在家庭影院系统中,其核心器材是AV功放,对AV功放我们经常看到有这样的介绍:标准5+l声道或5.l声道走向逻辑环绕声。这里所说的“+1”或“.1”声道就是指超低音声道。下面就来谈谈有关超低音的话题。
首先我们得明白这里所说的超低音并不能像通常那样理解为超出人耳听力范围以外的低音。正如我们早就知道,人耳对听觉频率范围是20~20000Hz。这是一个相当宽的频率范围,人们习惯上低音、中音、高音的称谓其实只是一个十分模糊的概念,并无严格的界定标准。就低音概念而言,大多数人将200Hz以下声音纳入低音这个范畴。在低音段有人将80Hz以下声音称之为重低音,更有人将60Hz以下声音称之为超低音或超重低音。也许是频率范围过窄的缘故吧,在家庭影院系统中往往将超低音声道不当作完整的声道而冠之以“+l”或“.1”声道之名。据认为,声音频率范围的下限虽说为20Hz,其实人耳真正能听到的只是80Hz以上的声音,60~80Hz的声音半是听到半是感受到的,而60Hz以下的声音全是感受到的。
那么在家庭影院系统中为什么要设置超低音声道呢?我想可以从以下三个方面来解释。
家庭影院系统中单独设置超低音声道第一个原因得从人耳对声音的听觉特性说起。人耳对不同频率声音的灵敏度是不一样的,频率越低灵敏度越差,而频率很高时则又会降低,人耳对4kHz声音的灵敏度最高。例如有两个频率分别是1000Hz和100Hz的声音,当声压级都是40dB时,1000Hz时的声音要响得多。或者反过来说,若要使100Hz声音和1000Hz声音同样响,就得把100Hz的声压级提高到51dB。在家庭的条件下,我们知道考虑到对周围环境的影响,一般不允许将声音开得过响,这就是人们总感到家庭影院的效果不及真正影院效果好的根本原因所在。为此,在家庭影院系统中很有必要专门设置一超低音声道来加强低响度时低音的不足。
家庭影院系统中单独设置超低音声道的第二个原因是扬声器音箱方面的缘故。作为家庭影院的主放声音箱对声音信号还原的保真度虽不及高保真(Hi-Fi)音箱所要求的那么高,但出于影院效果也需要再现相当多的低音,如爆炸声、撞击声或雷声等一些低频分量很大的声音(其频率大都在60Hz以下)。图1示出几种乐器及人声基频范围,从图中可以看到有为数不少的乐器其发音基频能延伸至20Hz,像钢琴和低音吉他的低八度区就在4OHz以下。然而绝大多数中国家庭由于居室面积都不大,从美学角度来看采用小口径扬声器的小型音箱当是首选方案。遗憾的是由于技术上的原因,采用小口径扬声器虽可使音箱体积大幅度减小,但放声的低频下限范围却因之而大受限制。大部分合理价格上的小型音箱的放声下限都在60Hz以上。在家庭影院系统中也只得借助于超低音声道来弥补主放音声道之低音的短缺。

与高保真(Hi-Hi)放声系统不同,大多数家庭影院的观众们虽不如痴情发烧友那般要求对音乐的高度保真,更不会乐道于对某些音乐细节的挑剔,然而毕竟他们也不会满足缺乏震撼力的平淡无奇之声;他们也具有辨别音箱中发出的诸如大提琴、电子风琴以及合成器乐等丰富的乐器声是否真实的能力;他们需要艺术效果之陶醉,需要工作之余的轻松愉快,所有这些都需要依靠足够的60Hz以下的低频声。而且为了气氛的渲染,有意识将超低频声适当加以夸张也是非常有必要的,这乃是家庭影院系统中单独设置超低音声道的第三个原因。凡此种种均说明在家庭影院系统中增设超低音声道确实是必要的。
为了单独超低音声道的实现,家庭影院AV功放除了有左、中、右三个声道和环绕二个声道外,一般还具有超低声道输出。不过我国AV功放一般只设超低音声道高阻输出接口,这就要求超低音箱中应带有音频放大,这就是有源超低音箱。
超低音箱的种类很多,常见的有如图2所示的几种。其中号筒式超低音箱虽有低音效率高之突出优点,但因音箱体积硕大且结构复杂,家庭影院中采用显然是不大合适的,倒是密闭/倒相箱无论在设计上还是制作上都比较成熟而大多数人乐于采用。近年来家庭影院系统中比较流行的超低音箱多为图2中所示双腔单/双开口带通式音箱。带通式音箱中的声腔和声管可类比为无线电路中的电容和电感组成的声学滤波器,见图3。图3给出了双腔单开口带通超低音箱示意图和等效线路图。当扬声器工作时经过带通声学滤波器的作用,扩张了低频,增强了低音的效果。图4给出了一双腔双开口带通音箱的频率特性曲线,扬声器的口径为166mm,共振频率为37Hz,空腔A的容积为0.033m\(^{3}\),空腔B的容积为0.012m3。



带通音箱大多采用10英寸以下小口径扬声器,这就可以将音箱做得较小。唯其体积小,又由于低音放声时无明显的方向性,遂可以将其置于房间中不为人惹眼之隐蔽处,也可将它制作得富含艺术性而成为家庭中的装饰物。还必须指出的是,超低音箱中所使用的扬声器决非普通低音扬声器所能代替的:由于它工作在超低频段,振动幅度相当大,有的甚至可达10mm以上,因此要求扬声器具有长冲程音圈,要有较低的共振频率,更要有在大功率情况下较小的失真。
虽说小型带通式音箱广见于市场并为众多家庭影院的观众们认可,然而必须提请注意的是市面上低频真正能下潜到20Hz的超低频音箱几乎没有,即便达30Hz的恐怕也不多,大部分仅能达到40Hz左右,这里面有价格方面的因素限制,还有音箱体积方面的原因。
不过话又说回来,由于大口径扬声器的谐振频率低,效率高,放音失真小而输出声功率大等突出优点,虽然所需箱体体积相当大,如果各种条件允许的话,在选购或制作超低音箱时不妨作为优先方案来考虑。(张金泉)