主题：谈谈为什么全频喇叭不可行

 全频喇叭，顾名思义，就是试图用单只扬声器单元覆盖整个人耳听域，即20－20kHz，+/-3dB，这是一个很严格的要求，一般认为，如果一个单元频响能做到
40-16kHz，+/-3dB，就已经算一个很完美、很成功的全频单元了，不少人都对这一目标在努力，并认为无论从理论上与实践上是可行的，比如翟阿龙，持续几年都宣传这一理论，他也拿出不少测试数据，试图让人相信，他的“全频喇叭”是可行的。我在这里从几个不同方面给大家谈谈为什么他的想法和概念是错误的。

首先，从生物进化学的角度上看，全频喇叭不可行。
生物的发声与听觉器官是一对互补的矛盾，听觉功能要远远高于发声功能，如人耳的听觉范围号有２０－２０kHz（实际上一般人能听到１８kHz就很不错，而且听阈上限随着年龄增长还在不断衰减），

 但是从发声功能来看,  人的发声器官可以看作一个"全频喇叭",所能发出的音频范围大约是250-8kHz,这还不是一个个体人能产生的声频,这个范围是男人加女人合起来的结果,女人频响上限取高值,男人频响下限取低值. 从其他动物的情况来看,也有类似的结果, 一般来说动物的发声频率与其身体尺度成比例,越大的动物所能发出的频响越低,越小的动物能发出的频响越高,  如大象和鲸鱼能发出次声波,而老鼠和蝙蝠能发出超声波,但它们的共同特点是,都没有能有一个完整产生很宽广的频率覆盖范围. 而有些动物能听到超声波,但自己却不能产生这种频率,如猫和狗. 这些事实说明, 生物的发声功能与接收功能不等价, 发声功能教窄较为弱,  接收功能较强较灵敏. 而作为电声转换器件的扬声器这种人造元件,从理论上来说,它不可能比自然进化的生物的发声器官更精巧有效, 比如说,喇叭的电声转换效率很低, 大部分能量都作为热损失白白耗散掉了,而人的声学转换效率很高,人讲话费不了多少力气, 但发出来的声音却不小,可以想象一下,如果人说话的发声效率象扬声器那么低,有老师在课堂上不间断地讲一个小时的课,那他浑身都会烧得滚烫.

如果生物这么精巧的发声器官都不能覆盖20-20kHz的范围,很容易得出单只扬声器也不可能做到.

其次,从声学理论上看,全频喇叭不可行. 20Hz的声波波长在17m左右, 20kHz的波长则是1.7cm, 两者波长相差一千倍. 声学里的活塞辐射理论告诉我们, 一个活塞要产生有效的声辐射,其最大尺寸必须小于其能辐射最小波长的一半,也就是我们常听到的ka<1这个限制, 20kHz(或15k,16kHz,皆属于同一厘米级波长的声波)的波长只有几厘米,可想而知想有效重放高音,喇叭的口径必须要小.这么多年大家都遵守这个原则,但仍然有些人,做违反物理规律的事情,妄想做出大口径的高音喇叭.

第三,   从能量角度考虑, 全频喇叭不现实. 扬声器作为一个换能器件, 在从馈给的电信号到最后的声音号之间, 发生了两次能量转换, 全频喇叭希望的是在一个宽广频率范围内,最后输出的声信号尽可能有比较平直的频率响应. 但这是非常困难的, 就算只有一次能量转换, 全频都很困难,不要说转两次, 这中间会带来非常多的失真. 此外,电信号里个频响的功率是已经分配好的,经过放大器放大后输出,全频喇叭只是一个被动元件,它不太可能知道这些音频功率是如何分配的,或者说,想要在单一元件上得到平直响应,设计者必须清楚这些声讯号的功率是如何分配的,比如说低频部分的功率会占大多数,高频部分的要少一些,那么单元要依照这个思路去设计,但是对于大口径单元来说,本来高频响应就差,在此基础上又要去转换比较少部分的高频信号,变成差上加差,最后能放出来多少高频就很难说了.有些人听了全频喇叭后感觉不错,实际上他们耳朵听音能力不行,频响上限差,比如他们听到10kHz的声音,就以为自己听到了20kHz的高音,这是极有可能的.

第四, 从哲学角度上看, 全频喇叭不可能. 全频喇叭如果实现了,它的贡献只有两个,一是减掉了分频器,二是减掉了高音(或外加中音)单元. 这么一看全频喇叭解决的问题太多了,这实际上是一种单个喇叭包打天下的思路,这在哲学上看是荒唐的. 物理学里有一些学科是纯粹按照频率范围来分类的,如音频范围叫电声学,   往上走出了音频范围了叫超声学.   电磁波里, 从低到高可分为, 无线电通信, 微波,雷达,光学,核物理,射电天文学等等, 它们的区别仅仅是因为所研究频段的不同,而研究同一频段的, 只要其中一个因素发生变化,立即成为一门新的专业, 如超声学和水声学,两者都是研究超声频段,只是声音传播的媒介不同, 两者的研究方法差别非常大. 就算是电声学里, 产品不同差异也是极大,等于变成了另一个专业, 如HIFI和专业扩声就是两种方向, 全频喇叭想包打HIFI和专业领域, 应该说没有可能, 两边都不靠岸. 可以再做这么一个证明, 如果全频喇叭能实现, 为什么它就一定限制在20kHz呢? 也就是说, 如果20-20kHz可以实现,那么20-50k甚至100kHz理论上它都能实现, 因为20kHz只是人耳的限制, 喇叭上没有这种限制, 如果全频喇叭能实现, 那么从音频覆盖到超声的"超频喇叭"肯定也能实现,但实际上是不可能的, 这就从反证法证明了全频喇叭的荒唐. 全频喇叭的设计者宣传全频喇叭,反应了他们投机取巧,想走捷径的虚浮,投机心理,而天下没有那么好的事.

第五, 从实践上看,全频喇叭不算成功. 做全频喇叭比较有名的牌子要数天朗和KEF,但两家都不认为单一振膜能实现全频覆盖,它们采用了其它一些变通的方法做全频单元,严格地说应该叫同轴单元,它们有一些声像方面的优点,但是仍然没有解决某些失真问题,如高音音源滞后,不精确等等. 因此这么多年来,全频(同轴)单元并不能取代常规分频单元市场. 而一些全频热衷者如翟阿龙等,他们使用的技术,设计方案等要远远落后于天朗,KEF那些名厂, 名厂肯定知道这种喇叭的缺陷所在, 但是他们会巧妙的利用一些手法来遮掩, 就算这样也难以尽善尽美, 名厂都做不好,民间爱好者就更不可能做出什么象样的全频喇叭,  纵然宣称测试结果过得去,但是要知道测试与实际听音是两回事,等到功率加上去以后,所谓的那些"全频喇叭"声音会恶劣到什么程度可想而知.

几年过去了,像翟阿龙这样的仍然痴迷于全频喇叭的设计上, 可谓在电声设计上走入了歧路.这个事例告诉我们,做任何事情都不能违反客观规律.