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2016/02/29發表,已被閱讀 11,140 分類:原廠故事
Martin Logan採訪記(二) Martin Logan最著名的產品就是靜電喇叭,雖然在Martin Logan之前,曾經有Quad、Klipsch KLH、Janszen......等等知名的靜電喇叭出現,但卻都無以為繼,而Martin Logan一路從1979年推出靜電喇叭至今,一直在進步當中,而其中最特殊的技術要算是CLS曲面靜電振膜。

我們先來看看靜電喇叭的工作原理。與傳統動圈式喇叭比較起來,靜電喇叭工作的面積很大,但質量卻很輕,靜電喇叭的振膜其實就是非常非常薄的薄膜(Disphragm)。但是這麼一大片薄膜怎麼「振動」,或者嚴格來說,像動圈喇叭單體振膜一樣做「前後活塞運動」?


靜電喇叭由前後兩片定子(Stator)夾住靜電薄膜,靠靜電薄膜振動發聲。

基本上靜電喇叭由三個部分構成,中央是超薄的薄膜,而薄膜前後有兩片定子(Stator),把薄膜夾在中間。這片薄膜表面要經過特殊處理,可以導通靜電,由外部施加很高的靜電壓,而且必須恆定為正電的靜電壓,而前後兩片定子的電壓極性會改變,靠同性相斥、異性相吸的原理,當前面的定子電壓為負,就把靜電薄膜向前吸,而後面的定子電壓為負,則把靜電振膜向後吸,如此一來產生靜電振膜的位移,推動空氣產生聲波。

可以想見,前後兩片定子的電壓一定剛好相反,前面為負、後面為正,就把靜電振膜向前推,而前面為正、後面為負,就把靜電振膜向後拉。所以在靜電喇叭的振膜表面,必須利用施加超高電壓,讓中間的靜電振膜充斥高壓靜電,而前後兩片定子則需要變壓器轉換極性。所以,靜電喇叭大多需要插電,Martin Logan也不例外,而這些電力並不是用來推靜電喇叭,而是施加靜電壓與轉換定子極性的標準配備。


靜電振膜表面施以超高靜電壓,永遠是正極,而前後定子極性則隨音樂訊號變化,吸引靜電振膜前後振動。

中間的靜電振膜需要施加超高靜電壓,所以靜電振膜驅動需要插電。

想像一下,靜電喇叭的基本結構就是三明治結構,中央是靜電振膜,前後是定子,理論上來說應該是平面的結構,但Martin Logan卻是曲面的設計。這就是Martin Logan特殊之處,早在1979年創業之時,Martin Logan做的就是平面靜電振膜,一直到1986年才推出CLS曲面靜電振膜。

CLS曲面靜電振膜是Martin Logan的獨門絕活

為什麼要把平面的靜電振膜,變成曲面的CLS?這個道理和現在流行的曲面螢幕有點類似,但曲面螢幕是內凹的,目的是讓視角更集中,而CLS則是要讓水平擴散角度更寬闊。提升水平擴散角度的好處在哪裡?聲波擴散性更好,皇帝位更寬闊,不一定要侷限在特定的位置,CLS可以均勻地把聲波傳送到各個角落。

要怎麼把平面的靜電振膜,製作成曲面的靜電振膜,在我來Martin Logan之前,一直想不懂,還以為他們是把平面振膜做好之後,再利用模具彎曲,可是這樣怎麼讓振膜繃得平?不過這實際上要怎麼做,我先賣個關子,等真正進入工廠的實作流程,再詳細介紹CLS如何從平面變曲面。


CLS的好處就是聲波擴散更為均勻。

而Martin Logan靜點喇叭的第二個特點,就是混合動圈與靜電設計,而這項設計有其技術上的獨特優勢。怎麼說?一般二音路或三音路喇叭,高音與中音的分頻點大多落在2kHz~5kHz之間,可是人耳對於中高頻段的「相位」非常敏感,而在2kHz~5kHz中間插入一個分頻點,一定會產生若干變化,而Martin Logan的設計都是二音路,分頻點多在450Hz,這已經拉到中頻段的下段,人耳對這個頻段的相位變化,遠不及2kHz這裡那麼敏感。所以,Martin Logan在關鍵的450Hz~20kHz中高頻段,完全沒有分音器的干擾,而音響的金科玉律就是:「最好的分音器,就是沒有分音器」,Martin Logan的設計真正做到了中高頻完全沒有分音器,全部靠CLS靜電振膜發聲。

Hybrid的設計讓靜電振膜負責中高頻段,而動圈式低音負責低頻,如此一來在人耳對時間相位敏感的頻段,完全沒有分音器的干擾。

我想進一步解釋為什麼人耳對2kHz這個頻段特別敏感,人靠一雙耳朵聽聲音,左右耳的間隔,產生了聽聲音的「時間相位差異」,所以我們可辨認聲音的方向。假如聲音從左邊過來,左耳先接收聲音,然後右耳才接收到,這個時間相位差異,告訴大腦聲音發出來的位置在左邊。不過這個「相位差」有限制,假如聲波的波長,比左右耳的間距還長,那麼左右耳接收聲音的「時間差」就會縮短,而接收時間差越短,大腦對聲音「位置」的認知就會越模糊。

那什麼樣的聲波波長比較長?高頻還是低頻?很顯然低頻的波長比較長,所以我們常會說超低音沒有指向性,因為超低音的波長可達十公尺以上,遠遠超過左右兩耳的間距。可是高頻段敏感的區域在哪裡?答案是1.5~2kHz之處,比這個頻率越是高,保證波長比左右耳間距短,大腦「聽聲辨位」的能力就越好,而比這個頻率越是低,大腦對於聲音的相對位置感受越模糊。


動圈式單體負責450Hz以下的低頻段,從450Hz~2kHz之間完全沒有分音器的干擾,也就沒有時間相位誤差。

可是大多數兩音路動圈式喇叭,分頻點多在2kHz的地方,人耳在這裡對聲音的時間相位最敏感,所以每一個喇叭廠家都強調在分音器上面,投入許多研究調整,但是回頭看Martin Logan的設計,他們的「混合式」設計,讓動圈低音負責450Hz以下的低頻段,已經遠離大腦對「聽聲辨位」的敏感地帶,而最關鍵的2kHz,完全沒有分頻點,所以Martin Logan的中高頻才會聽起來那麼自然流暢。因為大腦不需要在敏感區域不斷辨認是哪一個單體發出來的聲音,完全只聽大面積靜電振膜的中高頻,而大腦越是不需要耗費力氣去辨認聲音相位,音樂聽起來就會越輕鬆、越自然、越耐聽。

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Martin Logan靜電喇叭獨有的Spars,把靜電喇叭區隔為較小的面積,可以大幅降低失真。

此外,Martin Logan還有獨家Spars,就是在靜電振膜與定子之間,加入Spars間隔,讓靜電振膜不是一大片,而是區隔為一段一段的區域。Spars之間的距離不完全相同,但是區隔了大面積的靜電振膜,成為相對較小的區塊,可以大幅降低失真。其實Martin Logan這項技術,原本是為了當年超級旗艦喇叭Statement e2所研發,後來才延伸到全系列Martin Logan靜電喇叭,並且註冊專利稱為ClearSpar技術。

目前Martin Logan所使用的靜電振膜,稱之為第二代靜電振膜。我們說過靜電振膜發聲的原理,中間的靜電薄膜施加超高靜電壓,問題是靜電薄膜不是有點像保鮮膜的塑膠材料,怎麼會導電?答案是表面經過金屬處理,但是因為塗層超級薄,薄到看不見,所以Martin Logan的振膜看起來是透明狀。


而Martin Logan的靜電喇叭框架也有學問,他們稱之為AirFrame技術,材料是航太級鋼材與鋁擠型合金框架,Martin Logan的設計強化了框架的剛性,如此一來可以大幅縮小靜電振膜固定框架的體積,同時讓靜電喇叭振膜的面積達到最大,內部強化的接點結構,也可以消除喇叭框架本身的聲音諧振。所以不要看Martin Logan靜電喇叭的框架,好像只有細細的一條,其實結構是非常強壯的。

關於Martin Logan靜電喇叭在設計上的獨家技術,大概說明至此,在下一篇報導當中,我們將實際帶領讀者進入工廠,把這些靜電喇叭的「理論」,化為實際的生產流程,看看Martin Logan怎麼把這些理論化為實際。


廠商資訊

代理銷售:享映公司
電話:04-23782211
網址:www.martinlogan.com.tw

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