自然声NS19是自己即将推出的一款8寸3分频落地旗舰音箱,它采用密闭式箱体结构和三分频四单元的架构,其中高音单元有两只,一只在正面一只在背面(后面自己会仔细介绍它的作用机理)。它采用桶形的造型,表现为黑色钢琴烤漆处理。三围125cm高、29cm宽、35cm深,重约80kg,体积约60升。从体积和大小来说,NS19无疑是一只中型的落地式音箱了。做为一只hi-end级的旗舰音箱(自封的),它拥有相当傲人的声学指标(以及声音表现):
频率响应:35-40000Hz(-6dB)
参考级频率响应:70-20000Hz(+/-1.5dB)
低频谐波失真(THD):
(1)50Hz,1.2%;(2)70Hz,0.6%;
(3)80Hz,<0.5%;(4)100Hz及以上<0.4%
相位失真:300-6000Hz<20度,200-20000Hz<30度
灵敏度:85dB(1M.1W)
承受功率:200-800瓦
阻抗:6欧
项目历程:自然声NS19历时四年研发时长(项目成立于2019年9月左右),用漫长的时间慢慢的做自己心中最理想声音的音箱。
一、为什么要采用密闭式音箱的结构
密闭式音箱具有所有音箱形式中最好的低频速度和质感,以及低失真,没有之一。它的低频衰减非常慢(只有12dB/Oct,仅为常见倒相式音箱的一半,因此其低频下潜标-6dB处的频率)。其中高频也非常干净,并且对环境和摆位也极为友好,同时设计调试相对容易。这是因为密闭式音箱由于没有倒相管的中高频泄漏和气流声,并且由于空气垫效应的存在(即在喇叭振动时会压缩或扩张箱体内的空气,从而受到来自空气的相反的力),可以有效降低其低频失真(抑制多余的振动);同时密闭式音箱的设计和调试时也远比倒相式简单。因此,这是一种非常理想的音箱形式,这也是自然声NS19为什么选择密闭式箱体结构的主要原因(全球也因此有许多顶级的音箱品牌和型号采用密闭式的结构,比如ATC的很多型号,vivid的G2和G3,魔域的A5等)。
二、自然声NS19的箱体结构
自然声NS19的箱体采用弧形造型。这也算是很多高端音箱常用的造型了,比如ATC、世霸、魔域等。弧形的箱体表面非常有利于减少高频因为箱体直角结构所带来的频响波动,内部不规则的形状也能减少声音在内部产生的干扰和共振,同时其刚性也远比普通四方的造型强得多,箱振更小。
同时箱体内部采用了相当强的支撑,以及专门为中高音独立腔体结构以避免低音单元振动对中高音单元形成调制破坏音质。因此,虽然NS19总体重量不算太重,但箱振却非常小。
其外表面处理采用黑色1mm厚PE钢琴烤漆,全程采用人工完成,所有工艺大约需要接近1个月,它也就是高端钢琴表面的处理工艺。最终的质感和硬度和陶瓷釉面非常接近,耐磨不易花。不管放多久,轻轻一擦就光亮如新。
三、为什么采用双高音设计
由于高频具有明显的指向性,频率越高其直线传输特性越明显。因此,普通(仅在正面有一或多只高音单元)的音箱背向的高频在背部总是衰减很多,并且随频率的上升大幅度的减少。如下图所示,不管是2.5k还是12k高音,音箱背面都几乎没有了。
这和现实中的乐器发声方式是有明显区别的,现实中的高音总是以球形的方式向四周扩散的。而高音反射声和直达声的相互作用的相位差是我们耳朵识别声音来源的主要方式,这也就意味着普通音箱的声场是无法很好的还原录音的声场信息的。因此,它的声场或多或少是扭曲的,不完整的,声场宽窄受限于音箱的距离,定位也是很难准确的。不过这种情况对中低频要好得多,因为中低频指向性没那么明显。
解决这个问题的办法是采用360度高音或利用背向高音模拟现实中的高音乐器发声方式。这也是为什么NS19会采用背向高音的原因。在实际的聆听时,哪怕是一只NS19(因为自己只做了一只样箱),也得到了一个有一定宽度和深度的假立体声声场(其实只接了一个声道)。
同时,NS19还增加了背向高音相位调节功能,可以0度和180度自由切换(可能正式版会调整为高音-2dB\0\+2dB可调)。它的效果区别很明显,0度时声场更宽阔,乐器定位更好,皇帝位也明显增加。而180度时的声场非常类似于平板音箱或静电屏风音箱,面声源的感觉(因为它们的高音都会180度反相扩散)。这是个非常有意思的设计,让NS19有很有趣的可玩性。
四、自然声NS19的分频点选择及分频电路
自然声NS19的分频点选择为300Hz和3500Hz,低音的分频点明显比很多三分频音箱要低不少(一般音箱大约在600Hz左右)。几乎将是完整的中频部分的声音交给了中频单元来重现。这样做的好处是很明显的,中频部分是人耳最敏感的部分,一只单元来重现就没有分频器的干扰,音色的完整性也不受影响。另一方面,高频的分频点也显著高于二分频音箱常见的2500Hz及以下,这让高音单元工作得很轻松,这对高音的良好重现是非常理想的。
NS19分频器设计非常的复杂,光用电脑模拟花了足足1个半月才完成,从分频点到阶数到电路元件参数,改了又改,总觉得还可以找到更好的方案,就这样找了足足45天,才算找到了比较理想的方案,初频测试的效果非常理想(后面会讲到),最后又根据消音室实测曲线进行了几次微调,才算基本定版。
它的低频和高频分频阶数较少,一方面单元频率延伸太好,不需要,另一方面是为了提高易推性的考量。尤其是低音分频器一旦阶数高,会吃掉很多功放的功率,从而在很大程度上提高音箱的推动难度。灵敏度并不是最重要的易推性参数(具体说明参考自己的相关文章)。
最终的分频电路板为两块,一块低频分频板,一块为中高音分频板,一方面是为了适合双线分音用,另一方面,将低频信号和中高频信号分开有利于减少相互的干扰,另一方面也能为低音留足线宽,减少电路板的损耗。硕大的中高频分频板和自己的NS14面板比都要大一些了(见上图)。而由于用料到顶,它的造价也相当昂贵(稍稍透路一下,1720元一套)。
五、自然声NS19的单元
自然声NS19单元均采用自然声与单元大厂合作开发的单元,并采用特别的振膜和技术,这让它的参数和指标非常的优秀。
自然声NS19依旧沿用了NS17和NS15上的1寸丝膜高音,它采用特殊设计的钕磁体磁路,从而让它拥有高达40000Hz的延伸,因此拥有更好的高频质感和空气感。这也让它成为市面上仅有的延伸达40000Hz的1寸丝膜高音。同时它的低频下潜为500Hz,在NS19上的分频点设置为3500Hz,7倍的余量让它非常轻松的工作,失真也更小。
NS19的中音采用4寸实木振膜中音单元,为了确定它的参数,自己研发了两对音箱(自然声NS15和14)来验证。最终采用了4寸的中音,虽然从外观协调性上考虑5寸更好。它的中频频响非常平滑,频响达75-12000Hz。
自然声NS19的低音单元采用实木三文治复合8寸低音单元,专为封闭式音箱设计,采用硕大的特殊加工的磁刚结构(这使它的重量高达4kg一只),这使它的线性冲程高达14mm,振动质量39g,低频下潜f0为35Hz。能承受巨大的功率输入,具有非常理想的低频响应,同时具有极小的谐波失真(具体看失真参数)。
自然声NS19的单元研发历时3年,中间经过无数次更改方才完成。优秀的单元是音箱好声的重要基础!
其它内容在(下)中仔细讲解,敬请期待!