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离子高音(Plasma)详解 [复制链接]

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本文摘自音响论坛特刊《喇叭专书》

「離子高音」

离子高音英文是 Plasma Tweeter(或 Ionic Tweeter), Plasma也翻譯成「等離子」或「電漿」,视聽界習慣將 Plasma稱為電漿(電视),音響界則習慣稱為離子。早在1923年Rice与Kellogg在貝爾實驗室進行音樂重播系統的實驗時,就已經有所謂的「電暈放電式」喇叭,其實就是離子高音。追溯到更早之前,1899年英國的物理學家 William Duddells(1872-1917)就把當時街上用的碳弧燈」( Arc Lamps,早年還沒有鎢絲所以還是用碳棒)的噪訊降低,利用電壓變化發出聲音,設計出一種樂器,稱為「會唱歌的電弧」( Singing arc)。不過其實它并不是真的唱歌,只是發出高低不同頻率的音,這項技術在1900年發表,成為後來離子高音的理論基礎。可惜離子高音的發展就此打住。1946年, Siegfried Klein才陸續提出關於利用尖端放電(Corona Discharge)原理的離子高音單體的專利申請。他在1954年發現用小型的石英管搭配號角可以有效地控制電弧,終於設計出實用的離子高音單體,並與美國的 DuKane公司合昨推出商業化的產品。在英國丶德國丶法國等地分别以 ionop Honelonovac. lono Fane等不同名字銷售。

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離子高音的原理並不複雜,就是利用二個電極之間所產生的高壓電弧去推動空氣(讓空氣膨脹),而電弧的震動頻率丶大小取決於輸入音樂訊號的頻率與強弱。由於推動空氣的不是傳統振膜,而是電弧,理論上質量接近零,可以再生極高的頻域,而且反應速度特快。理論上,離子高音是非常理想的高音單體,但為什麼現在很少看到使用離子高音的喇叭呢?主要問題是,要让電極(通常是石英)產生電弧需要高壓,而高壓連帶產生高溫,使得電極很容易就損壞了。此外,電弧放電時會產生臭氧(O3)與笑氣(N2O,一氧化二氮),在密闭聆聽空間中,可能会让人感觉不适。
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噴火龍

1978年, Alan E. Hill 发明採用氦氣燃燒的方式來製造的離子高音單體,當時稱為 Plasmatronics Hill Type 1,這種供應氦氣的離子高音不會產生臭氧與笑氣,但因為要另外提供氦氣( Helium Gas),所以也不流行。1993年,當時半導體的技術已經非常成熟, Siegfried Klein終於可以不需要用真空管來驅動離子高音,所以他改採 Bipolar Junction-Transistors(BJT)來製作離子高音的驅動器。他利用全新的技術為德國喇叭廠 Magnet設計了音響迷熟悉的「噴火龍」高音單體MP-02,它的外觀是一個以金屬網包起來的圓球,裡面就是電弧。由於它的發聲電弧比較大,所以不需要外加號角來提升效率,優異的高頻響應讓MP-02受到許多音響迷的高度推崇。



德國 Magnet 在 Siegfried Klein協助下推出的「噴火龍」高音單體MP-02
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要插電的高音單體

目前市面上比較常見使用離子高音的喇叭品牌大概就是 Lansche Audio與 Acapella。這二家的離子高音前面都加了號角與 Siegfried Klein早期的設計類似,利用號角來提昇效率,增加電弧發聲的音壓。Lansche audio所用的離子高音來自創立於稱1977年的德國Corona Acoustic,創始人是Otto Braun 。不過在1990年時, Otto Braun退休,把公司與技術賣 给Rudiger Lansche,這就是今天Lansche Audio喇叭使用Corona离子高音的由來, Rudiger Lansche先是在1990年成立Ingenieurburo Lansche,後來在2003年把公司名改為 Lansche Audio。不過,在此之前已經在2003年推出首款採用半主動式设计的旧版No.3,2008將 Corona离子高音重新修改,目前他們家的產品分為被動式(PASSIV)、半主動式( SEMIAKTIV)以及號角(HORN)三個系列,2015年在慕尼黑音響展首度間世的 Cubus MK2就是號角系列的產品,採用三音路設計,用了一个Corona離子高音,一個2吋压缩驱动器搭配500mm號角,加上一個18寸纸盆低音單體,结合了离子高音、號角中音、传统锥盆低音的設計非常獨特,頻寬可達到32Hz-150kHz,非常驚人。
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當年 Corona不僅生產自己的離子高音,也替人代工,生產不少型號,靈敏度大約在93到96dB之間。到了 Lansche audio接手後,Corona離子高音的靈敏度已經提升到99dB(1m/1W) 。Coronal的離子高音有一個特點,那就是把所有的震盪線路,高壓供應,真空管等都装在一個圆筒裡,圆筒的前端就是號角,成為一個整體的離子高音單體。Corona離子高音靠著內部8mm長的電弧發聲,這個電弧的面積只有傳統高音單體的五分之一,質量更只有傳統高音單體十萬分之一(空氣的重量)。
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離子高音加號角的奇特組合

Acapella Audio Arts的Ion離子高音(Tw1S)一路從1970年代挺過來,可見成熟度非常高。這間公司是由 Alfred Rudolph與 Herman Winters两人於1978年創立,他們家的喇叭有兩大特點,一是高音採用離子高音單體,二是中音採用圓號角,這二項特點一直到今天都沒有改變。另外,他們宣稱他們的離子高音獲得歐盟認證對身體無害,音響迷可以放心。 Acapella之前的旗艦是 sphaeton,但由於太過巨大,所以已經停產,由 Sphaeron Excalibur取代,事實上它的設計也是傅承自 Sphaeron ,把原本的号角尺縮小一些,中音號角安置在底下,低音號角安置在上方,剛好跟 Sphaeron相反,而離子高音則放在二者之間,這三支單體以一支架固定,另外還有一個低音箱體,箱體内装着四個15寸低音单體。



Acapella的lon離子高音單體外觀

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這是 Acapella比較小的 Triolon ExcaliburMKⅢ,構造與大哥Sphaeron Excalibur非常像,低音柱裡面是4個10时低音單體
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No.8.2 是Lansche Audio的半主动式系列,也是他们家目前体型最大的旗舰喇叭,您看背后那两个46公分的低音单体多嚇人!
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冠廷离子高音

阻抗:6.4 Ω (最小5.6 Ω)
直径:8mm
灵敏度:98 dB/1W/1m
最大声压1m:115dB
输入电路:变压器
输入阻抗:10Ω平衡悬浮
电流隔离:有
臭氧产生:无
频带:±3db 1500Hz- 150KHz
尺寸:16 x 16 x 30厘米
调制器:真空管
重量:2公斤


冠廷音箱离子高音的先进之处是可以获得更宽的频率。

较大的直径尺寸和号角设计,使离子高音可以发出更低的频率

由于在输入端中没有使用任何元器件,没有物理材质的限制,因此可以发出更高的频率。

较短的号角口径,从而使得管径更不容易变形,失真更低,扩散角度也更宽。

由于有着有效的高电压震荡,因此可以获得更高的声压  

采用了一阶分频,可以提供更快的瞬态响应

隔离电路的使用,使得电路工作更加安全
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南京威虹音响现已成为 德国Lansche Audio 全线产品中国总代理,负责该品牌在中国地区的推广、销售及售后业务。


德国Lansche audio 中文名定为:冠廷
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冠廷对离子高音进行了全面改良,由过去的管径直径4mm提升到8mm, 面积增加了四倍,灵敏度也提高了一倍,不但音乐表现中的密度大为增加,细节的表现也更多,更丰富。

由于冠廷的高音延伸至150KHz,低音也必须向下延展,否则也会产生头重脚轻的不平衡感,所以德国冠廷没有书架箱,只有落地箱,所谓的入门产品No.3.1低频下潜也达到了30HZ.

离子高音与特别设计的中、低音单元相搭配,并对音箱的相位作了精确的调整,使他们生产的每一对音箱都具有极为宽阔的频响,达到全音域还原音乐的目的,不但音色的表现非常中性,质感也尤为纯正。听感上不但各频段在连接上一气呵成,离箱感也相当出色,重量感与密度感也会让你一听难忘,具有真正的冠绝群伦的音乐表现力。

我们听过一些高音速度表现优异的音箱,但是中低音的速度常常与中高音的表现不一致,而显得有一些脱节,使平衡度受到一定的影响。令我们惊喜的是,冠廷Lansche Audio的低频非常的迅捷,具有和离子高音同步的速度感,使中低频的表现,既饱满,清晰,又有丰富的层次和质感,这当然是难得中的难得.
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离子高音能量非常的充沛,前期摆位的过程中,声音总是在不断的变化,这很可能与带电的离子高音的升温的温度有关吧,温度上去了,稳定了离子高音才能进入最佳工作状态。

它至高的密度,饱满的音色显得非常中性,有一种非常接近现场理性的味道,但通常发烧友喜欢在中性的色泽中加进一些柔润的成分,这与每个人的喜好有很大关系,冠廷刚刚开声,这样的表现应该是恰到好处的,因为稍加一点煲炼,声音会相对的软一些,如果你希望声音再柔和一些,可能正合你的口味

它显微镜般的分析力,对器材的搭配以及线材的挑选也极为敏感,既为玩家在音色取向的调整上带来了一定的便利性,也会将系统中的缺憾展现出来。
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