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[擴音機/組合] 英國Wilson Benesch 運用 流體力學 解決失真問題

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發表於 2014-4-11 19:44:34 | 顯示全部樓層 |閱讀模式

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在眾多Hi End喇叭廠中,英國Wilson Benesch是作風最特別的一個。
1989年他們得到一筆來自貿易與工業局的25,000英鎊資金,
展開一連串先進材料與音響技術的研究,成果是一部採用碳纖維
打造副底座的黑膠唱盤與一支配備碳纖維一體成形臂管的唱臂

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1994年,他們利用從這套黑膠唱盤得到的知識,推出第一款A.C.T. One喇叭,
首度採用A.C.T.(Advanced Composite Technology)先進複合材料技術打造箱體,大量導入碳纖維材料。


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 樓主| 發表於 2014-4-11 19:44:39 | 顯示全部樓層

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1999年Tactic單體研發成功,推出採用Isobaric推挽技術的Bishop旗艦喇叭。
從此以後,Wilson Benesch與高科技、先進碳纖維材料畫上等號。


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他們的公司規模不大,產品種類不多,但是所有單體、
箱體與分音器全部自行研發,並且堅持英國原廠製造。


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 樓主| 發表於 2014-4-11 19:44:45 | 顯示全部樓層

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多年以前,我曾經試聽過他們的Discovery喇叭,至今仍對它以小搏大的實力與充滿未來感的
造型印象深刻,這款喇叭推出於2001年,十多年來從未改款,至今看來技術依然先進。
產品生命週期超長,而且絕不輕易改款,這似乎也是Wilson Benesch的一大特色。
2011年,全新Geometry系列發表,單體全部換新,在設計概念上更有突破性的轉變,
本次評論的Vector喇叭就是其中一員。


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設計概念一向先進的Wilson Benesch(以下簡稱WB),這次在Geometry系列中到底做了什麼大膽的突破?
這次,他們要解決分音線路所造成的功率耗損與相位失真問題。對喇叭略有研究的人都知道,
只要有被動分音器存在,無論線路如何設計,上述問題都必定存在,WB該如何解決呢?
他們乾脆把分音器從單體與擴大機之間移除,讓Vector的中音單體以全音域狀態發聲,
徹底剷除分音器這個必要之惡。


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從另一個角度看,這其實是返樸歸真的作法,因為理論上最理想的喇叭設計,
就是用一只單體重播所有頻段,在這種狀況下,擴大機功率將對單體產生最好的驅動力與控制力,
珍貴的音樂訊號在沒有分音線路干擾下,也能以最完整的面貌轉換為聲波能量。
問題是,要實踐這個理念並不容易,否則世界上所有喇叭應該都是全音域單體發聲才對啊?

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 樓主| 發表於 2014-4-11 19:44:50 | 顯示全部樓層
現實狀況是,理論上可以完整重播高頻到低頻的全音域單體根本不存在,
所以多路分音勢在必行,WB同樣必須面對這個問題,所以在設計Vector喇叭時,
他們採用了一個折衷的辦法,讓負責音樂重播最重要的中音單體不經過分音器,
以全音域狀態工作,另外補上一個高音與一個低音單體,搭配最簡潔的一階分音線路,
在相位失真最小的狀態下,分別負責5kHz以上與500Hz以下的重播工作,構成WB所謂2.5音路架構。

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問題是,在這種架構下,全音域中音單體的重播頻域必定會與高音、低音單體重疊,
要讓這三只單體完美銜接,依然是難度極高的挑戰,所以市面上幾乎找不到類似的設計
(目前想到的只有征宇Mini Zenith的延伸型全音域喇叭採用這種概念)。

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愈是看似簡單古老的設計,愈要用先進科技解決,擅長運用高科技材料,具備自行研發單體能力
的WB顯然是最有資格挑戰這種設計的廠家了。
他們針對這個目標所特別開發的全新高音與中音單體顯然幫了大忙,讓我們先從中音單體看起。
這次Geometry系列最重要的改良之一,就是全新進化的獨家Tactic II單體。
Tactic單體是率先在中、低音單體中採用釹鐵硼磁鐵的先驅者,這種磁鐵不耐高溫,以往只能用在高音單體中,
不過WB解決了這個問題,利用超強磁力特性,大幅縮小磁鐵體積,同時也降低了振膜背波的干擾。

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 樓主| 發表於 2014-4-11 20:57:02 | 顯示全部樓層
Tactic單體的框架堪稱先進科技的結晶,為了求取最大剛性,WB捨棄鑄造方式,
用實心鋁塊精密車削出單體框架。在我知道的Hi End喇叭中,恐怕只有的產量稀少的德國
極品SurrounTec喇叭敢這麼做,而且也只有頂級型號如此製作(把Accuton單體換成鋁塊車製框架),
定價直接從千萬元起跳。回頭看Tactic單體,你就知道它有多超值了!


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 樓主| 發表於 2014-4-11 20:58:12 | 顯示全部樓層
Tactic的框架不只是堅固而已,它的框架造型更是高科技結晶,
這是完全根據流體力學分析計算而得的產物,below pic 比較一般框架與Tactic框架的差異,
可以看出Tactic框架對背波的影響極低。


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 樓主| 發表於 2014-4-11 20:59:19 | 顯示全部樓層
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這就是由實心鋁塊車出的Tactic框架,由於磁鐵小、重量輕,而且結構強度夠,
所以只需要三支細細的支架即可撐著磁鐵,進而大幅降低框架對振膜背波的干擾。
請不要以為這種設計沒什麼,你知道別家單體的框架為什麼要那麼多支支架,而且沒辦法做到這麼細嗎?
因為一般低單體的磁鐵又大又重,如果框架不夠堅固,久而久之,整個框架極可能因為磁鐵的重量而變形,
嚴重影響單體的精密度,甚至造成損壞。由此可見Tactic單體的價值。


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Tactic單體的振膜也有學問,WB雖然擅長使用碳纖維,不過Tactic單體的振膜並不是碳纖維材質,
而是新一代的「結晶性聚丙烯纖維」。這種材料是 WB與命名的英國Leeds大學I. Ward教授合作研發,
在催化劑及高溫的熔合下,提煉出「結晶性聚丙烯纖維」,再經針織排列處理,
並以高溫固定針織纖維結構,形成質輕、堅硬、耐衝擊、而且阻尼特性絕佳的獨家Isotactic Polyer振膜。
原廠宣稱這種振膜的特性比任何編織振膜材質都要優良,以WB凡是以科學為本的作風看來,我相信這並非誇大之詞。

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 樓主| 發表於 2014-4-11 21:00:42 | 顯示全部樓層

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重點來了,這次Tactic II單體的開發工作與Sheffield Hallam大學合作進行,讓WB得以利用最先進的測量儀器,
深入分析單體的流體力學與磁力分布,一舉將磁力密度提升50%,搭配重量減輕30%的音圈與改良的磁力系統,
大幅提升了單體的控制力,上下兩端的頻域延伸能力也更好,這是Tactic II可以勝任全音域重播的關鍵。


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為了與Tactic II完美搭配,WB進一步開發了全新Semisphere高音單體,這只高音單體的研究工作
其實早在十年前就開始進行,是WB研發時間最長的一項計畫,最大特點是振膜結構受到
日本Murata壓電式陶瓷振膜超高音的啟發,質量只有一般軟半球高音振膜的三分之一,
這絕對是軟半球高音單體的一大技術突破!不過或許也因為如此,
所以這次WB沒有公佈太多設計細節,不知道這超輕量結構是怎麼達成的?

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 樓主| 發表於 2014-4-11 21:06:08 | 顯示全部樓層
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Semisphere單體竟然與日本Murata的壓電陶瓷振膜超高音有淵源?!
原來WB曾在Trinity與A.C.T. C60兩款喇叭中導入了Murata的這項專利技術,
從中得到的知識,在Semisphere高音單體的研發中產生了重大影響。


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台灣幾年前曾經短暫引進過Murata的超高音,這種單體採壓電式架構,
運作方式與動圈單體的活塞運動不同,而是靠著振膜本身的漲縮(類似氣球)推動空氣,
達到重播的目的,可惜目前Murata已經不再生產此類產品了。


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 樓主| 發表於 2014-4-11 21:07:50 | 顯示全部樓層

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除此之外,Semisphere的磁力系統由六顆環狀排列的釹鐵硼磁鐵組成,
單體前方的短號角由實心鋁塊車製而成,一方面可以幫助散熱,一方面讓單體後縮,
在時間相位的整合上可以與Tactic II中音單體更為一致。


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箱體設計方面,Vector繼承WB獨家A.C.T.結構,利用鋁合金與碳纖維複合材料打造箱體,
箱體後方的U型鋁合金龍骨為整體結構提供了堅固的支撐,碳纖維材料則提供絕佳阻尼特性,將箱體的共振降到最小。

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 樓主| 發表於 2014-4-11 21:09:16 | 顯示全部樓層
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值得注意的是,根據原廠白皮書資料,A.C.T.箱體使用的並不是純碳纖維,
而是由高密度發泡材料、玻璃纖維與碳纖維組成的高科技複合材料,
進一步提升了結構強度與抗共振能力,相同的技術也被運用在F1賽車中。


019.jpg

總之,A.C.T.結構中每一種材料的搭配都經過精密計算,不論結構強度或對抗共振的能力
都遠遠超越一般喇叭箱體,所以箱體內部完全不需設置補強框架,箱內容積因此得以大幅增加,
這讓體積不大的Vector擁有44公升的箱內容積,對於提升低頻量感與延伸能力有莫大幫助。

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 樓主| 發表於 2014-4-11 21:10:10 | 顯示全部樓層
Vector的反射孔共有兩處,位於背板的這個僅供中音單體使用,反射管與鋁合金龍骨合為一體,
大幅降低共振問題,管口略微突出,繼承WB一貫特徵,科技感與設計感極度強烈。
020.jpg

這個反射孔只供中音單體使用,氣流吞吐本來就不大,
從洞口窺視,可以發現管子已經被內部白色吸音棉堵住。
021.jpg

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 樓主| 發表於 2014-4-11 21:10:33 | 顯示全部樓層
Thanks for watching~!!
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發表於 2014-4-13 20:09:20 | 顯示全部樓層
發燒友之選
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發表於 2014-4-13 20:09:24 | 顯示全部樓層
好正好高級喇叭
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發表於 2014-4-13 20:09:54 | 顯示全部樓層
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發表於 2014-4-13 20:30:56 | 顯示全部樓層
Carbon 用料刀知 5 平
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發表於 2014-4-13 20:31:03 | 顯示全部樓層
每環節也解釋得細緻啊
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發表於 2014-4-13 20:33:08 用手機發表 | 顯示全部樓層
好多音響器材
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發表於 2014-4-13 20:33:39 | 顯示全部樓層
lomei 發表於 2014-4-13 20:30
Carbon 用料刀知 5 平

呢十幾年流行carbon用料制單元
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