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今天小编就立足“声音”
跟大家谈谈
声音重现史的一个里程碑
“静电扬声器”的诞生!
◀ 静电扬声器的由来 ▶
上世纪30~40年代,随着数字技术用于音源设备(失真≤0.02%的CD、LD等)和高保真放大器的出现,目前广泛使用的电动式扬声器由于天生的痼疾(失真≥2~3%),已难以跟上音响技术的发展,并成为音响重放系统的瓶颈,因此音响界迫切希望能研制出新型的高性能扬声器。
当时进展迅速的有离子式扬声器、带式扬声器和静电式扬声器。其中离子式性能最佳(频响10~25000Hz,失真≤0.002%)但因其极高的成本与对人体有害的电离气体,普及使用不大可能。而带式扬声器则因结构复杂、效率低,只在高频段(1500Hz以上)有较好的表现,因此使用范围受到了很大限制。
最终电声科技界及产业界的目光开始集中于结构相对简单、性能优越(频响20~30000Hz,失真≤0.05%)的静电扬声器上。
◀ 静电扬声器工作原理 ▶
静电式扬声器(Electrostatic Loudspeaker)是指极薄的振膜,在静电力作用下作前后移动发声的扬声器。这种设计与仅靠底部来推动的传统锥盆单元相比,完美解决了运行时震盆变形引起的失真问题。
且静电扬声器的震膜非常薄(QUAD 新款ESL2912振膜厚度仅有0.01毫米),质量也极轻,几乎不会受到惯性和阻尼的影响,因而在音乐重放时失真度非常非常小。音符的表达非常的精确,细节再生能力非常完美。重播时的准确性和速度感均达到理想值。被誉为世界上音乐表达最真实的音箱,没有之一。
◀ 静电扬声器发展历程 ▶
♦ 1923年:扬声器的分岔路
1923年,著名的贝尔实验室决定要发展完善的音乐再生系统。当时贝尔实验室的两位主持人Rice与Kellogg从众多样式中挑选出两种设计:锥盆式、静电式,这一个决定使喇叭发展方向从此一分而二:传统式与创新式。
出于成本考虑,工业界选择了电磁式扬声器。在30~50年代,电磁式扬声器得到了相当广泛的应用,生产总量达5000万只以上。
贝尔实验室美国总部
贝尔实验室制造的静电喇叭大得像扇门板,振膜由猪大肠外包金箔构成(塑料还未上市)。真空管的光辉照耀下,发亮的金色庞然大物令人头晕目眩。在充满猪肠腐臭与臭氧味的实验室中,它光彩夺目的声音与逼真音色简直让大家吓呆了,所有人都明白,一个崭新的时代已经来临!
不过Rice与Kellogg在设计静电喇叭时遇到了无法克服的问题:需要有庞大的振膜才能再生 完整的低音,在技术难以突破的情况下,贝尔实验室只得转向锥盆喇叭发展,这一停滞也使 得静电喇叭沉寂了三十年。
♦ 静电高音单体首次商业化量产
从贝尔实验室制作静电喇叭算起,又过了24年,1947年一位年轻的海军军官Arthur Janszen受指派发展新的声纳探测设备,而这套设备需要很准确的喇叭。
商业化量产的JansZen 65静电超高音
Janszen发现锥盆喇叭并不线性,于是他动手试做了静电喇叭,在塑料薄片上涂上导电漆当振膜,事后证明无论是相位或振幅表现都不同凡响。Janszen继续研究,发现将定极板(Stator)绝缘可防止破坏作用的电弧效应。
5年之后,Janszen 将完成商业化生产的静电高音单体与AR的低音单体搭配,是当时音响迷梦寐以求的最佳组合。
◀ 静电扬声器 & QUAD英国国都 ▶
♦ 突破技术壁垒——首款全频段静电扬声器应运而生!
实际上,早在QUAD英国国都1936年创立之初, Peter Walker就有着一个构想,他设计了一款采用静电原理发声的扬声器,并对这原理怀有坚定不移的信念。但由于当时工业制作水平还落后于这一先进的设计,他不得不等候近二十年的时间。
与此同时,随着数字式音源问世,电声企业界才发现,世界上尚无一种扬声器能够真正重现数字音源的声信号。于是掀起了第三次扬声器研制高潮,科技界提出了带式、海尔式、离子式、火焰式、静电式等多种方案。一时间,世界音响界风起云涌。
1955年,Peter Walker在英国的「无线电世界」一连发表多篇有关静电喇叭设计的文章,他认为静电喇叭与生俱来就有宽广平直的响应,以及极低的失真,失真度比当时的扩大机还低得多。
1957年问世的Quad Electrostatic(ESL)喇叭 ,是成功的将静电喇叭的理论变成实际的创新产品,也是世界上真正意义上的第一对全频段静电扬声器。
ESL-63提供了人类有扬声器以来最优秀的音质,给Hi-Fi领域传递了新的信息!
——百度百科
以当时材料科学技术水准,想要制造实用的静电喇叭,必须克服许多难题,而Peter则是花了七年的时间,投入许多基础研究,成功的将杜邦公司发明的Mylar塑胶应用在静电喇叭上面。
这款直接把静电喇叭当作产品名称的ESL更是长寿,从1957年开始生产,一直到1985年才停产,总共卖出54, 000对。
直到今天,人们仍然对这款静电扬声器充满敬意。
♦ 静电扬声器改良 ESL - 63
1981年,国都推出了另一款全频段静电扬声器ESL-63。
ESL -63的推出,是ESL第一次大幅度改良,在喇叭外型上明显变高、变窄,增加声音扩散的角度,并减少绕射现象,新的设计增加了称为「Crow bar」的保护线路,避免过去空气绝缘层被静电打穿,迸出火花的惊险现象。
在振膜的改良上,进一步将振膜厚度降至3μm,振膜质量也大幅降低,有助于反应速度的提升。而ESL -63还设计了同心圆式的驱动电极,巧妙地让平面振膜成为点音源发声,修改延迟线路,调整ESL- 63的频率响应曲线,如此一来静电喇叭不仅中频温暖而通透,音场定位更是维妙维肖,声音更接近人耳聆听习惯,让ESL-63听感更加平坦自然,听起来音压表现也更好。
在近年推出的ESL 2812/2912,则是进一步提升尺寸,将音压与低频表现足以和动圈喇叭相提并论,QUAD再一次让音响迷见识到静电喇叭的声音魅力,让国都的ESL扬声器成为了世界音响界扬声器的一个参考标准。
QUAD是世界音响历史的奇迹,由Peter James Walker先生在1936年创立至今70余年。无法尽数获得的奖项和无数专业评论的赞誉,QAUD音响提供给广大爱乐人士的价值:最接近原始的声音。QUAD的设计精神,所有的产品都必须具备原创性,以达到新的技术水准为己任,尤其是QUAD ESL几乎等于静电扬声器的代名词。
静电扬声器是音响制造技术的超高指标,世界上没有多少品牌工厂能够研发生产。从1957年第一对ESL-57开始,QUAD多年来不断研发并改良,最新一代ESL-2812及ESL-2912更是在耐用度与低频表现力上达到了极致。
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