丰富"声音文化"，还我自然声
--介绍隆宇新型音箱自然编码分频器魔块及其它
改革开放以来，市面上国内外音响品牌百花齐放琳琅满目，为音响发烧友带来空前的福音。但是，纵观音响中的音箱系统进步，却是较迟缓的。不少新品种上市大多是外观工艺上的改进，而在声音表现上多是八国联军各领风骚，离平衡柔顺的自然声总是存在很大的差距，发烧友们在笑谈中称之为"声音文化"。而拥有表现完美的各种自然声音质的先进器材，是众多发烧友们梦寐以求的宿愿。国内外不少发烧友们仍旧在孜孜不倦的追求着自然声，生产SACD类高解细高保真数码音源的老外们，不也正是为了更大地丰富"声音文化"吗？
隆宇人在功放和电源的宽频研制的过程中，一直对声音还原的喉舌--音箱耿耿于怀！尤其每次在音响展示会上，对临时借用的不同品牌音箱表现的不同效果感受至深。明确意识到：传统音箱还有许多不尽人意之处。殊不见，近年发烧媒介上介绍的种种电子分频、全频喇叭、同轴喇叭、发烧的单元性能、结构、新理念、点声源、双线、多线分音……实际上很多是改良主义式的换汤不换药的作法，只是声音在某些频段表现的改善而已。经过一年多的艰辛，隆宇人在自己的系统专有技术延伸下，终于研制出了第一代新概念的音箱分频器产品--音箱自然编码分频器魔块，取名为"月亮一号"。
我们的这一新技术，命名为"模拟音频自然编码分频技术。这项新技术，是将模拟信号频率进行自然编码，原理是分频器在整个频段内针对通过的所有信号都呈现均等的阻抗，令所有不同频率幅度、速度、电流密度复杂内容的音频电流信号，在同相、同步、同谐振阻抗条件下，按原始分布形态规律中不同成份的信号电流，以自然的先后顺序作用于扬声器音圈振动发音，解决了音箱多点声源声音在空间自然平衡衍射的音效问题，令分频器工作时全音域声频动态曲线始终自然跟随扬声器自身运动曲线同步变化。这个新型分频器魔块额定功率150W，最大峰值功率250W，二分频、三分频音箱通用，负载阻抗2Ω-8Ω，失真度为2.0%，转换效率90%，灵敏度取决于喇叭单元，体积尺寸为190×70×20mm，引出脚均为焊片。（见示意图）可以满足发烧友现有各种家用音箱的配用或替换传统音箱中的分频器，也可以配给全频带扬声器和低音炮使用。
在这新分频器中，我们根据大多数音箱的频宽特性设定了4KHZ、500HZ两个分频点，在电阻负载下用等幅音频波信号测试时，它的分频点交合处曲线始终是平直的，因此接上音箱喇叭后声音平滑度、平衡性极好。整体音效是漫射的高音延伸上顶，充满三维空间，不尖不刺；丰富的谐音演译出十足的飘渺意味；低音宽松下沉到底，声压从正面向下沉，沿地面呈包围式弥散过来，充满了自然的和谐和层次分明的弹性，给人耳和肌肤以一种舒畅的按摩感，绝无大力的冲劲和混浊的感觉；中音饱满圆滑清晰度极高，声像凸出充满生动鲜活的感染力，整体声音完全跳出音箱，不再似传统音箱发出的声音是窝在音箱里的，尤其是传统中音缩在音箱里面发声的现象。双声道立体声放音时整个三维声场也宽大无比，有趣的是用单只音箱放音也有十足的立体声效果，原因在于使用分频器魔块后音箱发出的声音完全已"离箱"。你蹲、站在单只音箱旁感到声音是沿着箱体外发出，离箱远一点感觉则是整个音箱在发声，分辨不出高、中、低音喇叭是哪个在发声，这也许是叫点（团）声源吧！我们甚至用仅厚12mm薄板的无敷料低档空喇叭箱中试大音量时，尽管箱体在随强声压规律振动，但是也无任何由箱振造成混浊音染情况发生。平时传统音箱强声波在房间中的交叉折射混响产生的音染现象被一扫而光，有的是一种理想的音乐厅、现场舞台中的乐队、歌手在你面前诩诩如生的表演，给人一种在各个角度都是皇帝位的感觉。这是我们令高、中、低音频电流在同步、同相下工作后达到的设计预想结果！
本新技术解决的问题与新技术要点介绍：传统分频器通常仅二、三段分频，主要由简单的L、C加R组成的固定阻抗的滤波器，一些高档一点的音箱另加许多补偿性修正网络，我们用电阻负载在单测传统分频器时可以观察到：在不同频率的音频电流作用下转换的声频曲线，无一例外地被人为分成两三段的原始分频曲线段，如接上音箱后，在某些连续又相近或内容复杂、速度快、动态幅度大的音频电流造成的强大的反向电势作用下，传统分频器一个或两分频交合点的间距必然被频繁地撕裂，豁口的大小不断在变化，就会造成高、中、低频曲线段严重相位的分离失真，可明显地听出高、中、低音的分离发音情况。而速度快的音乐内容形成割裂点的尖峰产生的奇次声谐波，则给人耳、身体以不快和不耐听的感觉！
实测事实说明：传统简单分频器任你采取任何方法，很难全面补偿好在大动态快速音频下全频带音域之内几个分频点交合处能始终保持很平滑地过渡。同时，又因为扬声器动态电感在不同频率电流的作用下其阻抗瞬息万变，而不是在1KHZ等幅恒定信号测试时的8Ω或几Ω，传统分频器自身是一个固定频率变量的LC阻抗值滤波通道，排除扬声器本体动态电感，它也不可能对所有交变频率在谐振时都达到最佳效果。因为单独的一个固定滤波器都有一个"通病"：即有一个较平直或一窄段阻抗最小的谐振点，这时的滤波器输出的幅度最大，输给扬声器的瞬间音频电流比例也最大，但是对相邻的或较远的同相频率幅度的电流将会被压制，谐振幅度被逐次降低。这种现象在传统频谱仪上可直观的看到。大家知道，在自然能量守恒定律的客观规律下，单位时间内的声频总能量是不变的，在单位时间内的音频电流总成分中，低音频率连续周期宽度最长、幅度大，高频频率密度大、能量集中且速度快，而中频频响带宽不但有限，在速度上不如高频，在宽度上又不如低频，因此这在瞬间声频总能量中，如电流密度上的总分配比例上，自然远比不上高、低频。在快节奏音乐信号作用下，分频器线卷强大的电势，使电流正常相位与声音时速又自然地被错位和延时，必然造成中频频响带宽自然地被压缩窄，幅度也自然地被压缩得更低落，相对中频声压总能量降低，从而造成中音声象被缩后的现象。发烧友们都有过这样的感受经历：许多传统音箱在表现乐队伴奏丰富条件下的歌手歌唱时，歌手的声音往往被乐器喧宾夺主，其现象就是由此原因而产生。这个道理，如你使用过音调均衡器或调声台，就自然会理解。在日常生活中，以上的现象你可以拿一个水龙头直冲向一个鼓面，来听一下鼓声效果即可理解深刻，强大的水柱冲击产生的音效是以低音为主，稀洒的水珠造成高音，而中音呢？则被掩盖了不少。
综上所述，我们在找到了传统音箱分频器被动的、不尽人意的问题结症之后，研制出了解决方案：我们将传统两、三分频点段的分频器通道，划分组合成为几十个分频点、段的分频频道，再复合成几百个"比特流"类似的通道，将20HZ-20KHZ频带范围，以及包括往上、往下延伸的低、高次波频率细编分成极窄的几HZ、几十HZ、几百HZ、几KHZ频率为一组的一个个窄窄频段的频率通道，由这几百组通道让不同窄段频率的信号电流自由选择各行其道，并在各自完全相同的等效动态阻抗滤波通道中运动时始终达到最佳的频率谐振状态，即令所有频率在各分频通道最小的阻抗下，依其各自本身已固定的频率速度，先后完整、流畅地到达扬声器振动发声，并且互不干扰。这个原理可以简单地比喻：运动场上，素质不一的田径运动员从起跑开始就蜂拥地撞挤在一起向终点竟跑，这时素质再高的运动员在密集磨擦的人群中，也发挥不出平时的运动速度记录，更甭说达到奥林匹克水平了。假设运动场地有足够的宽敞，而我们又将它划成几百个规矩跑道后，让人们各行其道竟赛，那么，每个运动员在运动中的整个过程和到达终点时的成绩不是清楚地一目了然了吗？以上的设计原理与比喻对应声音来讲，音质的解晰力被大幅度提高，各种内容的音色与谐音极大的丰富起来，声音中生动鲜活的声像质感和量感也大大地增强，感染力顿时也浓郁起来。同时各种音频电流在分频器中整体的内阻损耗降到最低之后，由于相位一致，整体声音的响应速度也提高了，控制扬声器的能力也大大提高，发声效果则是令行禁止，收放自如，再没有拖泥带水音箱产生轰鸣音染的情况了。设计中我们将每个分频点两端原是相邻的频率段全部重叠交合起来，因此高、中、低各只扬声器单元由于各自的幅频特性而造成的瞬时谐振带两边上延频率、下延频率已被衰减了的幅度部份，它们自会在分频点（实际上我们叫交合段）上相互覆盖交融。这两段本是相邻的，但又是同相、同频分离而幅度又相近的这两段低幅度音频电流在这相邻分频交合段上同相叠加（即电流密度增大），从而保证各个扬声器在这公共段之间共同转换出的声压的总功率不变！因此，我们在听觉上都是平滑而顺畅。同时，由于是几百个分频器通道串、并联后供仅两、三个扬声器在最佳谐振下工作，它们再也不受传统两三个固定分频器滤波通道上在动态时谐振曲线呈大幅度收缩，并形成大波峰谷状的窄带宽限制的影响了，尽可以将高、中、低扬声器各自自然天成的物理电、磁、声性能与潜力发挥得淋漓尽致。以定义角度来讲，绝对拓宽了扬声器的动态频幅范围，再不受音箱内传统分频器结构的强制压缩，使它们能自然而宽松地工作。同时又由于上限、下限振动频率范围不再受制约，因此各只扬声器在同相振动中自然宽松延伸出的谐波谐音音色表现十分丰富。况且各频率之间又不相互干扰，实际效果是两只音箱营造出一台各种声波向四面八方自然弥散的音乐会。这有如放大镜一样，令声场如现场一样极其宽广，声像饱满，音质纯润毫发毕现。这如本文前面的比喻：您若再将前述的水龙头上接上一个淋浴头（花洒），上海称之为"莲蓬头"，那么，在相同水压下，同样的水分零扩散地冲到鼓面上发声，那会是怎么的一种淋漓尽致的发声效果呢？本新型分频器有如一把宽大细齿的梳子把一头秀发梳理得自然飘逸而流畅，传统分频器则是几只发夹把一头秀发夹持成各种不同的发型而已。现代前级音源技术是利用数字方式编成几十路，是将原始模拟各频点信号取样升频，将无规律可听杂波频率信号滤除，从而使整体转换出的声音纯净，提升出重要的音色成分--高音谐波，以增强音乐的表现能力。而我们则是在模拟形态的高压大电流的后级电路中消除内阻，均衡频率阻抗的新分频技术，在某种程度上达到了展宽频响的境界，更加丰富和还原了声音的自然表现能力。为了求证和确认本产品的客观电气指标的可行性和准确性，我们在广州博良、何氏厂用专用仪器以及在广州国光厂消声室中测出的新分频器曲线从低端到高端是一根笔直的平线，在电阻负载下分频器是"透明"的，分频器似乎不见了，而在接上了音箱负载后显示出的曲线，则完全是几只扬声器的个性曲线！经过多方反复论证，证明本产品已达到全频带内等阻谐振的设计目标。好效果既然已经存在，这就是合理，就已符合客观规律，那么，新式分频器原理也确认为成立。国光厂工程师讲：如果此技术得以应用，将是音响界的福音！如能推广将免除设计师们的许多辛苦！本产品在经十多对二、三分频高中低档音箱试听结果是：中、低档音箱立竿见影，且档次翻番！用在高档音箱中更是锦上添花，美不胜收，低音都好听。另外我们试用本分频器接一只6寸扬声器作全频带放音，其好效果也令人目瞪口呆，我们戏称为"莲蓬头效应"。
本新发明的又一重大意义在于本分频器完全摒弃了传统分频器中的所有电感线卷，全部以半导体器件组合成一只超小、超薄体积的模块的结构。因此再也没有传统分频器中由于线卷而引发的频点割裂相位差异，反相损耗种种相应问题，各扬声器单元在全频带内完全是同相发声运动，所以也无所谓传统分频设计中的一阶、二阶、高阶方式了。我们已将传统几十HZ至20KHZ范围的窄音域频段扩展成为音响界人们历来追求的全音域100KHZ以上的境界，可以任你接先进的铝带式超高音扬声器，做成新世纪的新音响系统。同时你愿意采用多少只扬声器来装音箱或音柱，要求做出多大功率的音箱系统也无妨，我们只要扩大分频器的承载功率即可实现。已实践的事实证明：采用的扬声器只数越多，扬声器本身所承担的频响内阻负担会更低，其本身固有的幅频特性得以更宽松地发挥出。因此声音更出色，保真度更高。我们曾试验将传统音箱取掉分频器之后，三只喇叭直驳功放在小音量放音时，声音突然变得轻松起来，但有一些音域中的声音变得吵人。而将传统分频器接入音箱后，声音虽较纯，但无论如何在与无分频器时的声音效果相比较，总觉得声音很发紧不宽松了。读者可能还记忆犹新：前几年电子分频器功放曾风靡一时，后来又消声匿迹，电子分频转换的声音早已被大多数发烧友认可，但由于一对音箱需大小4到6个功放通道来配置，所需的成本昂贵，加之不便于与现成音箱的接线方式匹配，因此未得到广泛地推广应用。但是，大家也明确地知道：电子分频无论几分频，也是给音箱中每一单元扬声器一个单独的滤波通道，只不过也是各个通道互不干扰而已。也完全是在发挥各个扬声器单元自身素质、品质条件下放出较好的声音。笔者实验过多次电子分频方式，采用几个电子分频器功放供给扬声器各单元发声采样出的综合声频幅频曲线中，实质上是除了带有分频器自身存在着分频段割裂点这种部分特征内容之外，这整条曲线中每间隔段的幅频曲线中主要内容成份也是以每个喇叭单体的个性曲线成份为主，而这种曲线条件下的声音大家都认为好听，那么本技术产品自身纯粹在没有分频点的情况下，接上音箱后测出的又全都是扬声器本体曲线，其综合曲线特性（没有分频点）优于前级电子分频器的曲线特性，那么您可以想象：本分频器转换出的声音，比电子有源分频器的放音效果是否应该更好听了！
我们在为隆宇功放电路升级并同时研制新型分频器的一年多时间里，不断地参加各种音响大展和在各方面不断自我"充电"，总结出一些音响应用技术方面的不足。为什么市场上许多的音响器材外观日新月异，但整体声音总觉长进不大？（尽管选用许多的著名发烧器元件作"补品"）细究其原因在于没有充分吃透电路单元与元器件的个性规律。大家都知道，任何简单的电路和任何一只元器件，实质的物理电抗性能已决定了它是一个带个性特征的窄频带阻抗的简单滤波器。如电容本身存在有不同量值的电感，二、三极管存在有不同量值的结电容，以及在不同频率下相对量值的效率衰减损耗和电阻损耗等等。在不同频率的工作状态下表现出的非线性特征相差十分地悬殊，那怕在相同频率条件下工作，它的谐振输导特征与它的材质与制造工艺也密切相关，在音响系统中不同材质和工艺的元器件转换传输出的音色取向大不相同，在声音表现上都是有很大的局限性，不可能是全面的、鱼与熊掌兼得的。同时，即然每个单元电路与单只元器件都是一只具有频响宽度不一的窄带滤波器，谐振曲线两端也具有衰减的特征规律性。那么，这么多单元电路和元器件组成的各种电路虽然在等幅（连续能源信号供给条件）信号测定下转换出的频响曲线都是平直的，在断续复杂起伏变幻莫测的音频频率电流密度和幅度的作用下，以上这些电路和元器件在其固有频率电抗下，必然使原来在固定频率条件下测出平直的曲线发生畸变和各种割裂现象，这畸变的割裂衰减的现象如同数字编码电路中波形的时间间隔宽度造成信号细节的丢失、音色感觉不连贯的情形一样。所以转换出的声音后在给人耳以缺了点什么似的、不太顺畅的听觉和失真。若再加上传统分频器频点割裂衰减相移损耗会造成更多的信息的丢失，数字音源尽管增多了高端丰富的细节谐音感染力，我们听LP或老唱盘声音对比，噪声干扰虽然很大，但平滑柔顺自然音色确实比CD强多了。本技术产品从现代热门的数字化编码技术角度来定义地解释：我们知道模似与数字的根本区别，以单一频率来讲，模拟信号是幅度连续起伏的线性化的正弦波，而数字信号是断续（开与关形态间隔型）方波。我们设计方法是类似数字编码方式那样将宽频带范围内的模拟频率信号从高频到低频，或从低频到高频按顺序进行编码。即从1，2，3数字从小到大几百段或3、2、1从大到小几百段进行排列，每一个数字段作为几十HZ 、几百HZ或几千HZ的一个单独滤波通道，成为从低到高或从高至低一段段与相应谐振频率相对应匹配的窄频率分频段。这每一序号的数字段码，只能给固定一窄段频率信号呈低阻谐振通过，而对该段以外的其他频率信号均呈平缓衰减的窄带通阻态效应。这种序列式编码，实行的是单点隔断、点段重合，不是间隔明晰的数字开关类0加1的组态，而是将整个频带进行细化梳理和次序化编排，将各分频段串并起来的一种技术方式。这是我们针对模拟音频信号这种特殊形态具有不同频率信号相融交合特征的、不同于其他单纯形态信号的、根据早些年人们推介的所谓柔性设计和模糊概念设计理念思路，研制成功的一种独特的、自选商场式的无源自动均衡网络新技术方案。因此我们取名为"模拟信号自然编码分频技术"。我们且不论它是数字编码方式还是模拟编码方式，条条大路通罗马，一切顺其"自然"，这一技术理念我们始终贯穿在研制功放电路、电源电路、分频器电路设计之中。实践又告诉我们：相同的电路程式，采用不同的元器件所表现的效果，有如用不同材料、产地、工艺去制做成一件同样式的乐器，哪怕演绎同一首曲子，其风格（音色）是绝不会相同的。但只要您设计的电路性能能符合模拟音频的自然传输规律，那么本分频器新产品，足以使您原有不同风格（音色）的各种音箱声音表现得更加锦上添花、丰富多彩了。
在此，仅以本文提出的问题以及解决方案的技术理念与已实现的成果奉献给有意的发烧友和"克隆"应用的音箱设计师们，设计出更好更多的音响产品。丰富声音文化、音响文化，丰富我们的发烧生活。
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