Hoffman's Iron Law 2 - 鐵三角的關係

Deathly Hollows - Elder Wand, Invisible Cloak, and Resurrection Stone (From Harry Potter 7)

在喇叭的世界裡, Sensitivity, Bass Extension, 跟箱體體積, 也是鐵三角的關係. Sensitivity 已經提過. 音響的世界有很多似是而非的觀念. Hoffman's Iron Law跟牛頓定律一樣, 是物理定律. 了解Hoffman's Iron Law是設計喇叭的第一步.

在理想世界中, 很多人都希望揚聲器:

- 可以很大聲 (90 dB以上)

- 箱容積很小 (不占空間 - 0.5 cubic feet 小書架)

- 低頻可以到20 Hz (人的聽覺極限)

Hoffman的定律告訴你: 一個箱容積0.5 cubic feet的喇叭 (Rebecca), 要達到20Hz的低頻, 要有90 dB以上的音量 - 是不存在的. 三個參數必須有所犧牲取捨.

假設你需要很低的低頻 - 把箱容積做大, 或者犧牲靈敏度 (82 dB)

假設你需要很高的靈敏度 - 犧牲低頻, 或把箱容積做大

假設你只能接受小箱體 - 犧牲低頻, 或犧牲靈敏度

三者不能兼得.

設計揚聲器第一步得想清楚這三個參數要怎麼取捨.

喇叭靈敏度 (Sensitivity), 低頻延展 (Bass Extension), 跟箱體體積 (Volume)

Hoffman's Iron Law說, 喇叭的靈敏度 (Sensitivity), 低頻延展 (Bass Extension), 跟箱體體積 (Volume), 三者不可兼得.

剛入門的朋友對這些名詞可能不懂, 簡單說, Sensitivity表示喇叭可以放多大聲. 這有點比較的味道. 一般來說, 在一米距離一瓦功率量測 90 dB算很大聲, 85 dB算一般, 82 dB算偏低. 聰明的你一定知道, 這個數質跟你一般聆聽的音量有關係. 假設你的聆聽空間你離喇叭兩米, 一般聽60 dB到75 dB, 那85 dB的喇叭就嚇嚇叫. 90 dB以上一般人耳會很難受, 100 dB以上會造成傷害.

Parodielin 定律2: 在一般的房間(開放式客廳), 85 dB的喇叭可以放很大聲.

在這三個鐵三角指數, 靈敏度只要過關, 其他不需在意. 換句話說, 90 dB以上的靈敏度對你的實際聆聽未必有好處.

你可能知道每增加3 dB, 擴大機的功率要增加一倍輸出. 增加6 dB音量大概增加一倍. 所以低靈敏度的喇叭會讓擴大機吃力. 但是稍微分析一下:

85 dB表示在一米處, 擴大機輸出一瓦, 音量是85 dB. 所以:

2 W -> 85 + 3 = 88 dB

4 W (2W x 2) -> 91 dB

8 W (4W x2) -> 93 dB

16W -> 96 dB

假設你的聆聽距離在兩米遠, 聲音衰減個10 dB好了, 16W的擴大機輸出可以產生86 dB的音量. 這是很大聲的. 很多人會受不了. 通常75 dB我就受不了了.

以現在的擴大機, 要輸出16W是輕而易舉, 隨便一台輕鬆上50W. 二十年前, 擴大機沒這麼有力, 喇叭的設計就受到限制.

為什麼這個觀念很重要? 我下次會談Hoffman Iron Law裡面另外兩個指標. 如果靈敏度的限制因為現在擴大機而解除, 其他兩個指標會比較容易取捨.