效率与力量的结合

扬声器的造型就如人的音色一样千变万化，但有一种扬声器的外形非常特别，从外边看不到里面的振膜，整个造型就如一朵绽放的喇叭花，这种奇特的扬声器被称作“号角式扬声器”。为什么要在扬声器的外面套上一个号角呢?号角究竟会对音频产生什么样的影响?为什么最新的电声技术也无法取你这个诞生了半个多世纪的产物?

号角从何而来

记得我们上中学的时候有这样一个自然实验，用厚纸板卷成圆锥状，然后将嘴巴对着纸筒的细端讲话，结果在纸筒的直线位置上，讲话的音量明显变大并且更清楚了。其实在我们的生活中也经常用到这个原理，比如在大街上叫人，我们一定会不自觉地将双手合拢靠在嘴巴上，这样不但可以将声音传得更远，而且音量更集中。其实在上面所举的两个例子中，纸筒和双手在无形中部起到了号角的作用。

早在第一次世界大战以前，号角式扬声器就已经面世，如发明大王爱迪生的留声机就采用了大口径的号角来增强声音强度。时至今日，号角式扬声器不但盛誉不衰，且有愈演愈热的势头，不论是古萤式的传统号角，还是近年来涌现出的新款系列，都是发烧友们梦寐以求的“宠物”。特别是近来胆机的兴起，小瓦数直热式胆机的美妙音色更离不开号角式音箱的搭配。号角式音箱在演唱会、歌舞厅、影剧院等公共场所常现身影，大动态、高效率等优点是其它音箱所不能比拟的。即使把SO年前JBL、ALTES、Canstag的专用号角式音箱，拿来在家里重放Hi－F1音乐，亦出类拔萃。

普通的锥盆式扬声器由于其辐射阻抗较小，还原声音的效率很低。辐射阻抗与锥盆的面积有关，而辐射面积相对较小的锥盆式扬声器，要想在较大的空间里把声波传送开来，振动的幅度必须很大。因此其振膜将处在不匹配的状况下，电声的转换率很低。号角式扬声器在振膜的振动系统前(或后)多加了一个线性渐开型的锥型号简，声波的传输能逐渐而又均匀地放大传播，相当于加大了扬声器的有效振动面积。可想而知，大面积振动系统的辐射阻抗与小锥盆相比其有更好的纯阻效应。因此，号角式扬声器比普通锥盆式扬声器的耦合方式具有更好的匹配作用。

因此，号角式音箱所需要的驱动功率比其它类型的音箱要小得多，可以在较小的振动下发出很大的声能，音圈移动很小使得扬声器能保持在“活塞”(固定音圈)振动的区域内，因此失真极小。而其它类型的音箱在同样的声压情况下，音圈的移动较大，不能保证扬声器正确地工作在“活塞”区域内。号角式扬声器除了灵敏度要比普通锥盆、带式、球顶扬声器高出10dB以上外，其动态范围也比普通扬声器大。

一般人耳所能感受到的声音强度最低可到一分贝的声压级，最高能达到120分贝的声压级，中间的变化高达100万倍。从最低到最高分贝的声音信号，通过扬声器还原出来的线性比叫动态范围，而扬声器的动态范围与其自身的结构及音箱的形式有着很大的联系。扬声器在工作时，当振膜的振动幅度达到最大时，就不能处于电声转换曲线的线性工作范围，从而导致扬声器的失真加剧，如果继续增加输入信号的强度，就会使音圈冲出了磁缝以外，并伴有拍边打底的现象出现。口径越小的扬声器在低频重放时这种情况越严重。有时不管我们如何提高扬声器的频响指标，但音质还是没有明显的改善，如果稍微增加一点扬声器的动态范围，却有十分显著的改善效果，现场还原的真实感大大提高。由此可见音箱的动态范围是一个对音质起很大作用的指标，而号角式音箱正是一种典型的高效率大动态电声转换系统。

虽然号角式音箱如此优秀，但品种并不丰富。这主要是因为号角的设计十分复杂，频响曲线不容易做得十分平坦，不管是圆锥型号角、指数型或双曲线号角，其变化的角度和展开的尺寸要求都非常地精确，稍有误差就会出现很大的峰谷，使频响曲线变差。而对于低音的折叠式号角(后面将要介绍到)的要求也非常严格，如背腔体积的容量、滤波器形状的设计等，因为低音号角在内部有很多隔板，它们要以不同的形状放置，所以必须精确设计、密封良好，稍有马虎即可产生共振或造成声短路，使性能变差。

由于号角的特殊性和复杂性，因此常有号角虽好，其价也高的说法。但毋庸置疑的是，自带滤波稳频作用的号角在频响范围内具有极高的清晰度，高低频之间的干涉极小，使听过它的人无不为之动容。

值得拥有的号角

目前，世界上号角式音箱知名度最高的品牌当属美国的Klipsch(杰士)。创始人Paul W.Klipsch可说是号角式扬声器领域的先驱，他在研究中发现，普通的振膜加上号角之后，可以使发声的效率提升数倍甚至高达五十倍!他的实验是这样子的：在无响室中放置一个单元，用放大器向这个单元输入两个不同频率的正弦波讯号，然后分别利用频谱仪测试这个单元在发出相同音量时，加上号角与拿掉号角之后的各项差异。这个实验的结果发表在美国AES(Audio Engineering Society)期刊上，当然结果也和我们前面所介绍的一样。其实通过低功率来降低失真是常用的做法，现在许多大型落地式音箱大多采用了多个单元并联的方式，以求每个单元具有较低的功率输出。而使用号角式扬声器则不必多个单元并联，大大地降低了制造成本。

麻烦的低音号角

虽然知道了号角增加效率及降低失真的优点，不过号角的长度以及开口率密切地关系着号角的声学特性。要详细说明号角展开的数学方程式是非常复杂且困难的，因为需要运用到大量的指数运算。在此就了解一下基本的计算原理就够了。

首先，低频信号的波长远远大于中高频信号，号角开口的面积大小直接影响着能够产生的最低频率截止点。简单地说，号角开口的面积越大越长才能满足更低频率声波的反射要求。那这个数值大约是多少呢?延伸至35Hz－3dB时的开口面积，大约是一个标准办公桌桌面的大小；如果要设计一个可以延伸至28Hz的号角呢?它的开口面积大约要大到一个重型卡车的车头才够!

那为什么不直接把号角的角度增大呢?当然没这么简单，不同号角具有不同的特性，基本的公式是一个指数方程式、抛物线方程式或者混合双曲线方程式，然后配合扬声单元的机械特性分别在方程式中加入不同的系数，从而得到号角的展开率。

以能够产生球面波的号角方程式为例，从发声的振膜处开始计算，每增加单位长度的距离，号角的截面积就会呈指数地增加。所以我们常见到的号角都是呈花瓣一样快速展开的。如此一来，如果要给低音单元加上号角，其体积将是非常巨大的，大到普通的家庭居室根本无法容纳。所以以前有些超级号角玩家不是将号角从房后穿墙到视听室，就是像鹦鹉螺或者低音大号般把号角卷起来。而烧过头的玩家会把整只长度超过两层楼高的号角吊起来，从三楼向下一直拉到一楼的视听室。

折叠式低音号角

Paul W.Klipsch为了解决这个问题而伤透了脑筋。据说有一天，Paul W.Klipsch在午睡时突发奇想：何不把号角“折起来”。经过精密的计算和调整，将低音单元藏在音箱最内