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[音箱] 天逸家用有源低音炮系列产品的技术解读

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发表于 2022-4-15 08:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
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本帖最后由 辨机 于 2022-4-15 09:18 编辑

天逸家用有源低音炮系列产品的技术解读
辨机:图/文


一:关于有源低音炮的概念:
所谓有源低音炮,顾名思义:特指那些自带低通/高截分音网络和强大的功率放大器、并拥有超大尺寸振盆低音喇叭和超大共鸣腔的低频大音箱是也。 随着高清家庭影院的迅速普及,“有源低音炮” 这种相对专业的音箱器材,也如“旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家”般,迅速从专业电影院普及到千家万户,为广大影视迷所青睐,成为家庭影院器材配套中不可或缺的重要成员之一。

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如今我们说到家庭影院的配置,有源低音炮的地位俨然成为了整套器材的声场奠基石,它对于整个声场的烘托渲染、对于现场视听气氛的营造、尤其对于影片中惊心动魄的战争场景和恐怖绚烂的视听效果起到了锦上添花的极大加强,用极致震撼来形容一点也不夸张!因而音响业界早就有家庭影院“无炮不成影院”的一致共识!

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更有甚者,一些特别钟爱重口味音乐的HI-FI玩家,也想方设法的将自己的高保真音响系统特别添加改造成为带有高品质有源低音炮的2.1甚至2.2系统,以满足自己喜欢重金属打击乐、迪斯科、摇滚乐、爵士蓝调等流行元素的心理需求。对于玩HI-FI加有源低音炮的现象毕竟少数,此所谓“青菜白菜,各有所爱”,我也不想在这里絮叨。但如果单纯就组建高清家庭影院而言,加一只或两三只有源低音炮非常必要。因为有源低音炮的作用就听感而言,区别是非常明显的,有炮和没有炮的家庭影院在听感效果上简直无法同日而语。

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二:关于有源低音炮的电路分类:
在完全不懂音响电路的初哥玩家眼里,有源低音炮庞大无匹的功率输出和密闭的翩翩大腹腔体总让人感到神秘莫测,其实有源低音炮并非什么高新科技产品,通俗理解,它就是一套带低频专用输入和自带低音大喇叭和共鸣腔体的大功率低音功放系统而已。

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所以低音炮是不能单独使用的,在一套完整的家庭影院系统工程中,它虽然是一个配角,但绝对是一个不可或缺的重要配角。回忆一下你购票到专业电影院看电影是最深刻的视听感受吧:专业电影院有一种让人心潮澎湃、赏心悦目、热血喷张、欲罢不能的特殊声场效果,尤其是在看战争大片或恐怖电影时,影院中无处不在的气场、那种滚滚如仲夏沉雷、拳拳到肉的极致震撼感(或者称之为影院特有的威压),这种感受其实就是有源低音炮的独门绝技所营造出来现场感,这种现场感极大的加强了电影的视听感受,让人有一种真实的身临其境、欲罢不能的真实感受。在家庭影院系统中加入有源低音炮,配合全景声的解码系统和强大的三维环绕立体声场,把录音时来至上下左右四面大方的声音细节纤毫毕显的重现出来,它们所营造出来的视听效果,绝对可以和专业院线的视听效果媲美!

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作为在专业音响器材设备上浸瀛了三十多年的天逸音响而言,对于有源低音炮的研发生产由来已久,已深得个中三昧。历史上出过无数款用于舞台和专业影剧院和迪厅的专业有源低音炮。在专业音响领域早已拥有属于自己天空。随着近年来高清家庭影院的普及,这些用于专业迪厅、舞厅和院线影院的有源低音炮技术被逐渐移植到民用家庭影院领域。比较有影响力的家庭影院有源低音炮有体积适中的红酸枝木皮外饰的SUB-1280 、SUB-12TD,也有体积相对较小一些的SUB-10TD以及价格相对更加廉宜的SUB-10D/SUB-10BCD等小型有源低音炮。为帮助有兴趣的朋友们比较系统的了解和如何选择有源低音炮,辨机在此特别选择了天逸几款颇具典型代表性的家庭主流有源低音炮作为对象,通过对它们的结构和电路进行解析、并提供大量实拍照片,供大家对箱体内部的结构和喇叭单元进行直观的认知了解,有助你将来选择、使用这些有源低音炮时不盲目不盲从,做到消费明确、心中有底。

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从技术角度而言,不论有源低音炮功率不一、体积大小不一、外形各异,档次不同,都可以按照两个类别来区分。一类为传统的模拟功放低音炮形式、另一类为数码开关电源供电路,加持D类功放的有源低音炮形式。这两类有源低音炮虽然电路不同,但功能都是一样的,其中输入端都带有低通/高截分音网络,输出端都有大尺寸的低音喇叭。所不同的就是功放电路: 一个为传统的大环牛储能供电加HI-FI模拟功放,而另一个则采用的是数码开关电路功放加数字电源供电。以下我将分别给大家作详细介绍。
三:模拟电路的有源低音炮:
就是输入普通音频信号,经过低音炮内部特别设计的低通/高截电路---高保真HI-FI功率放大电路,直接推动大口径长冲程低音喇叭发声。供电系统为传统的大环牛及电源滤波大水塘供电。该类形式的有源低音炮通常都为体积相对较小、功率也相对较小的中小型产品,低音喇叭的安装位通常在箱体底部,其目的是想最大限度的利用地面直接传播低频,利用地面的反射折射效应将低频叠加加强,并沿地面向四面扩散传播,令低频听感更加的浓郁和厚重...... 天逸产品中最具代表的型号为SUB-10TD。

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而体积较大、输出功率强劲的有源低音炮通常都是将低音喇叭直接安装在正面,以低频直接面对听众,可带来强烈的低频冲击气旋,低频的质感和量感都会更加的威猛和凝聚,低频的解析力也会更加的清晰和干净。天逸产品中最具代表性的产品为SUB-12TD。

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SUB-12TD是天逸音响专门为高清家庭影院设计生产的经典有源超低音炮,该产品将一个带有低通/高截电路输入电路、功率强劲的超重低音HI-FI功放和一个12英寸的超重低音音箱完美地结合在一起。辅以450VA大环牛和20000微法的储能大水塘供电。箱体为厚达25mm的中密度纤维板构成370×467×470mm 的庞大箱体提供了足够的共鸣腔体。

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拆开音箱,满载电子元件的功放板就直接固定在巨大的铸铝一体成型的梳状散热器上,左侧为低通/高截输入电路板,右侧为功率放大电路板和储能供电电路板;后面是巨大的环形电源变压器。箱体正面,是一只超大型的12寸低音喇叭,的确是采用了大型的超强天然双磁钢设计,高弹性的宽边橡皮悬边和超长冲程的大口径音圈设计,这也正是低频重放的物理基础所在。

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在此特意为大家上传了一张来至工厂的该有源低音炮的电路组图:

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由图可见:这是一个非常典型的HI-FI功放电路:输入信号首先经过低通/高截选频电路,将低频信号传输到电路前级,这是一级由低噪声恒流源和电子稳压电路所组成的差分电压放大电路、放大后的信号再经过一级电流/电压放大电路进入到末级大电流甲乙类推挽功放电路进行功率放大输出,功放末级由Q12/Q15担纲的电流扩充电路去推动达林顿功率放大,推挽电路上下臂共4只15A/150W的2SC5200/2SA1943东芝大功率管或安森美NJW0281/NJW0320,配合超大的铝合金外露式梳状散热器,以确保该电路在4欧时有350W的充足功率输出。相信这样大的功率储备,足以满足一只优秀低音炮的严格功率要求!在充分保证主体功放电路优秀的同时,该电路还设计了一系列过流、过压、过热等保护电路,以保证该低音炮正常工作时的稳定性和可靠性。
模拟电路的低音炮技术已经相当成熟,可靠性很好,可以长期工作在高功率大音量的环境,音质音色自然,有浓郁的低频和强悍的震撼感,可以很好的与整套音响的中低频无缝衔接。唯有电声转换效率不高。体积庞大,并且体重如山......
该低音炮设计有相位切换、线路输入、平衡输入、EQ调节以及频率调节等功能,功能十分完善,营造声音震撼的效果也非常的明显和确切。
SUB-12TD的主要技术指标如下:
1 .频率范围: 25Hz-250Hz
2 .信 噪 比: ≥95dB(A计权)
3. 电 源: ~220V/50Hz-~110V/60Hz
5. 整机功耗: 450W Max
6. 净 重: 30.2 Kg
7.外形尺寸(mm): 370宽x470高x467深
8.功率: ≥300W/4欧
9.失真度: ≤0.08

四:数码电源加持数码功放(D类)有源低音炮:
模拟电路有源低音炮也有令人不满意的缺点,那就是自身的电/声转换效率比较低,自身的重量也很重。为了进一步提高有源低音炮的电/声转换效率,减轻自身重量、更是为了节能环保,天逸音响又专门为高清家庭影院设计生产了另一系列的有源超低音炮,那就是数码电源加持数码功放(D类)的有源低音炮。其典型的型号为天逸的SUB-1280有源低音炮。

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该产品的原理是将音频信号通过一个专门设计的“低通/高截电路”选取一个合适的音频(低频)信号段,并将其送入到“脉冲调制器”,得到一个脉冲宽度被音频信号幅度调制后的波形,称为PWM波形。然后我们再将这个PWM送入到“脉冲控制的大电流开关放大器”(即D类功放)中,将弱小的PWM信号变成高电压、大电流的大功率PWM信号。此时功放能够输出的最大功率将由负载、电源电压和大功率开关晶体管允许流过的电流来决定。最后利用低通滤波器将放大后的大功率PWM波形中的声音信号解析还原出来,去推动扬声器发声即可。

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时下,D类数字功放电路技术已经相当成熟,被广泛应用于专业舞台/舞厅大功率功放、多媒体音响、电视、有源低音炮等产品中,取得了非常不错的好评,尤其是在大功率爆棚效果要求很高的有源低音炮中效果突出。和模拟功放相比,数字功放具有高效节能,高可靠、功率可以做到更大、声压可以做到更高等优点。
尽管很多资深的HI-FI发烧友认为数字功放的音质听起来比较生硬,没有传统模拟HI-FI功放的那种温润和甜暖养耳,音乐的韵味也好像要差点点。但数字功放的声音的清晰度高、低频响应好、过载能力强、功率强劲,且节能环保、电声转换效率高达80%以上尤其低频听感铿锵有力、浓郁厚重、具有极强的震撼力非常适合用于设计制作大功率高声压的有源低音炮。其中最典型的优势如下

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其一:数字功放电路的过载能力远远高于模拟功放:
模拟功放电路分为A类、B类或AB类功率放大电路,正常工作时功放管工作在线性区;当过载后,功放管工作在饱和区,出现谐波失真,失真程度呈指数级增加,音质迅速变坏。而数字功放在功率放大时一直处于饱和区和截止区,只要功放管不损坏,失真度不会迅速增加,如图1所示。图1全数字功放与普通功放过载失真度比较:由于数字功放采用开关放大电路,效率极高,可达75%~90%(模拟功放效率仅为30%~50%),在工作时基本不发热。因此它没有模拟功放的静态电流消耗,所有能量几乎都是为音频输出而储备,加之前后无模拟放大、无负反馈的牵制,故具有更好的"动力"特性,瞬态响应好,"爆棚感"极强。

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这是天逸SUB-1280有源低音炮的D类功放板

其二:不存在交越失真和失配失真:
模拟B类功放在过零失真,这是由于晶体管在小电流时的非线性特性而引起的在输出波形正负交叉处的失真(小信号时晶体管会工作在截止区,无电流通过,导致输出严重失真)。而数字功放只工作在开关状态,不会产生交越失真。模拟功放存在推挽对管特性不一致而造成输出波形上下不对称的失配失真,因此在设计推挽放大电路时,对功放管的要求非常严格。而数字功放对开关管的配对无特殊要求,基本上不需要严格的挑选即可使用。

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这是天逸SUB-1280有源低音炮的低通/高截电路输入电路板


其三:功放和扬声器的匹配内阻极小:
由于模拟功放中的功放管内阻较大,所以在匹配不同阻值的扬声器时,模拟功放电路的工作状态会受到负载(扬声器)大小的影响。而数字功放内阻不超过0.2Ω(开关管的内阻加滤波器内阻),相对于负载(扬声器)的阻值(4~8Ω)完全可以忽略不计,因此不存在与扬声器的匹配问题。

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这是天逸SUB-1280有源低音炮的数字开关电源板

其四:几乎不存在瞬态互调失真:
瞬态互调失真模拟功放几乎全部采用负反馈电路,以保证其电声指标,在负反馈电路中,为了抑制寄生振荡,采用相位补偿电路,从而会产生瞬态互调失真。数字功放在功率转换上没有采用任何模拟放大反馈电路,从而避免了瞬态互调失真。

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这是天逸SUB-1280的12寸低音喇叭

其五:数字功放相移为0,声像定位准确:
声像定位对模拟功放来说,输出信号和输入信号之间一般都存在着相位差,而且在输出功率不同时,相位失真亦不同。而数字功放采用数字信号放大,使输出信号与输入信号相位完全一致,相移为零,因此声像定位准确。

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箱体的低音倒相孔安装在音箱下面,有助于利用地面的反射加强低频的量感......

作为天逸12寸有源低音炮的主流高端产品,该USB-1280选材用料非常严谨,25mm厚的高密度箱体搭配12寸的精品级的大音圈、长冲程、超强永磁钢低音喇叭,使其自身的重量达至30公斤!箱体表面辅以进口红酸枝木皮,端庄靓丽,低调而奢华,绝对是此类产品中的潘安子建,颜值担当!功能方面:该低音炮设计有相位切换、线路输入、平衡输入、EQ调节以及频率调节等功能,功能十分完善。它所营造出来的低频气场和超低音听感效果,气势非常宏大,音质清晰,铿锵遒劲,低频凝聚成团,有质有型、瞬态极佳。以我多年玩家庭影院的听感经验而论:此箱无论是低频的质感和量感以及声音的震撼效果都到达了同类产品的一流水平。

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SUB-1280的主要技术指标如下:
1 .频率范围: 20Hz-250Hz
2 .信 噪 比: ≥85dB(A计权)
3. 电 源: ~220V/50Hz-~110V/60Hz
5. 整机功耗: 600W Max
6. 净 重: 30.2 Kg
7.外形尺寸(mm): 390宽x470高x480深
8.失真度: ≤0.08%

下篇文章我会向大家详细介绍关于有源低音炮的系统配置、规范使用、典型摆位和典型调试方法,敬请关注。谢谢大家!


辨机咨询热线: QQ : 465451254;QQ : 306292103 微信号:TYBJZY123
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无炮不欢
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讲的非常详细
音联邦
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发表于 2022-4-17 11:02 | 显示全部楼层
在市场上购买低音炮,很少有介绍是模拟的还是D类的低音炮。如果这篇帖子能够早看到,就不存在购买问题了。
狄分尼提旗舰店
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发表于 2022-4-25 13:13 | 显示全部楼层
有源低音炮,乃家庭影院必备之器材,该文收藏了,书到用时方恨少......
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