技术

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在Hi-Fi音响系统中,振膜所使用的纤维、塑料和金属材料都有其自身固有的声学特征, 透 过各自的特性也让单元个体和音响整体拥有自己的特点。多年来,依赖音箱工程师的经验 和直觉,精心处理材料所具有的声学特征, 使音箱呈现美妙音质,已经成为制作音箱的 既定方式;这种谨慎平衡的做法继续为音箱工程师提供展示音箱开发技艺的机会。

在开发NS-5000期间,雅马哈抛开传统的智慧,从选择振膜材料开始,就另辟蹊径地采用了 一种新方法。我们选择由100% ZYLON®制成的织物; ZYLON®是一种强度高的合成纤维, 具有与铍媲美的声学速度和再现音频细节的能力, 却不会产生硬质材料所固有的尖锐共振 峰。 其声学特征与其他任一材料都是截然不同的。 这种稀有材料为打造真正的“雅马哈 式”Hi-Fi音响提供了机会,不仅能够满足高分辨率时代的要求, 而且可以更忠实地再现原 声。为此, 雅马哈从2008年开始研发由100% ZYLON®纤维制成的音箱振膜。现在,我们 已经有三个由100% ZYLON®制成的单元: JA-05K6 3cm软质球顶高音单元、 JA-08B5 8cm 软质球顶中音单元和JA-3132 30cm锥盆低音单元。

JA-08B5 8cm中音单元作为大尺寸球顶中音单元,诠释了NS-5000的设计理念,旨在发挥出 100% ZYLON®振膜的潜能。 单元的球顶结构可以实现无损传输,而且其宽阔的定向特征能 够再现饱满的声场。此外, NS-5000融合了另外三项创新成果: (1) 高音和中音单元上的 R.S.(共振抑制)腔体,可以消除扬声器后方的电子管共振; (2) 吸音器可以避免使用大 量吸音材料,不会抑制低音单元产生的声能,从而确保更精确地再现音乐的原有生动 感; (3) 采用先进的FEM分析和严谨的激光测量打造而成的加强型箱体结构,可以有效 抑制“箱内回响”。所有这些技术创新,成就了ZYLON®才能实现的无音染效果和超宽频率范 围,确保高水平的无噪音清晰度。

100% ZYLON® 8cm软质球顶中音单元-JA-08B5

JA-08B5 8cm软质球顶中音单元由100% ZYLON®制成,通过我们获得专利的成型工艺,从 振膜到边缘无缝成型。 NS-5000的系统设计从制作这个中音单元开始。为充分发挥100% ZYLON®振膜提供的出色声速和逼真声学密度,我们采用球顶结构设计,将音圈到振膜的距 离缩短到锥形结构设计无法达到的程度,从而降低传输损失;同时,我们采用8cm的直 用8cm的直径,这是制造良品率允许的可行尺寸。高通分频设定为750Hz,适合充分发挥单 元音效。

100% ZYLON® 8cm 软质球顶中音单元

100% ZYLON® 3cm软质球顶高音单元-JA-05K6

与8cm中音单元一样, JA-05K6 3cm软质球顶高音单元也是由100% ZYLON®制成,并且从 振膜到边缘无缝成型。由于振膜的织物材料是专为高音单元开发的,线数和经纬线粗细与中 音单元有所不同,加上磁路的磁轭采用全切割处理的零部件(避免机器冲压造成的应力变 形),能够实现更出色的磁性能,因此系统在较高频率范围内的响应平稳,并能提供出色的 性噪比性能、高分辨率和更多的音频信息。音圈所采用方形铜线的截面形状与中音单元和低 音单元相同,通过高单元功率,确保高效率的电声转换,以及更精细、更准确的音频信息再 现。同时,通过直接将音圈与接线板相连,而不使用另一根继电器接线,减少传输损耗, 减 轻重量。

100% ZYLON® 3cm软质球顶高音单元

100% ZYLON® 30cm锥盆低音单元-JA-3132

JA-3132 30cm低音单元采用100% ZYLON®锥形结构, 不带中心顶盖。 这种结构设计可以提供 比以往的30cm低音单元更宽泛的频率范围。所有单元均使用相同的材料,确保从低音单元 到中音单元再到高音单元的音色连续性和声音清晰度;同时,通过更高的低通分频750Hz, 实现更出色的性能。我们对箱体原型中安装的框架进行严格的FEM分析,并根据分析结果得 出先进的结构设计, 因而低音单元的铸铝框架具有高刚度,能够减少后部的空气阻力。

100% ZYLON® 锥盆低音单元

共振抑制腔体

抑制来自高音和中音单元后表面不必要的声音反射一直都是众多音箱工程师面临的挑战。他 们采取了多种不同方法来解决这个难题,包括增加塞有吸音材料的小尺寸后腔体。但是,大 多常规方法都需要使用大量的吸音材料,才能消除腔体内较强的共振。在NS-5000中,我们 采用了不同的方法,在箱体后部安装100% ZYLON® 8cm中音单元和3cm高音单元,两个单 元均增加新开发的共振抑制腔体(专利申请中)。每个共振抑制腔体使用两个不同长度的共 振管,消除中间主腔体中产生的共振峰值,从而避免在腔体中使用吸音材料,确保音质不 受损。每个单元可以保持固有的平缓频率特征,以出色的细节性和连贯性再现音乐的微妙 差异。

*US专利NO.9473847,JAPAN专利NO.5817762

NS-5000共振抑制腔体

笔直电子管

共振抑制腔体

共振抑制腔体的频率特征
填充吸音材料的笔直电子管

吸音器

我们应用在声学调节板开发中获得的专业知识与技术,研发了一种小巧的J形共振管吸音器 (专利申请中),可以消除特定频率的驻波,并在NS-5000中安装了两个吸音器。音箱简 单的长方体箱体结构有助于将内部驻波合并在特定频率,确保吸音器更容易针对和抑制该 频率。这样可以避免在箱体内使用大量吸音材料,实现原音乐的自然声共振。吸音器还能 确保低音和中音单元之间出色的音调一致性;同时,与填充大量吸音材料的传统箱体不同, 低音单元产生的高频率范围内的许多声能可以保持完整。

*US专利NO.8678130,CHINA专利NO.103002377

吸音器

安装在箱体内的两个吸音器的透视图

运行中的吸音器

NS-5000吸音器

无吸音器 有吸音器

开创性的箱体设计

我们借助激光扫描测量和先进的FEM分析方法,开发了一种箱体结构,将“箱内回响”有效 控制到人耳无法听到的水平。在箱体内部,我们通过精确模拟来自音箱的声音传输到箱体 六个表面的路径以及从箱体六个表面反射的路径,安装了获得专利的加强杆。这些加强杆 在同步箱体所产生声共振的时间中发挥重要作用,有助于以令人惊叹的纯净度和清晰度再 现自然振动音,从而带来高水平的沉浸式听觉体验。

FEM分析

通过激光测量装置确定箱体表面的振动模式