為了舒適聽音樂設計的監聽音箱——金琅A6M有源音箱

新音響雜誌 發佈 2024-01-21T07:09:23.523259+00:00

市面上的有源式書架音箱,撇開那些桌面計算機音箱不論,可以列入高保真領域的產品,一類是所謂的「監聽音箱」,另一類是針對發燒友的「Hi-Fi音箱」。

原創 文/賴英智 新音響New Audiophile


市面上的有源式書架音箱,撇開那些桌面計算機音箱不論,可以列入高保真領域的產品,一類是所謂的「監聽音箱」,另一類是針對發燒友的「Hi-Fi音箱」。第一類的監聽音箱比較流行的有真力Genelec、紐曼Neumann、ADAM、雅瑪哈Yamaha、丹拿Dynaudio、勁浪Focal、JBL、天朗Tannoy、惠威等。這些產品雖有價格高低,基本上性價比都很高,功能也比較齊全,透過現代DSP技術在小小體積內往往有很優異的低音表現。


但因為要求錄音監聽使用,聲音普遍比較結實硬朗,密度很高,重量感很好,如果放在家裡欣賞音樂,略欠一點飄逸溫和質感。我自己的感覺是真實強悍有餘,細緻柔美不足,所以大音量聽個半小時,耳朵就開始有點壓力。


另一類針對發燒友設計的有源音箱,最著名的是這幾年KEF的LS系列,同軸單元很有特色。其他常見的還有丹麥尊寶JAMO、丹拿Dynaudio、B&W;以及國產品牌漫步者、唐韹、音樂大師Audimaxim、惠威等。不同品牌之間的設計殊異,音色不盡相同,但都能保持有源音箱聲音比較直接、能量感豐富、動態強勁的好處。


我不迷信國外品牌,要知道上述很多產品都是在中國OEM甚至ODM生產,某些國外品牌溢價過高。音響技術門檻不算高,中國可以用很低廉的價格做3D列印樣品,甚至淘寶上面請專人寫編程,到了國外全都變成天價,因此中國產品有先天上難以取代的生產與價格優勢。山東金琅就是個很好的例子,經過30年的發展,不但在喇叭單元材料與技術上多所突破,生產工藝也臻國際一流水平,好幾個義大利的品牌都出自金琅之手。


原廠設計的木製腳架很實用


為人作嫁裳久了,金琅汲取經驗,累積技術,當然希望以自己品牌推出的音箱能有更大進步,所以從2015年起啟動電子分頻有源高音箱。研發的初衷是充分發揮金琅自主研發單元特性,最大程度上解決傳統模擬分頻電路帶來的電聲轉換效率低、相位失真大、器材搭配複雜等問題,使音樂享受更加簡單便捷。正因為喇叭單元是自己研發、自己生產,所以金琅可以很好掌握單元特性,開發出以舒適欣賞音樂為目的的有源音箱,一方面符合監聽所需的中性、低失真、大動態、寬帶響等需求;另一方面可以長時間欣賞而不會帶來壓力。


A6M選用金琅研發的特殊矽化物振膜AST2560系列氣動高音單元


以下是金琅公司提供,有關該公司第二款DSP電子分頻有源音箱(第一款A5M低音單元為5.25英寸)A6M的介紹:


為什麼要用DSP電子分頻設計?我們知道先在喇叭單元中挑選出高品質的單元,然後在箱體的形式、內部結構、面板形狀、單元布置位置等方面進行有目標性的優化設計,這時用傳統的功率分頻通過簡單和合理的設計,基本都能將音箱的頻響、相位控制在較理想的範圍內,從而最終獲得合理的聲音。


當然分頻器確實會損耗一點功放的功率,特別多路分頻音箱的低音部分(分得很低時),由於電感有一定內阻降低其阻尼影響了低頻控制力。實際上只要單元的性能優異,使用低階數(一般不用超過3階)讓高中低音單元各自工作在最佳性能的頻段內,通常就能得到不錯效果。


分頻的階數並不是越高越好,雖然銜接頻率附近乾淨了,但反而會帶很更大的時域失真等其他負面問題。由於書架音箱的小型化,導致先天設計就有缺陷(主要是低頻),這時DSP分頻就是一個最方便有效的補償方式來修復「缺陷」。


氣動高音振膜像摺疊起來的手風琴,展開後的面積遠遠超出一般的球頂高音


DSP的功能還遠不止於此,修正頻率響應曲線、對齊相位都是小菜一碟,還能對房間聲學環境進行修正,根據不同音量級來調節等響度曲線。在熱門的VR遊戲配套音響上,DSP甚至可以加入頭部識別功能,實時檢測用戶的頭部位置來實時調節左右音箱的聲場等等。加入DSP分頻技術後,很容易就能讓小小箱體發出超乎想像的強勁低音,其他頻段也可以輕易的調整頻響,讓聲音聽上去細節很多,穿透力特強。


但這種調節方式也容易流於簡單粗暴,譬如小型有源箱由於體型過小無法進行過多的箱體優化,衍射影響導致某個頻段有寬大的深坑,用DSP雖然抬高補平了,但如果這個頻段恰好是該單元失真較大的位置,這樣充滿失真的平衡還有意義嗎?



假設有一個單元失真本來就很低的音箱系統,加上DSP做分頻,DSP只需負責簡單低通、高通、帶通濾波即可,最終的聲音是不是一定比較好?這就要考慮DSP分頻的AD、DSP算法、DA等層面了,各個環節的設計水平都直接影響最終聲音表現。前提是還要有優秀的箱體設計,可以事先控制好低頻滾降、降低箱內駐波等;


通過面板形狀和單元排列的優化設計減少衍射,讓頻響更平滑,同時單元間的聲學相位差也有效的降低,這樣在DSP分頻設計時就無需對頻響和相位進行大幅的修正,最終出來的聲音才比較真實自然。金琅公司開發團隊由材料、電聲、算法與仿真、軟體、電子、通訊等許多學科人員組成,歷時三年先後開發試驗了模擬運放電子分頻、AKM DSP電子分頻、Cirrus Logic DSP電子分頻三種方案,不同方案的目的都是為了減少傳統無源分頻帶來的能量損失和頻率、相位失真。


經過反覆對比,優中選優,最終採用了Cirrus Logic DSP電子分頻方案。即便如此,Cirrus Logic DSP電子分頻方案先後經歷過兩次大的硬體改版和32個版本的軟體疊代。金琅把自研開發獨有的底層音頻框架和核心算法稱之為OCEAN SOUND,其基礎源於金琅在喇叭單元和系統方面近三十年的開發經驗、積累的大量自研高、中、低音單元參數和計算機仿真數據。


在DSP電子分頻高保真有源音箱項目伊始,金琅就確定了系統一體化的研發原則,選用算力性能優異的音頻專用處理器作為硬體基礎,從零開始搭建了全新的音頻框架,並根據每款產品所用單元、箱體、電路等部件的不同,輔以自行優化設計的數字濾波器,用數學的方案解決時域、頻域的各類失真。具體包括以下幾個部分:



①逐點相位校正:有別於傳統方案EQ(IIR濾波器)的大段調整,金琅在底層架構上開發了一套全頻段逐點相位補償核心算法。它完全獨立於頻域補償調整,可以根據產品的單元特性、覆蓋頻域範圍、目標性能,靈活部署相位矯正點的數量和位置,有效避免了傳統EQ調整帶來的新相位失真,降低了對DSP算力的要求。換句話說,金琅這套算法其他人無法套用,因為這是根據金琅自身單元特性所設計。


②通訊級同步:金琅的張總工程師小孩曾是華為公司的通訊領域項目負責人,對時鐘與同步架構有獨到技術,所以能把有源伺服時鐘同步技術在可控成本內發揮到極高的水平,確保整個系統在數位訊號傳輸、處理、AD/DA過程中的高效、精準與協同。


③超採樣/還原:針對進入DSP的音頻信號,金琅採用了32bit超採樣/還原技術,並且在同一個高精度時鐘源下同步進行,使得時域、頻域變換和數字處理過程變為數學運算。A6M有高達5200個的頻率相位一致性採樣點(A5M為3000個採樣點),精度高於母帶數字處理的量級,遠超人耳的分辨力極限。


④杜絕SRC音質劣化:SRC(Sample Rate Converter)中文意思為採樣頻率轉換,安卓系統或者是硬體上使用高通晶片組的手機均存在SRC問題。直觀上可以將SRC理解為對一副圖像進行縮放產生的失真,一些發燒友視SRC為音質殺手。別忘了金琅有位來自華為的專家,他們自主開發的音頻框架徹底打通了DSP與AD/DA的底層數據傳輸通道,進入金琅DSP電子分頻音箱的數位訊號,全流程自適應位寬和頻率;模擬信號則始終按照系統最高等級碼流處理,最大程度保留原始音頻信號信息。


⑤創新的前級:傳統前級在調整音量的過程中,會帶來整個系統增益的非線性失真。增益(GAIN)是調整信號電壓,控制小信號放大的倍數,它決定了靈敏度和信噪比,音量旋鈕透過可調電阻(衰減器)改變增益,最終改變聲壓大小。增益過大容易破聲、削波;過小信噪比低,細節損失。金琅通過軟硬體結合的方式,採用恆定增益方式,保持前級始終工作在線性工作範圍內,即使小音量聆聽也有足夠分析力,音樂細節不受影響。


以模擬輸入利用A6M來調整音量固然沒問題,某些數播本身可控制輸出電平,這時分別調整數播與A6M的音量就能達到更平衡的效果,A6M極低失真與幾乎沒有細節損失的音量控制就變得很重要。


⑥性能優異的解碼:金琅並未公布使用的晶片型號,只知道A6M支持最高24bit、192KHz的PCM解碼,受版權限制,並不支持DSD的硬解。金琅選擇晶片並不只看參數,而是充分考慮解碼晶片的性能,並對電子分頻後的高、低音獨立解碼,針對數碼流傳輸、時鐘同步、緩衝放大、電源與接地等各方面進行優化,使得A6M自帶解碼具備很高的分析力、密度感和音樂性。


我用日本Melco數播+德國RME解碼,另外以馬蘭士KI Ruby紀念版SACD機進行數字與模擬連接,都可以證實A6M內置解碼效果一流。據說有人以Esoteric的高價SACD機模擬輸出,與數字同軸輸入給A6M進行比較,同樣占不到便宜。


有源功放的電源使用儀器級環形變壓器,金琅真的下了重本


單元部分,A6M選用金琅研發的特殊矽化物振膜AST2560系列氣動高音單元。該系列高音被廣泛應用在金琅多個無源產品型號:優閒7號、樂神5號、樂神八號等型號上。AST2560系列氣動高音單元振膜摺疊展開後的振膜尺寸是114×70 mm,靈敏度95dB/W/m,頻響範圍1600Hz-40kHz,大概沒有其他高音單元有如此大的面積(7980mm²),能推動如此大的空氣能量。


早期氣動高音單元的振膜多以聚乙烯薄膜或聚脂薄膜製作,後期開始廣泛採用聚醯亞胺薄膜製作。這幾種材料共有的特性是具有質量輕,內部阻尼小的優點,但用其製作的振膜存在聲音尖銳、不耐聽且失真較大的弊端。2005年起金琅就開始著手研發AST系列氣動高音,二年後終於找到一種性能優異的特殊矽化物振膜材料,不但質量輕,而且內部阻尼好,表現出來的聲音細膩、清澈、透明、甜美、細節豐富、分析力高、動態大、瞬性好,一舉解決了困擾業界近五十年的材料難題。


6.5英寸中低音單元搭配壓鑄鋁鎂合金盆架、承受功率大並且質量輕的35mmCCA扁線音圈(A6M獨有)、摻加了碳纖維和雲母的複合射出盆,振動系統和磁路針對功放電路進行度身定製。廠方說聲音表現醇厚有力,低頻層次分明,具有極好的瞬態特性。


高音使用甲乙類功放,低音用D類功放推動


有源音箱的電源部分堪比高端音響:進口矽鋼片+純銅漆包線,儀表級規格的環形變壓器,肖特基二極體整流、ENLA音頻專用大容量濾波電容,更少的LDO(積體化的低壓差線性穩壓器)設計,儘量降低電源內阻確保大電流輸出和瞬時超功率能量。整個音頻通道(輸入、傳輸、電子分頻、解碼、放大)均為全對稱式平衡結構,並針對電源、數字、信號進行電磁屏蔽優化,搭配圓柱高精度金屬電阻,WIMA、ELNA耦合電容,多層沉金工藝的電路板材,24K鍍金音頻繼電器和接插件等,都按高端音響標準設計。


A6M有USB、同軸與Toslink光纖三組數字輸入,連接CD機或數播建議用光纖,價格低廉而聲音更中性,USB線的變素太多,好的USB線也不便宜啊。RCA與XLR二組模擬輸入,建議用XLR平衡端子,聲音表現能明顯勝出。至於藍牙播放,由於不存在SRC音質劣化問題,安卓與平蘋果手機效果差別不大。


功能齊備的輸入端子集中在右側音箱,二者間以一條控制線連接


金琅說每批板件皆進行高密度抽檢,-20℃至70℃極端工況24小時帶載測試,同時每套電路均完成72小時滿功率老化,再進行全面在線檢測,以確保產品電子原器件和電路功能穩定。我收到的A6M是全新開箱,單元可沒經過老化,廠方建議至少100小時的老化聲音才能逐漸成熟。的確我們在等待過程中,親耳經歷了從生硬通透到寬鬆溫暖的變化,我估計100小時仍然不夠。


從測試圖來看,失真率、頻響、響應速度都非常優異


文章起始就說過,一些號稱是監聽用途的有源音箱,聲音過於直白單調,耳朵容易疲累,而金琅A6M是按欣賞音樂的發燒角度來設計,因此聲音風格有本質上的不同。有源音箱的共同優點,諸如系統簡單無需額外功放驅動、相對更為節省空間、連接方便(A6M的輸入埠幾乎應有盡有了)、DSP電子分頻與獨立放大電路讓音箱聲音更為穩定等,金琅A6M全部具備,解決了無源音箱受線材與功放搭配影響的困擾。


有源音箱的聲音優點,例如能量充沛,各頻段紮實平直,動態比較有勁,速度與控制更凝聚快捷,聲場定位準確等,金琅A6M同樣樣樣不缺。那與其他有源音箱產品差別在哪裡?我總結了幾點心得:

更通透清澈,高頻更華麗細緻。A6M的透明通透感是全頻段的,尤其低音部分層次明確,不會有擠壓出來團塊擁腫的缺點。可以這麼說,A6M的低頻能量與下潛深度,在同樣6.5英寸單元產品中也許不是冠軍,但乾淨清晰、線條凝聚、細節豐富的程度難有敵手。是的,低音是有細節的,轟轟響只會掩蓋掉許多細節,金琅A6M用質量取代能量,用通清替代混沌,不愧是Hi-End廠家的設計思路。

非常低的失真,非常準的相位。相位可以從歌唱者的結像、定位、形體感,還有舞台上樂器分布的寬深層次分辨出來。老實說,A6M的方正外觀與它的高技術含量內核有點不匹配,據說是口罩期間加工廠困難的不得以設計,以後的改良版會搭配更時尚造型。而透過這方正傳統的箱體,閉起眼睛欣賞音樂,仍然很容易可以獲得優異離箱感,左右前後深邃井然的效果。音場中間結像堅實不移,在任何音量下幾乎沒有變化,極大聲壓的爆棚音樂場面穩固有重量感,極低音量的小提琴獨奏描繪立體鮮明,同價位的無源音箱大概很難很難做到。

很不錯的細節表現。不需經過線材、功放的干擾,數位音樂直接透過A6M解碼播放,細節瀰漫到處都是的情景可想而知。金琅並沒有刻意強調高音來營造分辨力假象,雖然氣動高音單元泛音飄逸感稍遜於金琅的鋁帶單元,但卻有很強穿透力,大音壓時的輕鬆感也略勝一籌,更適合用在有源音箱上。比起傳統球頂高音,由于振膜面積遠遠超出,同等音壓下只需一點點移動即可,不但失真更小,反映出來的音樂訊息量則是數倍的增加,有如拿著放大鏡聽音樂理所當然。

使用搭配非常方便。雖然有源音箱的好處多多,老發燒友仍認為限制了可玩性,所以A6M更適合便攜音響、耳機一族進行升級,居家環境與預算受限的年輕人也可以鄭重考慮,買了A6M加上手機就能獲得極高質量的音樂享受。尤其值得推薦的是,即使用手機+藍牙推送音樂,大部分時候耳朵也不易分別與連接CD機的差異,換句話說,只要音源不差(MP3等高壓縮文件當然不夠好),隨時都能在A6M上享受悅耳的音樂。



原廠幫A6M設計了一款重量級的木製腳架,沒有時尚線條但很實用,可以考慮一起選購。另外,A6M的輸入與遙控接收集中在右邊音箱,與左音箱之間需要一條控制線連接而非無線設計,原配的線估計有三米長,如有特殊需要可以訂購加長版,這樣一對A6M分開擺在房間二端也沒問題。控制線也傳輸音樂訊號,質量可以嗎?接頭特殊無從比較,但我自己是聽不出左右聲道聲音有什麼音質的差異,可以放心吧。


稍早前金琅曾舉辦過用戶的到家試聽活動,多半評價都很高,對金琅首次在有源音箱領域出擊就獲得好成績,自然很值得鼓勵,就事論事,我認為在外觀、菜單現上,A6M不敢說是滿分,但以同樣的價格,同樣低音單元尺寸來橫向對比市面上的有源音箱產品,短時間內它的整體聲表現音是沒有對手的!


END

關鍵字: