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音响评析

三十年累积的里程碑-从Thiel CS 3.7看时间相位一致

2016/6/29 10:33:00

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讲究「时间相位绝对正确」,几乎是每一家Hi End喇叭厂家都会强调的技术目标,但在30年前Thiel创业时,时间相位正确还没有成为Hi End音响界的「普世价值」。虽然在Jim Thiel之前,已经有人讨论其重要性,但大部分厂家认为影响不大,也并没有认真看待,只有Jim Thiel反覆不断地把这项理论当作最高指导原则。只见当年Thiel从出身Kentucky Lexington的小公司,短短时间内横扫市场,大家才开始认真看待「时间相位」,也可见Jim Thiel在Hi End喇叭发展史上的重要性。


Jim Thiel是美国音响业界备受敬重的音响设计者,每每出国采访和其他原厂谈到音乐重播的时间相位正确性时,Thiel几乎是不能省略的「讨论主题」。高举「Coherence Source」的Thiel喇叭,是全球第一家把「时间相位正确」摆在第一位的喇叭厂。

一步一脚印,建立行销网络

让Thiel喇叭大放异彩的关键,还有Jim的合伙人Kathy Gornik,30年前加入Thiel创业行列时,Kathy还是如花似玉,刚从大学毕业的小女生。但当年的小妮子可不简单,几年前去Thiel原厂采访时,Kathy谈起创业时怎么卖Thiel,她说那时候Thiel根本没名气,价格也不便宜,电话联络或是传真都没什么效果,音响店家才不想理会Thiel,而Jim是标准的技术人,根本不会行销喇叭。

于是Kathy开著载满Thiel喇叭的小货车,美国东岸从北到南的音响店全部扫过一遍,一路说服店家买下Thiel喇叭。Kathy说她没什么秘诀,到店家拜访时,先请店家用「最顶级」的音响系统播放音乐,然后Kathy会从货车上搬一对Thiel的书架喇叭下来,「拜託」老板同样的音乐再听一次,再问Thiel的价格,九成以上的音响店都立刻买单。就这样一步一脚印,Kathy把Thiel在美国的行销网络建立起来,也把Thiel的名声从Lexington这个小镇传遍美国,然后销往全世界。随著30年的持续努力,也将「时间相位一致」成为喇叭设计者口耳相传的普世价值。

Thiel扬名立万的Model 3「最新版」

1977年创业的Thiel,第一款喇叭叫做Model 1,只能算是小喇叭,Kathy把销售网络建立起来,也让Jim Thiel更有信心,接著1978年推出了Model 3,高举「绝对时间相位一致」的大旗。其实在1977年推出Model 1时,Jim还没有把「时间相位一致」的理论建立完整的体系,而Model 3才是真正让Thiel扬名立万的产品。

究竟Thiel所谓「绝对时间相位一致」包含哪些元素?Jim在Model 3的许多设计成为Thiel近乎「永远」奉行不悖的设计原则,包括采用一阶分音与向后倾斜的前障板,这些特徵一直延续到今日,在CS 3.7上面亦复如是。Model 3不仅是Thiel第一款建立完整时间相位理论的产品,泛CS 3也是Thiel史上最畅销的产品线,前做CS 3.6至今仍是二手市场上炙手可热的好喇叭,所以Jim对于CS 3.7的计画更是慎重,即使在2006年CES展览上已经让CS 3.7的原型亮相,还是一改再改,求好心切之情,不言而喻。

CS 3.7与CS 3.6比较起来,有著相当明显的改变。虽然两者都有向后倾斜的前障板,一看就知道是Thiel的喇叭,但CS 3.6却显得格局方正,到了CS 3.7,箱体可以修饰的直角,全部变成了弧线,从顶部铝铸一体成形的盖板,到两侧障板的弧面层板,延伸到喇叭背后的铝合金龙骨,CS 3.7可说是前所未见的Thiel喇叭。

同时达到时间与相位一致

关于时间相位一致,其实应该把时间和相位两者分开来谈。相位正确,早就是喇叭设计的重要条件,在电脑化测试普及的今天,绝大多数的仪器都可以直接测试喇叭的相位正确性,音响玩家甚至还可以买到简易的相位测试表。但时间一致与相位一致要一起达成,那就是Thiel首创的观念了。从「时间」的角度来看,向后倾斜的前障板是最容易理解的部分,声波传递时,高音的速度较快,而低音相对较慢,如果喇叭单体摆在垂直的平面上,高音会比低音「快一点点」到达人耳,所以Thiel把喇叭做成向后倾斜的角度,稍微拉开高音与聆听者的距离,补偿低音较慢的问题,如此高音与低音就会「同时」抵达耳朵了。

坚持一阶分音

CS 3.7还延续了Thiel的传统,采用一阶分音。Jim Thiel相信,只有一阶分音才真正拥有无相位失真的特性。Jim表示,分音器每增加一阶(6dB滚降斜率),相位失真就会提高360度(反转),所以越多阶相位失真就愈大。既然要达到最低,甚至没有相位失真,Thiel自然会选择一阶分音。


不过一阶分音也有缺点,就是搭配使用的单体必须拥有更开阔的频宽。一阶分音代表衰减的斜率最小,每一个八度只有6dB滚降,为了让各音路之间的频率衔接达到「平直」,单体的工作频率范围必须拉开,才能让两端「缓降」的斜坡,衔接为平直的频率响应。刚开始Thiel花很多钱请国际大厂帮忙制作高级单体,但追求完美的Jim一直不能满意,于是在90年代展开自制单体的改造计画,现在所有Thiel喇叭搭载的单体,全部都是在Lexington的工厂手工打造。

自家设计的同轴单体

谈到单体,CS 3.7上面装载的也是在Thiel前所未见的新设计。三音路设计的CS 3.7,以一个同轴单体搭配两只低音单体,而低音单体其中还有一个是不发声的被辐式单体。先从「同轴单体」讲起,要求得时间相位一致,同轴单体可说是最完美的设计典范,但Thiel并不是一开始就采用,而是近几年才研发出Thiel自家的同轴单体。

Thiel自家制作的同轴单体,大概是从Power Point开始,不过CS 3.7的同轴单体又有进化之处。这款CS 3.7使用的同轴单体比Power Point所使用的尺寸更大,振膜面积增加,代表在单体剧烈运动时,音盆分裂造成的失真也更大。Jim的设计是把振膜表面设计出「绉折」,在不需要增加振膜重量的前提下,提高振膜的刚性。我们现在看到的CS 3.7同轴单体成品,中音部分的振膜绉折似乎不太稀奇,但绉折要密还是要疏?角度要大还是小?形状可不可以变化?这些都是在Jim的设计桌面上,从白纸慢慢想像,然后一一交付试做、测试、聆听,最后才做出选择。从结果来看,同轴单体中音振膜的绉折真的不稀奇,但Jim可是耗费了超过三年以上的时间,累积了一大本的测试数据和失败品,才最后定案。

利用绉折将中音单体「平面化」

将同轴单体的中音振膜设计成「绉折」状,还有另一个考量,就是把中音振膜「平面化」。从横剖面看过去,CS 3.7的中高音同轴单体,几乎是位于同一平面上。这很重要吗?对Jim Thiel来说是一大进步,过去的同轴单体中音部分都是传统锥盆,高音则藏在锥盆中央凹陷处,Jim发现锥盆状的中音振膜会对高频产生若干「染色」。所以CS 3.7的新型同轴单体,藉由利用绉折把振膜「平面化」,然后把高音和中音的位置调整到同一个水平,制作出独一无二的Thiel同轴单体。

「平面化」的中高音同轴单体,可以避免锥盆中音对高频产生「音染」。
再看看CS 3.7的低音单体,同样的也使用特殊的几何形状,达到不增加振膜重量,但提高振膜刚性的效果。两年前我去Thiel工厂时,为CS 3.7所设计的低音单体振膜,仍在研发当中,我们看到了许许多多不同样貌的振膜,而2006年CES首度让CS 3.7「预展」的时候,低音振膜的样貌,也和我们看到的正式版本略有不同,可见要找到最佳声音表现的「特殊几何形状」,真是不简单的任务。也因为CS 3.7的单体全部重新设计,所以正式推出的时间才一拖再拖,一直到2007年8月才正式问世。

延续被幅式单体设计

关于CS 3.7的设计,还有许多Thiel传统的延续。譬如Thiel一直很喜欢应用「被辐式」低音单体,就是增加一只「不发声」的低音单体,藉著声波频率共振,适度的增加低频量感,却不会增加低频染色。所有Thiel单体都在Lexington自家工厂制作,强调短音圈、长磁隙加上铜环的设计,这些都是公认可以降低单体失真率的好设计,缺点就是:组装麻烦、成本偏高。对Jim Thiel来说,成本不是第一考量,好声才是CS 3.7最重要的目的,自然不会顾虑这些额外的成本。

两只新款低音单体外表一模一样,但上面才是真正的低音单体,底下的单体没有接线,是被辐式低音。
重量达到41.5公斤的CS 3.7,音箱设计也突破了过去Thiel的传统。向后倾斜取得时间相位补偿的设计,依然是Thiel的明显识别特徵,但CS 3.7却增加了许多不一样的特徵。最明显的变化应是好像半圆形钢盔的顶盖,以铝合金铸造,大约是从Power Point取得设计灵感,第一次应用在大型落地喇叭上面。卸下网罩,CS 3.7的前障板也是铝合金钢板,这不是Thiel第一次使用铝合金前障板,但却也是第一次用在大型落地喇叭上。两侧障板也拉出漂亮的弧线,这是多层夹板制作。在音箱制作的强固性,CS 3.7无疑地成为Thiel新一代的典范,Jim Thiel自己更说:「CS 3.7达到了Thiel有史以来最好的声音表现!」

CS 3.7有这么好吗?至少Jim Thiel已经把新上市的CS 3.7当作「最好的Thiel喇叭」,言下之意连更大型的CS 7.2可能都比不上CS 3.7(不过CS 7.2也已经停产,理当如此)。不过从设计的点点滴滴来看,CS 3.7确实打破了Thiel的传统,结合了近十年来Thiel所有技术研发的精华,建构出新一代Thiel喇叭的面貌。

至于Thiel CS3.7的功力如何?敬请期待后续「聆听篇」。

Thiel CS 3.7 器材规格

型式:二单体三音路落地型喇叭
频率响应:32Hz-35kHz
平均阻抗:4Ω(最低2.8Ω)
灵敏度:90 dB
重量:41.5 kg
尺寸:320×1140×530 mm(宽×高×深)
参考售价:149014元(枫木色)、155180元(黑檀木色)、161347元(琥珀色)
Thiel CS 3.7,喇叭