英國Wilson Benesch 運用 流體力學 解決失真問題

schmid9394

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。



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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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。




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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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。




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。




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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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。



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）。



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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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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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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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。




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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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。




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？

schmid9394

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。




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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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。




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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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。




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。

schmid9394

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。


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。

schmid9394

Thanks for watching~!!

HKOXSEX

發燒友之選

hkman2013

好正好高級喇叭

dingdum

schmid9394 發表於 2014-4-11 21:10
Thanks for watching~!!

嘩, 玩到咁pro呀, 高檔又高科技.

lomei

Carbon 用料刀知 5 平

祖C

每環節也解釋得細緻啊

BB29

好多音響器材

柒喜

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