颠覆听觉的技术革命

出于对音乐的喜爱，人类发明了扬声器和音箱，经历了100多年的发展，音响技术也步入了成熟阶段。然而，技术过于成熟已经对多媒体音箱行业形成前所未有的危机，技术的停滞不前造成产品同质化现象严重，甚至开始对行业造成致命打击。因此，我们迫切需要有厂商来改变这一现状。在2012年，麦博推出的“净听技术”或许就是希望的种子。

大约在1877年，人类就发明了扬声器，但是经过不断的尝试和试验，单纯的扬声器总是不能得到很好的低音效果。其中的原因在于，扬声器自身的技术原理造成无法获取很好的低音表现，因为扬声器是双面发声，且声音在两面上的相位相反，如果只是将扬声器安装在一块面板上，面板后面的低频段声音就会绕过面板与前面板上的低音相互抵消，所以根本听不到很好的低音。因此，后来人们发明了音箱，将扬声器安装在一个箱子内后，让扬声器两面发出的声音完全隔离开，这样就避免了在低频段声音的相互抵消，从而得到了比较理想的低音效果。随后，人们就沿着这个设计思路将这种带箱体的音箱研究进行到了较高的水平，形成市场的主流。可是，当扬声器装入箱体内，我们虽然得到了较好的低音效果，但同时音箱对扬声器的发声也产生了无法避免的负面影响，比如会形成箱染以及箱体内的多次反射声对扬声器的二次声调制问题，而“净听技术”就是针对这些弊病而进行的改进和思索。

传统多媒体音箱的六点诟病

多媒体音箱普遍都是由传统Hi－Fi音箱或专业监听音箱变形而来。即：把音箱的体积减小、扬声器口径尺寸缩小、功放功率降低和聆听距离缩短。多媒体音箱更多只是对传统的原型音箱做了一些物理上的变化而去迎合电脑这种使用形式上的变化，而并没有考虑到改变使用环境之后，聆听的声学环境发生了哪些变化、声场特性发生了哪些变化、以及箱体发声机理对近距离聆听产生了哪些影响。

针对这些问题，行业内在设计产品时都没有做过专门的考虑，在理论研究上也没有见过有专著或论文提过，只有本刊在1999年和2000年提出过类似的观点，可参见《微型计算机》1999年第8期《声学环境与多媒体音箱》一文。那么，当对传统的有源音箱进行体积缩小、功率降低和距离拉近等变化后，聆听环境发生了什么样的变化呢?通过分析，我们发现主要有以下六点：

一、在聆听传统Hi－Fi音箱或监听音箱时，聆听者与音箱的距离较远(一般在3米以上)。此时聆听者不但听到通过扬声器纸盆震动传播的直达声，也听到了扬声器纸盆震动而引起周围物体所产生的二次反射声，传人耳朵的声音是由直达声和反射声组成的“混合声”。而多媒体音箱与此不同，由于聆听距离近(不到1米)，聆听者听到的主要是由扬声器发出的直达声，反射声的比例大大降低，此时声场状态发生了变化。原来的声场为混合声场，现在的声场接近于自由声场或近声场。也就是说原来适合于混合声场的Hi－Fi音箱、监听音箱放在多媒体电脑这样的近声场的声学环境里是有问题的。

二、对于带箱体的音箱而言，扬声器背部发出的声音被控制在箱体内，不能传播出去，只有通过音箱内壁的多次反射经过箱内空气的摩擦自然衰减而消失。在这多次反射的过程中，会反复作用在扬声器的背部振膜上，从而影响了振膜的正常发声，产生了对声音多次调制的问题。

举例来说，当扬声器收到一个信号而发声，如果没有任何外界的影响，振膜应该移动1mm，但是由于1秒钟之前扬声器背部发出的声音还没有消失，作用在扬声器纸盆的背部，扬声器的振膜因此只移动了0.5mm，这样我们听到的音乐就和正确的声音不同了。此时如果我们再换一首乐曲，扬声器受到的影响却总是来自之前的声音，而乐曲每个时间点的声音都是不同的。也就是说，扬声器受到的影响时时刻刻都不一样，我们听到的音乐都是不真实的，都是被前面的乐器调制过的。虽然这部分声音调制的能量与放大器送来的能量相比是要小不少，在远距离聆听时，这种“声调制”不会明显被感觉到，而到近距离聆听时，这部分“声调制”的声音就会被聆听到，进而影响了近场聆听的音质。不少人在设计音箱时也想过办法去解决这个问题，如在音箱内添加吸音棉，以图尽量吸掉扬声器背部发出的声音，消除对扬声器震动对声音调制的影响，但是这只对中高频部分的声音有效，对于中低频的声音是没有什么效果的。

三、音箱在成型之后都有固定的形状和尺寸，也都会产生一定的驻波，只是频率和强弱不同，而驻波信号在衰减时非常慢。驻波会对扬声器振膜的振动产生影响，同时它会通过音箱壁传播到我们的耳朵，使得我们听到的音乐被动增加了原来没有的声音，甚至会让音箱产生杂音。通常来说，设计者都会通过改变音箱的形状结构以及增加音箱壁的强度(如加厚音箱壁)来解决驻波问题，但却只能降低而不能彻底消除它。这些驻波会强化声音多次调制的问题。同样，因驻波产生的杂音，在远距离聆听时感受不大，但在近距离聆听时就比较明显了。

四、音箱近似于一个封闭的空间，在这个封闭空间内的空气就类似于一个弹簧，扬声器的振膜就连接在这个弹簧上，所以振膜的振动不是处于自然状态，而是始终有一个弹簧在影响它。这个弹簧的顺性C并不是一个常数，它并不遵守胡克定律。当这个弹簧被拉长(压缩)不同的位移时，它的顺性C是不一样的。当振膜发出高音时，位移小，而发出低频时位移大，此时这个弹簧对振膜的影响也是不一样的。在听一首音乐时，会包含不同频率的声音信号，而这个弹簧对不同频率的声音信号的影响也是不同的，从而导致我们听到的音乐不真实。其次，这个弹簧的顺性还与温度、湿度有关，同样欣赏一首音乐，晴天聆听和雨天聆听的感觉不同，冬天聆听和夏天聆听的感觉也不同。

五、多媒体音箱普遍会采用倒相结构对低频进行提升，在理想状态下的被提升频率点在FO上，只要有一点触发信号都会得到谐振(提升)。可现实是，由于箱体内部和倒相管都存在一定的风阻，使得触发能量会有一个阈值，而这个阈值不可能为零。因此需要一个触发的初始能量，如果给予的信号很小，就是在很小音量下，低频是无法获取提升的。加上人耳的等响度原因，使这个问题更加明显。这也是为什么多媒体音箱在小音量下近场聆听时，低频表现不佳的重要原因。

六、对于“倒相”结构的多媒体音箱来说，在音量稍大时，由于低频被倒相结构进行了提升，此时的低频会传输得较远。这就导致我们还没有听到由中高音构成的音乐旋律，便先感知了低频的“咚、咚”声。在聆听环境里，我们希望尽量不要去干扰他人，可是传统的多媒体音箱基本做不到这一点。

对于以上弊端，可以说采用传统思路设计的多媒体音箱只解决了产品有无的问题，而没有满足在

近距离聆听中高质量播放的需求。因此，我们必须找到一种可以解决这个问题的手段与方法，来设计一种真正适合多媒体聆听环境的多媒体音箱。对此，经过长时间的研究与尝试，“净听技术”成为了可行的解决办法，接着我们就谈谈相关的设计思路与方法。

“净听技术”的设计思想

要解决在近距聆听时的诸多不足，就需要多媒体音箱具备无箱染、无声调制、音色自然清晰、还原度好以及少干扰他人等特点。如果单看扬声器本身，就完全没有这些问题，可是一旦加入箱体之后，这些问题就随之而来了。经过研究，如果采用无箱体的声学结构就能规避这些问题，即在原来音箱的基础上，只保留前障板用于安装扬声器(相当于扬声器的固定支架)，将后面的箱体取消，形成无腔体状态。那么，这会不会与扬声器最初的使用形态一样，也会因低音抵消而得不到很好的低音效果呢?其实不然。因为扬声器发出的声音具有指向性，因此通过测试我们发现低音并不是彻底抵消，而是从某个频率起，由于相互抵消造成灵敏度下降，当频率下降到一定频率时，灵敏度下降的幅度将保持一个恒定值，如图6所示。

无腔体结构的实施

要解决扬声器置于箱内的声干涉和箱染问题，要在近距离聆听时获得高品质声音，最彻底的办法就是取消了扬声器的腔体，也就是音箱的箱体。“净听技术”的设计原理就是保留了传统音箱的前障板，这块面板主要是用来安装扬声器的。当取消箱体之后，原有箱体克服低频声短路的作用没有了，对低频提升有效果的倒相结构不存在了。这时，会发现扬声器的低频相对于中高频呈大幅度非均匀下降的状态。

如何在无箱体时仍然有低音?

想获得比较好的低音效果，一是将灵敏度开始下降的频率向低端延伸，二是将灵敏度下降的幅度补齐。就目前的扬声器技术而言，这些都是可以实现的。通过有无腔体之间的频率曲线对比，我们需要对无腔体状态的曲线进行补偿，通过系统性的设计，使扬声器的实际频响曲线和听感达到并超过传统音箱的听感，这里就需要特别参数的扬声器和参量均衡的放大器。因为扬声器在无腔体情况下，其低频下跌较多。并呈现不均衡状态。为此，需要将下降的幅度和不均匀性给予补齐。通过以上方法，无腔体音箱只要经过适当的调校，就可以得到不俗的低音效果，而且消除了传统音箱所带来的箱染，从而得到具有Hi－Fi素质并有很好聆听感受的音箱。

总结

由于基于“净听技术”的产品尚未最终，我们还需等待实物上市之后才能知道真实的听感。不过，从“净听技术”的设计原理可以预计，通过该技术基本可以在无腔体状态下实现良好低音的效果。由于不存在箱体，就没有箱染，也没有箱体内多次反射声对扬声器的反复声调制，从而保证了声音的自然、清晰。在“净听技术”的帮助下，聆听者可以在较小音量下听到在传统音箱中听不到的低音效果，而且这是一种与传统低音截然不同的“蓬蓬声”。这种低音收放自如、干净利落、松软并富有弹性，听感舒适且容易被人喜欢。同时，“净听技术”所带来的低频提升，只是在多媒体音频环境内有效，低频不会持续延伸至环境以外的范围。当离开这个有效范围，低音同样会处于“声短路”状态，进而减少了对更多人群的干扰。

特殊的扬声器

1.口径：扬声器的口径当然是大一些为好，最好是6.5英寸及以上；

2.Q值：这个参数比较重要，需要精心的设计使其在一定的范围内；

3.灵敏度：灵敏度不能太高，也不能太低；

4.FO：扬声器的FO要设计接近于理想的系统低频频率；

5.长冲程低失真：这只扬声器需要设计成长冲程低失真的，扬声器的磁路、软件与传统喇叭有所区别；

6.纸盆：为保证在这种特别状态下的音质音色，需要选择具有特殊成分的纸盆材料；

7.割刀与粘结：对纸盆进行割刀处理在震动结构上起到了机械滤波的作用，同时也减少了分割震动，使声音清晰不浑浊。