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浅谈隐形音箱中的NXT平面扬声器技术


   随着科技的发展和社会的进步,家庭影院音响设备也在不断地更新换代,其中,英嘉尼隐形音箱就是源于英国NXT平面扬声器技术。接下来,一禾科技给大家普及一下英国NXT平面扬声器技术的相关知识。

一、NXT平面扬声器技术起源

   NXT技术的诞生可以说完全出于偶然。八十年代末期,英国国防部的研究人员为了研究降低战斗直升机引擎噪声的方法,曾尝试使用复合平面材料封闭引擎,然后用电噪声抵消技术来降噪。但奇怪的是噪音非但没有减小,反而是这些复合平板材料有如扬声器一般因振动而发出声音。于是,研究人员想到了利用这种复合平板材料来制造扬声器,并开始进行这方面的开发工作。 1996年9月NXT公司宣布成立,并致力于把NXT平板扬声器投入商业、专业及家用等实际应用领域的研究。2009年,英嘉尼开始引进英国NXT技术,运用铝芯层压工艺制造出超薄平板扬声器(超薄平板隐形音箱),它能够将电流细致均匀地传送到平板扬声器的整个发声面,使电流转换成为声能,发出清晰细腻的声音。

英嘉尼NXT平面扬声器V2
英嘉尼NXT平面扬声器V2

二、NXT平面扬声器技术的主要特点

   1、NXT技术彻底放弃了传统活塞式运动的设计,而用一块整个表面几乎是随机振动、而不是规律性振动的振膜来取代。在其受到某种激励以后,蜂窝面板上每一个面积单元都能作相互独立的无规则振动,以至于我们可以将整块蜂窝面板设想成是一个由微型扬声器组成的阵列。每个微型扬声器单元都辐射一个非相关的信号,但它们的信号又最后合成在一起,从宏观上形成一个我们所需要的声学输出。这种随机振动的平板与常规振膜大相径庭,因为其功率是被直接输出到相对频率恒定的平板机械阻抗之上的。

锥形纸盆
锥形纸盆

   2、传统扬声器的锥形纸盆作活塞式运动,其正面发出的声音和背面发出的声音是反相的。而NXT技术的一个重要特点是正反面辐射同向声波。得益于分布模式复杂的辐射特性,以及从远场看来辐射元之间互不相关的相位特性,音板在其前后两面所产生的声波是同相的。从背面发出的声音,不仅不会与其正面发出的声音功率互相抵消,反而会很好地叠加在一起。所以不需要传统扬声器系统中用于隔离前后声波以免相互抵消的音箱箱体,而且声压级还增加了3分贝。

   3、对于传统扬声器来说,声压与距离的关系,理论上遵循"平方反比定律",即每增加一倍的距离,声压就减小到四分之一,也就是声压级降低6分贝。而在NXT技术中,声压随距离的变化接近于线性关系。即每增加一倍的距离,声压只减小到二分之一,也就是声压级降低3分贝。所以,平板扬声器所发出的声能可以传播得更远。

   4、传统扬声器工作时振幅很大,低音扬声器典型的振幅峰值为十多毫米,由此带来了一系列的问题:音圈的部分线圈跑出气隙匀强磁场区而引起的失真、定位支片和纸锥折环超出其线性弹性范围而引起的失真、各运动部件的疲劳失效等。在NXT技术中,发音板的振幅非常小,中频段的典型振幅是以微米为计量单位的。激励器线圈的位移极小,完全避免了由于这些因素引起的失真,而且功率过载能力很强,在普通扬声器中由于大振幅而引起的各种机械损坏问题,在这里都不存在了。

隐形音箱八大优势
隐形音箱八大优势

   5、传统扬声器会造成很多的驻波谐振(音箱内的无用声波造成的有害振动),声波在遇到边界时会发生反射,致使形成抵消性干涉,使得室内声场有大量谷点(声强的最低点)。在NXT技术中,音板与传统扬声器的辐射扩散性表现得大不相同,它的声音并不是从空间中一个固定点发出的,发散性的声波在遇到边界时,边界产生共鸣,故室内声场不会产生谷点。

   6、传统扬声器的设计,说它是一种妥协绝不为过。设计者总想努力拓宽频响范围,但是,当辐射波长变得小于振膜尺寸时,扬声器的功率输出却开始下降了。因此,传统扬声器的设计只能在带宽、指向性和频响平滑性之间进行权衡协调。在最好的传统扬声器中,即便它对这种工程处理得非常巧妙,也仍然只是一种折衷的设计。NXT技术代表了扬声器领域一个重大的革新。平板扬声器的平面外观使其输出变得扩散,而平板扬声器相对较大的发声平面,又保证了大于八个倍频程的宽频带。我们对平板的制作材料、激励器的位置和边界条件等作些精心的处理,可以使它的表现更接近理想的随机振动平板,而这种平板的功率输出是与其尺寸无关的,其输出指向性也与平板尺寸不相关。平板扬声器的一个突出优点是无论尺寸大小或成本高低,其音质都保持了良好的清晰度,播放语音时声音非常清楚,这在恶劣的播放环境中尤为突出。所以现在我们完全摆脱了七十多年来一直困扰着扬声器设计者的问题。

   7、由于平板扬声器极小的偏移振幅,实际上它没有困扰传统扬声器的"反电势"问题。从音质方面看,具有清晰度高和良好的空间深度感,且具有极好的瞬态响应(器材对音乐中突发信号的跟随能力)。假如发音板受到相当程度的遮挡,也不至于对音质产生明显影响。用户可对NXT扬声器进行装饰性加工。它与普通扬声器互换性好,可以方便地接入现有普通功放。

三、总结

   与传统扬声器相比,NXT平板扬声器的音质更通透纯净、高音清晰细腻。另外,由于NXT平板扬声器取消了传统扬声器的箱体和障板,因而"声染"现象被彻底杜绝,所以声音表现得更准确,更柔顺自然。再加上平板扬声器的发声是从整个平面均匀发出的,而非传统扬声器的点声源,其声音是一个发散的声场,声波的扩散是漫射型的。因此,NXT平板扬声器在房间里的任何位置听都是一样的声音。即使把两只平板扬声器摆放在一起,对音质也不会有太大影响。因此,平板扬声器没有严格的摆位限制。而传统扬声器的声波扩散形式是直接扩散型,存在最佳听音位置,需要较严格的摆位。

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