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音响评析

世界最好但非最贵的喇叭-TAD Reference One技术篇

2016/7/6 10:54:31

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如果把TAD看做是「藏身录音室的不传之秘」,那么TAD Reference One(以下简称TAD R1)就是TAD迈向成熟的家用作品,且让我们从TAD R1的设计来参详箇中奥妙。


制作适合家用的TAD

长久以来,发烧友对于录音室专业器材有著特别的偏好,其中逻辑脉络不难理解,既然唱片都是在录音室完成,那么使用和录音室一样的器材,理当最能重现录音现场的原貌。这话可能只说对了一半,器材用得和录音室一样,但家里的空间肯定没办法依样画葫芦,毕竟录音室是录音工程的场所,家里则是生活的重心,把家里空间搞成录音室不太可行。TAD虽然早已是录音工程师心目中的超级鑑听利器,但转入家用市场,直接拿录音室版本的TAD可能不好搞,所以TAD找来Andrew Jones带领研发,结合TAD的技术和他在家用音响器材的设计经验,开发出「适合居家环境使用的TAD」。

再讲仔细一点,录音室版本的TAD计较的是频率响应、效率、功率承受能力,这些是录音工程师需要的,至于怎么样才能发挥喇叭的极致,录音工程师自有妙方。但放在家用空间使用,TAD还要把空间适应能力考虑进去,也要更容易搭配使用,造型设计也要更漂亮等等。

独家CST同轴单体



长期在家用音响市场作设计的Andrew Jones显然心中早有定见,答案就是使用「CST同轴单体」(Coherence Source Transducer)。同轴单体并不是崭新的概念,历史悠久的英国Tannoy就是其中的应用先驱,但是TAD的同轴单体和传统同轴单体略有不同,它是从Andrew Jones早年在KEF开发Uni-Q单体而来的延伸,格外强调「时间相位一致」的特性,基本原理虽然源自Uni-Q,但是结合了TAD的既有技术,AJ新设计的CST单体可能是新世纪同轴单体的典范之作。

音响界谈时间相位一致,已经相当多年了,印象中最早把时间相位一致当作设计典范的要属美国Thiel,延续至今几乎每个厂家都会提到这个理论。我也经常在评论中解释时间相位一致的概念,但总是偏向理论,很难一下子让读者理解,但最近我有一个新的比喻,可以让大家对「时间相位一致」一听就懂。

「时间相位一致」就像是「防手振」

现在的数位相机很流行「防手振」,大家都知道,拍照时拿相机的手不免会晃动,在光线暗的地方拍照,快门比较慢,拍照手轻轻震动就会让影像模糊,所以相机大厂研究出「机械补偿」,可以补偿拍照的震动。我们可以把「时间相位一致」看做是相机的防手振功能,在聆听位置上,因为高中低频的速度略有不同,所以藉著喇叭的「机械设计」,来补偿高中低频的时间差,这就是「时间相位一致」的设计。


TAD R1的「时间相位一致」包括了哪些?第一、TAD R1的喇叭略向后倾斜,这个角度让喇叭的高音单体距离聆听者稍远一点,而中音和低音单体则稍近一些,透过「些微」的距离补偿声波的速度差,这样高中低频就会在「同一时间」到达聆听者的耳朵,音像聚焦也就更清楚了,这和相机防手振让影像更清晰的目的是一样的,而TAD R1的「补偿」来自向后倾斜4度的箱体设计。第二、TAD R1舍弃了传统单体,换上「同轴单体」让中音单体与高音单体位于同一轴线上,而高音单体略向内收,再微调一次时间相位准确度。

二十年前TAD便有铍高音


至于CST同轴单体使用的铍金属振膜,早在1980年代TAD就已经开始使用,可说是喇叭产业的先驱。时至2000年之后,才由Focal再度掀起铍高音的热潮。或许有人要问,既然铍金属作单体振膜这么好,怎么其他厂家要等这么多年之后才发展?原因是铍金属实在太贵,而且要把铍金属做成超轻超薄又具备高刚性的振膜,技术难度很高,所以TAD发表铍高音之后,相隔二十年才有追随者跟进,这也显示TAD当年的技术超越时代甚多。

既然二十几年前便已经有技术,铍高音早就在TAD的掌握之中,但TAD R1却进一步拿铍振膜作中音单体,这倒是前所未见。有人说铍高音振膜作得出来,那么把铍振膜作得大一些,不就是铍中音了吗?很抱歉,铍金属的刚性很高,相对延展性就不好,要压铸大面积的铍中音,制作过程非常容易碎裂,而且也不容易把振膜表面作得又薄又均匀,所以我们看到许多铍高音的应用,却还没看过铍中音。



采蒸镀法制作的TAD铍振膜

TAD怎么做铍高音与铍中音?他们采用的技术称为「蒸镀法」,先做出振膜的铜模,然后在真空的环境中以高温将液态铍金属气化,让铍金属的蒸汽均匀地附著在铜模上,然后降温让铍振膜成形,再送入酸洗把铜模溶化取出铍振膜。这过程讲起来好像不难,但实际上却是很昂贵的技术。


CST同轴中高音单体构造图
由3.5公分直径的铍高音与16公分直径的铍中音构成的CST单体,固定在称为ISO-Drive的外框上面,这和大部分喇叭的设计很不一样。一般喇叭都是直接把单体外框锁在前障板上,靠前障板来固定单体,但振膜在做活塞运动时产生的震动,还是无法隔离,所以TAD想出了ISO-Drive的固定框架,配上6个橡胶材料的阻尼柱,所以单体看起来像是固定在前障板上面,但实际上单体运动时产生的震动,则利用ISO-Drive给隔离掉了。很聪明的设计,不是吗?

传承TAD的10吋低音单体

接著我们来看TAD R1所使用的10吋低音单体,周围的悬边很有老TAD的味道,但振膜材料和结构都是新设计。10吋低音的振膜采用三明治复合材料,上下两层次Aramid纤维,中间加上质量很轻的发泡材料,TAD称之为TLCC(Tri-Laminate Composite Cone)。这种设计和B&W英雄所见略同,不一样的是TAD使用Aramid纤维,而B&W使用Kevlar,中间那层发泡材料具备适当的内损,可以消除材料本身的声音特性,这样播放音乐起来便会更接近「中性」。


TLCC三层结构复合低音振膜断面图
我说10吋低音单体的悬边很有老TAD味,原厂的资料上写著4层悬边,确实是从老TAD延伸而来,而且为了增强功率承受力,10吋低音内部的弹波还是双层,这些是延续TAD专业血统的特点,TAD R1对功率应该有很高的承受力。至于10吋低音的音圈口径为10公分,搭配了TAD所谓OFGMS(Optimized Field Geometry Magnet Structure)的磁铁引擎。

OFGMS强力磁铁引擎

这个尺寸颇大的磁铁引擎,可让10公分口径的音圈在前后移动时,维持一致的磁力强度,但我仔细看了OFGMS的资料,其实不算是Hi-End音响业界首见,其设计要领就是「短音圈、长磁隙」,OFGMS的音圈长度大约10 mm,而磁隙长达40 mm,所以音圈大约有30 mm的移动距离,完全覆盖在相同磁力数值的范围当中。无论是OFGMS或「短音圈、长磁隙」设计,很多喇叭设计者都知道其理论的优点,但却很少用在实际产品上,原因只有一个:制作成本偏高。还好,这对追求绝顶的TAD设计团队来说不成问题。



CST同轴单体搭配2个10吋低音单体,构成TAD R1的三音路系统,和前一代TAD M1比较起来,TAD R1少了一个中低音,也从4音路改为3音路。TAD研发工程师中村彻告诉我,因为新的CST单体性能更好,频宽也比M1所使用者向下延伸许多,和10吋低音可以直接衔接,所以决定省去中低音单体的音路,减少一个音路,分音器的元件可以更少,自然对音乐讯号的影响也更少了。

厚实的箱体与SILENT架构

花了很多篇幅来讲TAD的单体,接著我们来看TAD R1的箱体。从外观上来比较,TAD R1和M1基本上差异不大,可以说是一脉相承,不过TAD R1的箱体结构却和M1很不一样。以前M1采用「垂直堆叠」的方式把音箱组合起来,达到极高的箱体刚性,但是当年M1才登场,就有音响业内传言这箱体虽然刚性很高,但是时间久了可能烤漆容易从横切面组合处龟裂。到了2006年的TAD M2便已经舍弃M1的音箱设计,改为比较类似B&W Nautilus系列的圆弧箱体制作方法,用许多层夹板慢慢在模具里弯曲成型。

TAD R1所使用的多层MDF复合夹板有多厚?答案是50 mm。而箱体内部还有学问,工程师还在TAD R1内部装置了桦木骨架,光骨架厚度就有21mm,TAD称为SILENT(Structurally Inert Laminated Enclosure Technology),这SILENT骨架的灵感来自飞机和船舶的龙骨,只是TAD工程师很有创意地用在喇叭箱体强化和抑震用途。



低音反射孔采号角导管

TAD费了这么多苦心,制作出圆弧水滴状的侧板,如果在上面挖个低音反射孔,肯定让喇叭外观失色不少。所以TAD把低音反射孔移到的前面,这设计也有专有名词,TAD称之为号角式低音反射孔设计(Aero Dynamic Port System)。重点就是「号角式」的设计,TAD R1底部有类似号角的导轨,当低音气流流向底部的低音反射孔时,这类似号角的导轨可以降低气流风切声。一般来说,低音反射式设计可以有效增加低频量感,但缺点则是大音压时强劲的气流会产生噪讯,而TAD的Aero Dynamic Port System就是要解决这个问题。

看过Aero Dynamic Port System,在向下看就是TAD R1的底座,用的是桦木和铝合金复合材料,好处就是刚性高,而底座下面则装置了3个角锥。这3个角锥的位置也是精密计算过的,中心刚好是TAD R1的重心轴线所在,这也是和向后倾斜4度的箱体设计相互配合的设计细部。你看,TAD的工程师真的是每一吋细节都不放过。



珍贵木皮尽显奢华

最后我们要看的是TAD R1的「奢华设计」!毕竟TAD R1是一对全球年产量仅48对的限量精品,在强悍的性能之外,还是要有漂亮与奢华的元素,就像法拉利跑车不光是能跑,里面的手工真皮座椅也是品味的价值所在。TAD R1选用了珍贵的Pommele Sapelli木皮,然后多次上漆打磨,反覆历经三个星期才能完成。

Pommele Sapelli木纹看起来有点像云朵一般,煞是漂亮,这类木纹大多用在限量手工钢琴或家具上面。TAD社长宫川务来访时透露,TAD使用Pommele Sapelli木纹可是费了不少苦心,因为市面上买不到适合R1使用的大面积木皮,所以他们只好买下一整颗树,加工出TAD所需的大面积木皮。



做全世界最好但非最贵的喇叭

光谈喇叭的设计,TAD R1就能洋洋洒洒一大篇,确实是相当有料的喇叭。作为家用的「绝顶之作」,TAD R1从技术内容到外观美化,每一处都计较用心。我想TAD的工程师花了这么多苦心,大概想告诉我们:「TAD R1是全世界最好的家用喇叭,但还不是最贵的,请愉快地享受TAD的音乐世界!」
TAD Reference One,喇叭