及其音箱工程师的技能

第八章 主观评价

8.1. 多数人都不识音质

8.2. 声音之美

8.2.1. 中国文化中的声音美概念

8.2.2. 声音之美的科学依据

8.2.3. 美的声音主观标准

第九章 客观评价

9.1. 高级音箱定义

9.2. 相关旧有标准

9.2.1. 旧有Hi-Fi扬声器系统的最低客观主要标准

9.2.2. 旧有Hi-End扬声器系统的最低主观标准

9.2.3. 主观评价

9.3. 音质评价前提

9.3.1. 音质的定义

9.3.2. 音色差异

9.3.3. 评价的对象

9.4. 音质评价方法

9.4.1. 波形还原法

9.4.2. 波形比较

9.4.3. 波形分析

9.5. 音质标准与评价

9.5.1. 音质等级分类

9.5.2. 音质评价标准

9.6. 新评价与标准

9.6.1. 新标准的主要技术指标

9.6.2. 新主要指标说明

第十章 音箱机理

10.1. 整体肌理

10.2. 电机理

10.3. 磁机理

10.3.1. 动磁场

10.3.2. 静磁场

10.3.3. 两种磁场的关系

10.3.4. 导磁的局限

10.4. 声肌理

10.5. 气肌理

10.5.1. 弹性

10.5.2. 阻尼与Q值

10.6. 电/磁/声/气的关系

第十一章 功率分频

11.1. 功率分频定义

11.2. 扬声器可承载功率

11.3. 扬声器分频功率

11.3.1. 功率分频的意义

第十二章 高级电路

12.1. 电导体系统

12.2. 导线

12.2.1. 线材的谬论

12.2.2. 铜导体的劣势

12.2.3. 铌导体的优势

12.2.4. 导线的防磁防震

12.2.5. 导线的形状

12.3. 音圈

12.3.1. 音圈的设计难题

12.3.2. 高级音圈设计

12.4. 分频网络

12.5. 接线器

第十三章 高级磁路

13.1. 磁体材质与形状

13.1.1. 磁体材料

13.1.2. 磁体形状

13.2. 导磁

13.2.1. 导磁材料

13.2.2. 导磁形状

13.2.3. 减磁方法

13.2.4. 多磁柱方法

13.2.5. 无软铁方法

13.3. 磁隙

13.3.1. 磁隙的结构

13.3.2. 磁隙的做功

第十四章 电功能

14.1. 扬声器电功能的特殊性

14.1.1. 声波与电磁波的关系

14.1.2. 多频率传输与多状态传输

14.1.3. 扬声器电功率应用

14.1.4. 功率传输线设计

14.2. 音圈导线设计

14.2.1. 音圈导线材质

14.2.2. 音圈导线形状

14.2.3. 音圈导线与磁路配合

14.3. 电感导线设计

14.3.1. 线材选择

14.3.2. 形状选择

第十五章 高音单元振膜

15.1. 振膜的意义

15.2. 振膜的结构

15.3. 振膜的材质

15.4. 金属与“陶瓷”、“钻石”酮体

15.5. 软膜与高分子酮体

15.6. 振膜的形状

15.7. 高级高音振膜声学的总结

第四,动圈式高音振膜的声学优化原则:

第十六章 振膜的高效性

16.1. 声音的四大特征

16.1.1. 振幅

16.1.2. 频率

16.1.3. 音色

16.1.4. 相位

16.2. 振膜的声学特征

16.2.1. 固有频率

16.2.2. 频率分布

16.2.3. 形状与声相位

16.2.4. 频率与响应时间

16.3. 振膜形状禁区

16.4. 振膜的主流造形

16.5. 振膜的高效性

16.5.1. 什么是振膜的高效性

16.5.2. 振膜效率

16.5.3. 振膜效率的意义

16.5.4. 振膜性能的控制

第十七章 箱材密度

17.1. 箱材的声学功能

17.1.1. 隔音功能

17.1.2. 谐振功能

17.1.3. 结构功能

17.2. 箱材分类

17.2.1. 大宗箱材

17.2.2. 小宗箱材

17.3. 箱材与声学特性

17.3.1. 箱材声学特性概述

17.3.2. 箱材声学特性的意义

17.3.3. 箱材的隔音

17.3.4. 木质材料——高级音箱的禁区

17.3.5. 音箱材料密度简易识别

17.3.6. 低音扬声器与超低音扬声器的区别

17.4. 怎样分析扬声器及其音箱的信噪比

第十八章 高级音箱设计与制造原则

18.1. 未来趋势

18.2. 平坦频响曲线原则

18.3. 倍频程分频原则

18.4. 非锥形中/低音单元原则

18.5. 非球顶中/高音单元原则

18.6. 小口径单元原则

18.7. 分流原则

18.8. 曲面空间原则

18.9. 流线型原则

18.10. 比刚度原则

18.11. 声阻抗原则

第十九章 扬声器及其音箱发展应用的未来

19.1. 真正的智能化

19.2. 治疗健康应用

19.3. 物理农业应用

19.4. 真立体声影院

第二十章 高级音箱设计示范

20.1. CAA极致荣誉Acme Honor系列书架式音箱

20.2. 设计背景

20.2.1. 设计主体

20.2.2. CAA概况

20.2.3. CAA宗旨

20.2.4. CAA技术

20.2.5. CAA使命

20.3. 指导思想

20.3.1. 坚持科学定义的高级音箱标准

20.3.2. 频响曲线标准

20.3.3. 谐波失真标准

20.3.4. 信噪比标准

20.3.5. CAA新声学音箱性能最低要求

20.4. 高性能构成

20.4.1. 高性能单元

20.4.2. 超低音驱动单元

20.4.3. 超低音单元参数纠错

20.4.4. 低音单元与超低音单元的区别

20.5. 高性能箱体

20.5.1. 箱体材质

20.5.2. 箱材密度特性

20.5.3. 箱材阻尼特性

20.5.4. 箱材刚性

20.6. 高性能分频器

20.6.1. 电容器

20.6.2. 电感器

20.7. 箱体结构

20.7.1. 多宫室结构

20.7.2. 空气动力学应用

20.7.3. 电阻器

20.8. 布局与规划

20.8.1. 小单元分流原则

20.8.2. 书架箱原则

20.8.3. 多宫室结构

20.8.4. 分频解决方案

20.8.5. 其他细节

20.8.6. 整体性

20.9. 视觉设计

20.9.1. 矩形立体沿革

20.9.2. 矩形文化的继承

20.10. 价值分析

20.10.1. 产品价值

20.10.2. 商品价值

20.11. 系列款型

20.11.1. CAA Acme Honor系列主要性能参数

20.11.2. Acme Honor101

20.11.3. Acme Honor201

20.11.4. Acme Honor1403

20.11.5. Acme Honor1604

20.11.6. Acme Honor2806

20.11.7. Acme Honor11008

20.11.8. Acme Honor212010

20.12. 顶峰(Summit)系列

20.12.1. 顶峰系列单元

20.12.2. 马卡鲁MAKALU

20.12.3. 洛子LHOTSE

20.12.4. 千城章嘉KANGCHENJUNGA

20.12.5. 乔戈里QOGIR (K2)

20.12.6. 珠穆朗玛峰Mount Everest

读者如果对该著作有所需求,请在留言中打上“AAA”三个字符,支持我在出书前作为参考。谢谢!

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页面更新:2024-04-14

标签:音箱   磁路   高级   声学   扬声器   前言   形状   评价   理论   科学   技术

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