一款世界顶级专业音响 Kv2audio

音频媒体矩阵 · 发表于 2007-3-24 10:21:27

KV2的技术

了解它的深度吗?

“我们想让产品具有极高的清晰度、精确度和极高的效率，因此我们增加了扬声器的动态范围。” ……一个扬声器系统所必须具备的“真实的动态范围”。

Boy in Pool

作为一家新公司，从2002年11月起， KV2 Audio不断调整技术方向。服务用户的热情决定着我们工作的方向。我们致力于创造易于操作、不断完善的产品。我们在这个中心思想上达成了共识。

废寝忘食的工作是我们多年来的传统。我们相信我们的公司有足够的经验和技术来不断发展, 但是我们要保持发展的核心问题是：我们的产品优秀在哪里？如何使它与众不同？
George Krampera用他非凡的毫不张扬的洞察力，为这个问题找出了答案。“如果我们要生产出具有极高清晰度、精确性和高效率的产品，我们必须增加扬声器的动态范围。”George说，发展的关键在于提高扬声器系统“真实的动态范围”（TDR）。

他将“真实的动态范围”（TDR）定义为扬声器的最大输出与本底噪音之比。他对噪音的定义包括了谐波失真和互调失真。理由很简单。当音频信号变得复杂时，谐波失真和互调失真叠加在一起，使得输出变成更加复杂。本底噪音现在充当噪音的角色。
他认为，功放和单元在频率范围内只应有1%的THD（总谐波失真），功放应有一个“行业标准” 的失真规范。根据你所得到的本底噪音，1%的THD约等于动态范围的 40个dB。( 声音系统工程 Davis&Davis20log10[1-99%/100]=40dB)。
作为一种初始功率，40dB似乎相当的低，但是我们发现，传统的扬声器在削波状态下，动态范围可以降低到26-30dB或者更少。当功放进入削波状态时，本底噪声的构成和等级依赖于一系列复杂的参数，包括功放的形式，功放的保护电路，功放前级的信号处理，无源分频器或均衡器的使用，扬声器的失真特性等。
一个功放的削波参数对整个的扬声器系统有重要的作用。例如，一把普通吉他产生的动态峰值能轻易地使一个大功率功放产生削波。吉他平均的重放功率也许只有10W，但在20dB的峰值时，它将使一个1000W的功放产生削波。
当功放输出信号的峰值超过其输出的电压时，就产生了削波。削波时，不同于输入信号，输出信号会丢失很多信息，产生大量的谐波失真和互调失真。因为在现场的音响应用中常产生非常高的瞬间峰值，无削波空间无论在扬声器(大信号)还是调音台(小信号)都是一个重要的基本准则。
我们的第一个问题是“本底噪音能够被听见吗”？答案很简单，能。如果你正在以120dB播放音乐，将本底噪音上升到110dB,它真的听得见。人的耳朵在4000Hz区域中是最敏感的。在削波的作用下，互调失真在高频区域使中频变得模糊，这样就产生了啸叫。
你怎样设计产品时增加TDR？你从何处下手？答案也很简单：你需要把注意力集中在每一个部件上；单元设计、声学设计、号角、功放、控制器和集成电路。最重要的是，你必须在削波状态下重新审视你的系统，只有这样，你的系统才会优于其他系统。
技术发展策略
盯住“每一个部件”是一项大挑战。我们为ES系列开发了三种发展策略：单元设计、功放设计和声学设计。
单元设计
部件的开发需要科学的方法和丰富的经验。因为一个单元工程师必须深刻的理解“如何”及“在哪里”应用相关部件，所以，与之相符的工作经验非常重要。正如有人所说的：从量变到质变的飞跃是难以预先知晓的。但幸运的是，我们有意大利Cavriago的18 Sound公司的朋友们，18 Sound公司在全球单元制造行业中独占鳌头。我们同意将几个新的想法付诸实际：最强有力的输出组件、稳固的手柄、功放及控制器，以及在所有的设计中都要明确减少第三谐波失真。我们的目标建立在偶次谐波和奇次谐波可听度的极限上。一般而言，我们能听到1%-2%的奇次谐波，但我们仅仅能听到信号中0.1%的偶次余谐波。如果你在一个单元上将第三谐波失真从1%降至0.1%，你就增加了TDR。
结果令人难以置信的富有成效：我们研制出了ES系列的所有新元件，包括压缩驱动器、中频、中低音和低音用功放。每当看着新元件时，我们都对18 Sound公司的每一位员工，尤其对工程人员深怀感激。
最大的挑战是压缩驱动器的研发和应用于ES中高音模块的中频扬声器。压缩驱动器采用了一些好的设计，包括应用诺梅克斯材料做为音圈材料，这样能够最佳的把能量从音圈传送到震膜上。为了将音圈模块减到最小，系统采用了悬挂系统中最好的钕磁电路系统，能提供高能量并能善于控制运动的物质。
然而最主要的研发应用是相位塞。凭借我们二十多年的研发经验，我们也发明了一种新的设计，并取得了专利权。新的设计能提供平滑的频响、高输出和该类驱动器的最低失真。设计以一个理论为基础：将射线与同轴相位塞结合起来，来“平衡”由驱动器的震膜提供的不等量的输出。藉由降低压缩比，驱动器降低了失真而且提供平滑的频响。
中频扬声器的研发至关重要，因为中频系统能在500Hz至2500Hz间产生有害振动，从而损害了系统的分辨 “特性”。我们研发了44mm钕驱动器结构设计，并把它应用于控制、低失真、扩展线性和高输出上。最后的设计微调创造了高精确组合技术，传输出一致的结果。扬声器的第三个谐波失真连同扩展的直线性、最小的频响波动和优良的频响特性一起把失真降低到0.15%。我们几乎将所有精力投入到消除音圈振颤和创造一个听起来开阔自然的扬声器上。我们真正的成就是对扬声器功率的处理以及指向性宽、低压缩比的ES1.0号角所达到的106dB的灵敏度。

为了追求完美的声音品质，我们一直使用以A类或AB类为基础的功放电路来完成中频和高频的重放。这类型的功放所提供的温暖度和清晰度非常理想。功放基础设计原理是环绕型，包括完全取决于功放的带宽和快速恢复速度。我们也注意到，在削波情况下，此设计线路显示了明显增加的失真特性。我们设计使用mosfet (metal oxide silicone field effect transistor，即，金属氧化物半导体场效应晶体管)作为输出装置，应用于推挽式带平衡输出的输出变压器的AB类功放。
在测试期间因为我们观察到推挽式的几点益处，所以我们选择了这种设计。功放输出变压器控制在削波状态下的功放的输出信号提供重要的作用。当削波发生时，我们发现没法控制单元产生的基本失真，但是我们确实发现输出变压器可以控制互调失真的生成。
低频系统有一套独特的表现特性和需求。低音用单元更大、更重且难以控制。首先，你需要大功率。但更重要的是，你必须了解你需要什么类型的功率。我们根据大震膜低音单元的表现和特性，对低频功放进行设计。除了鼓纸尺寸和重量之外, 最重要的是低音单元的相位变化特性。
简单来说，相位变化时电流不跟随电压的变化而通过音圈。如果在相位变化的条件下，要释放1000W (来自功放的100V和10A)，为了控制低音单元，你可能要以一半的电压来产生两倍的电流。传统的功放则不能够满足这一个需求。
我们研发了新的单元电路，它以几个关键点的低频应用为基础。首先我们把重点放在可控的大流量设计，以便来控制重型、高频低音单元。我们也注重发展大流量、高效设计，以便运行时发热小、冷却要求小且可靠性高。
为了提高功放的效率，你需要较低的输出设备电压；这是H类设计的基础部分。我们的设计不只是创造高级别的扬声器。其电路运行频带宽具有大约90%的效率，并且有1kHz的实际操作限制，1kHz以上的损耗会降低效率。设计以开关电源模组电压补充为特色，这保持了通过输出装置时电压较低并且稳定。较之传统H类设计，这类功放提供更大的电流和更好的抑制器。低电压状态下，这种开关电源能比主电源提供更大的电流，以此来适应相位变化。

Back of MF Mid 我们喜欢设计指向性宽的扬声器系统，因为我们深深相信，最大功率、宽带宽、高输出的少量音箱就能提供最小的中等工程（2000人，40m投射距离）的使用。
我们将所有号角设计成浅口的，以适用于所有宽指向性、温和压缩比。我们设计中频时避免高于4：1比例，因为这样会使鼓纸过载，并需要更长的号角喉长度，进而产生高失真的现象。有人说，宽指向性设计不能够提供高输出。我们不同意这种说法。
我们努力设计出的最重要的扬声器特性是消除谐振和系统共振的现象。扬声器系统中的每一个物体（组成部件、出气口、号角和网罩）都有共振的现象。当某个部件发生共振时，它会在平坦频响曲线增加出现一个峰值，或者通过衰弱或加强上一个或下一个频率而产生的一个凹陷。我们一直调查制作系统所有部件的衰减表，以便了解是什么在产生共振，共振如何侵入扬声器的响应系统。我们的理论是将均衡器滤波器的使用减到最少。我们花费了大量时间来研究放置均衡器电路的最佳位置，我们按照延迟电路之前或之后来放置设备。通过这个研究我们发现，滤波器正常的工作状态下，即使发生削波，系统特性仍保持不变。当你把放置均衡器的部分进行削波时，系统就将失去平衡性并且你只听到系统的基本频响。如果系统的基本频响不正确，那么你试图用均衡器弥补的异常，在削波状态下，仍能够被听得到。
有源扬声器系统允许设计者建立广泛且复杂的操作系统，包括分频器、时间校正器、功放保护装置、供电装置及单元。对任何的控制方案来说，好的系统的相位频响是在700Hz和8000Hz之间。你必须接近第一物理列阵，然后用电子仪器精确地进行校正。相位频响好的系统都有好的柔滑度和清晰度。我们深深相信，花费大量时间得到系统相位频响的信息，这种做法是值得的，因为它对于整个系统的运做都起至关重要的作用。
当我们把研究得出的所有成果加在一起时,我们发现新型扬声器比传统系统上的原有频率的TDR能增加到15-20dB。尤其在现场演出中，系统的深度、精密度和清晰度是极其优秀的。
在 KV2 Audio设计人员的眼中，设计生产一个有源扬声器系统，并不只是在盒子背面拧上一个功放那样简单。