还原音乐律动真貌 Magico独家铝合金骨架结构音箱揭秘

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由于对音箱抑震的深入研究,Magico可能是Hi-End音箱品牌里唯一有制作专业抑震制品的,为何Magico坚持要以航太铝合金打造音箱音箱?内部还要加上密密麻麻的铝合金骨架?以铝合金框架所建构的内部骨架,不但让音箱箱体有强固的刚性...

分析整套音响器材的组成,除了各种线材以外,音箱(扬声器)可能是其中“看似”最为简单的一环,它不像讯源或放大器需整合诸多电子元件,也不必面对复杂的电源及音讯处理,只是被动地接收来自放大器的音乐信号,让单元受到驱策、推动空气而发声。就整体的组成来说,音箱“好像”也是各器材里最为简单的,对很多音箱厂商而言,只要从各知名单元厂家购入单元、与分音器及端子焊接,然后再将单元装在音箱上就搞定了。

然而,真的是这样吗?相对于音箱系统前端多是电子信号处理,音箱肩负著将电能转换为动能的工作,其实是更为复杂的,先别说各音路单元的发声是否能妥善地衔接,光是音箱震动所添加的音染,就一直是音箱设计者深感困扰的难题。

Magico音箱

理论上,音箱接收到放大器所传送过来的音乐信号,应该就只有音圈及振膜受到驱动并推动空气发声,然而实际上绝大多数音箱都会跟着震动,如此不仅让单元失去稳定的发声基础,还会余增添音箱额外震动声响的污染。最理想的音箱音箱应该是“寂静无声”的,那么地球上是否真有如此完美的音箱呢?

位于美国加州的Magico有着与众不同的作法,创办人Alon Wolf认为MDF(中密度密集板)虽是业界最普遍的音箱材料,但由于刚性不足并非理想的素材,于是他创新地以航太铝合金板建构内部骨架,再以超厚铝合金板作为“外牆”,经过该厂的量测印证确实能将音箱的共鸣降至最低。除此之外,Magico所使用的单元都是独家特制的,再加上Alon Wolf在创建Magico之前于好莱坞影业有十余年先进电脑动画制作的经验,基于对高速电脑运算技术的熟捻,Magico包括音箱钢骨的建构到分频网络的设计,都研发了专属的软件执行研发作业,这就是Magico音箱如此独一无二且无法被仿效模仿的原因!

Q系列与S系列扬声器尺寸种类齐全

当前Magico的音箱制品有Q与S两个系列,其中较高阶的是Q系列,上图为该系列的家族合照,由左至右分别为Q3、Q7、Q1与Q5。其中Q7是 Magico当前动圈式音箱的旗舰,集合了Magico顶尖技术于一身。Q7的高度为152公分、宽度是38公分、深度则为81公分,单支重量就高达 340公斤,实在非常威武雄壮。

Q系列还有一款QSub超低音,它是由两支单元在两侧背对背发声的结构,请看看其所使用的超低音单元有多么壮硕!QSub超低音的音箱是由厚达两吋的铝合金板构成的,超低音单元的线性冲程长达34mm,内建放大器的电源供应高达7,000VA(需使用220V,40A交流电供电),整流后的输出级供电能力高达8,000瓦!

Magico QSub超低音

QSub超低音有使用15吋与18吋单元的QSub-15与QSub-18两种款式,下图是Magico工厂内QSub超低音原型制品的模样,和照片左侧体格壮硕的猛男对比一下,就可发现QSub超低音的体积有多么惊人!而且QSub当然不会只是外貌惊人而已,旗舰QSub-18在20Hz频率、低于1% 失真度的状况下,其音压竟然可以达到136dB SPL,这真是前所未有的惊人世界纪录!

QSub超低音

Magico较为平价的制品S系列,由左至右分别为S1、SCC中央声道、S1.5与S5音箱。

Magico S系列

S1.5是Magico最新推出的书架式音箱,原厂也设计了专属壁挂架,可以作为多声道家庭剧院系统的环绕音箱之用。

Magico S1.5

上面那张S系列家族合照里少了这支S3落地式音箱,搭载一支1吋高音、一支6吋中音与两支8吋低音单元,频率响应规格为26Hz-50kHz,音箱高度为122.5公分,仅为一般落地式音箱的大小,但单支重量就有68公斤。

Magico S3

SCC是Magico的首款中央声道音箱,搭载自家开发的MB-30铍振膜1吋高音一支、6吋奈米碳管编织碳纤维振膜中音一支与7吋奈米碳管编织碳纤维振膜低音两支,频率响应为22Hz-50kHz,承受功率竟高达1,200瓦!Magico主事者兼设计师不愧是在好莱坞电影工业闯荡十余年的顶级电脑动画工程师,果然深知中央声道对家庭剧院系统之重要性,旗下第一款SCC就是重量高达72.6公斤的中央声道。为何一支中央声道音箱重量会如此惊人呢? 当然是由于其音箱也是由铝合金材质加内部骨架所构成的,或许您看到SCC的圆弧状音箱会有所怀疑,但实际上S系列都是如此的音箱截面形状。

Magico SCC

由于对音箱抑震的深入研究,Magico可能是Hi-End音箱品牌里唯一有制作专业抑震制品的,早在2011年首款Q系列、也是前代旗舰Q5音箱上市时,紧接着就推出这款由多种复合材料组成的QPod抑震锥了。

Magico QPod抑震锥

独家铝合金骨架结构音箱

这是前旗舰Magico Q5落地式音箱侧面局部的特写,可以清楚看到其音箱内部由航太铝合金板与框架,构成钢骨大楼建筑般的骨架,也有如汽车或飞机内部的结构。至于贯穿其中的实 心铜柱,则是各个单元锁固在内层铝合金前障板之后,连结这块内层铝合金前障板,并使用螺丝从背板锁固之用。

Magico Q5

Q系列最小的Q1书架式音箱,其设计目标是要取代Magico先前获奖无数的Mini II,当然也用上了全航太铝合金骨架的音箱结构。体型不大的Q1,只使用一支1吋铍振膜高音与一支7吋奈米碳管编织碳纤维振膜中低音,竟能达到32Hz- 50kHz±3dB的频率响应规格,极低频延伸比Mini II还下潜了7Hz之多,实在非常不简单。此外,Magico Q系列音箱前障板都由内外两层航太铝合金板组成,所有发声单元实际上是被“埋”在两层铝合金板内、紧紧夹住的,下面这张图片所显示的,就是Q1两支单元锁固在内层铝合金前障板上,外部铝合金前障板尚未从机箱内部锁上的模样。

Magico Q1

前面提过,Magico较平价S系列的航太铝合金音箱截面是圆弧状的水滴形,或许各位会以为这样应该就没有像Q系列那么复杂的内部框架了吧?事实证明,如此“想当然尔”的看法是完全错误的,上面这张照片就是Magico S1尚未装上顶板的俯视图,各位可以清楚看到整个外框是一体成形的厚铝合金,内部的框架形状甚至比Q系列还更为复杂,透过内部的螺栓锁固,还可让框架紧紧顶住前障板与音箱后方弧形曲线。

Magico S系列

这是Magico S系列当前最高阶S5落地式音箱音箱的剖面照片,可以看到其分音器电路板安装在底板上,最下方的两支10吋低音单元中间与上方各有一块内部铝合金框架。

Magico S5落地音箱

为何Magico坚持要以航太铝合金打造音箱音箱?内部还要加上密密麻麻的铝合金骨架?从Magico官网所公布前一代旗舰Q5音箱(右下角)与其他材质音箱量测的瀑布图,就可清楚看出Magico如此坚持的理由。上图横轴是由20Hz至20kHz的频率,纵轴是音压强度,另一轴线则为时间轴,最远处显示音箱所发出的音乐信号,由远到近则是随著时间过去,音箱在各频率的“余震”大小。我们可以发现左上角一般音箱最常用的MDF板音箱是最“不干净” 的,右上角“酚醛树脂”(phenolic resin)聚合物音箱好一些,左下角使用铝合金为音箱材质的音箱就相当干净了,但仍在1kHz与10kHz两处有较明显的音箱共鸣。反观右下角 Magico Q5音箱的量测值,除了单元振膜本身运动惯性所造成的余震能量外,音箱的共振衰减到几乎不存在,“寂静无声的音箱”就是Magico所追求之目标。

Magico Q5瀑布图

这是Magico Q系列内部航太铝合金骨架,有各种不同的形状与尺寸,共通点是厚度与刚性十分惊人,而且都由一整块铝合金厚板经CNC电脑控制机具铣削制作,生产成本与时间耗费都非常惊人。

Magico Q系列

Magico以铝合金框架所建构的内部骨架,不但让音箱箱体有强固的刚性,还拥有极佳的阻尼特性,让音箱几乎完全没有任何音染产生。1964年出生的 Alon Wolf从六岁就开始学习小提琴,在以色列获得许多音乐相关的奖学金,移居到美国后还在旧金山音乐学院继续研习音乐;不过,先前他18岁时在以色列空军官校服役时,曾经修习物理与数学,奠定累积了音箱设计的相关知识,1990年代初期移居美国加州旧金山后,所从事的又是当时最尖端的电脑动画设计,为 Sony、迪士尼、卢卡斯等好莱坞影业制作动画,实际参与《小蚁雄兵》(Antz)与《史瑞克》(Shrek)等卖座动画的制作,相关的高速运算程式设计,日后在他成立Magico公司之后,让他开发出Magico专属的音箱结构设计与分音器规划模拟程式。上图显示Magico Q5音箱内部铝合金骨架数百个螺丝锁固点,其实每一“点”都是Magico音箱设计模拟程式所计算出来的“共鸣点”,在这些地方锁固各个框架,能够最有效地消除音箱发声时音箱的共鸣。

Magico 音箱

Magico音箱不光是内部骨架使用航太铝合金,音箱的前后障板与侧板也使用厚重的铝合金板。Magico早在1994年就开始完全使用铝合金打造音箱音箱,是全球最早使用此材料的高级音箱厂,对于如何以其建构优异、寂静的音箱最为熟捻。

Magico音箱

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高性能单元也是自行设计开发

除了独一无二的铝合金骨架音箱之外,Magico也是全世界极少数自行设计生产单元的Hi-End音箱厂,因此能够更精淮掌控单元与音箱特性的整合,并且更能确保单元的制作品质。

Magico喇叭

这是Magico Q5音箱的立体电脑设计图,显示单元锁固在内外两层铝合金前障板之间。

Magico音箱

在高音单元方面,由Magico原本第一代高音MR-1单元系统,整合铍振膜所构成的第二代MBe-1高音,就有高达50kHz的极高频延伸、极低的失真与极大的承受功率,Magico认为其性能远远超过当前市场上所有制品。

Magico

这是使用于旗舰Q7音箱的铍振膜高音单元,装好后只有铍振膜与外部一圈悬边会露出,请注意其下半部磁力结构直径之庞大。另外,“底板”上的螺丝孔是用来锁固于内层铝合金前障板的,“底板”与铍振膜悬边旁单元“前面板”的距离差,就是Q7音箱外层铝合金前障板的厚度,实在很惊人。

Magico Q7高音

这是Magico Q1书架式音箱的7吋中低音单元,Magico的中音、中低音与低音单元振膜,都是由奈米碳管编织而成、内部夹Rohacell发泡材质的三明治复合材质。

Magico中音

Magico的奈米碳管编织专利技术称为“Nano-Tec”,Magico说奈米碳管编织的拉力强度高达63GPa,相对而言高碳钢就只有 1.2GPa,而奈米碳管编织振膜除了质量轻、刚性强之外,还有极佳的阻尼特性与热传导能力,因此几乎不会蓄积能量,可说是近乎完美的中低音单元振膜材料。Magico的奈米碳管编织三明治振膜有多坚韧?Magico说将此锥形振膜放在地上,一个成年人站在上面、数十公斤的体重也不会有任何变形!

Magico

Magico的中低音单元都有特制的钛金属音圈与超强力的钕铁硼磁铁,运作时不仅失真低还具有极高的散热效率与承受功率。

Magico单元

Magico使用一个0.15英吋厚、4.9英吋直径的铜套将音圈的间隙完全遮盖,它能将5吋音圈的电感量由3.0mH降低到0.3Mh(在1kHz处),有助于降低单元的非线性与内调失真。

Magico

对于音箱单元而言,降低“涡流”(Eddy current)是减少失真的另一个重要课题。所谓“涡流”是音圈在固定磁铁的磁场内移动时,所产生磁力与固定磁铁相互对抗所产生的电流,这些电流不是扩大机所送来的音乐信号,当然就造成了音乐重播的失真。降低涡流的最佳方法,就是让磁铁的磁力尽量饱和,这必须透过各组件的精密组装与超强力磁铁达成,上图是Magico十吋低音单元总成的磁力分布图,可以发现其磁力线分布十分均匀。

Magico涡流

对照其他厂牌高级音箱十吋低音单元的磁力线分布,就会发现其磁力线极为混乱,这就将在音圈产生极大的涡流,也会造成音箱单元发声的大幅失真。

Magico涡流

自行开发的分频网络模拟软件

Magico除了拥有单元自制能力,自行开发、性能强大的分频网络模拟软件也是重要的“秘密武器”!Magico独有的研发软件能以1/4dB的精度建构“虚拟的分频网络”,直接在电脑上更改分频网络组件的规格数值,就可透过音箱聆听出其差异改变。

虚拟分频网络

Magico的分频网络为独特的ESXO(Elliptical Symmetry Crossover)陡峭滤波网络技术,上图蓝色曲线为一般二阶分音在分频点的斜率曲线,黄色部分则为Q5在同一分频点的斜率曲线,快速陡降的曲线让各音路的频率重迭范围极窄化,使得各音路的衔接更为平顺。

分频网络

Magico无论机械或电气特性,全都透过最新的电脑辅助设计软件设计开发,也全都出自该厂独自的软件设计,分音器部分可直接以程式模拟不同分音器元件数值,所造成的音压、相位等听感变化,大大降低音箱开发所需的时间,也提昇了分音器设计规划的精确度。

Magico

Magico音箱分音器的元件全都是最顶级制品,电容为德国Mundorf的MCap、MCap-Supreme、Silver、Gold以及油质电容等。电感部分,高级的铜箔电感也是标淮配备。

Magico分音器

由于分音器元件会有放大器送来的大电流通过,传统电阻很容易因为温度的升高,而使得其电阻值产生变化,如此一来就与原先设定的分频处理有所差异,造成音箱单元发声失淮,为此Magico从Q5音箱开始就使用特别订制的Bulk金属薄膜电阻,上面这张照片就是其封装与内部结构,它与金属薄膜电阻、金属厚膜电阻或绕线电阻相比,具备50倍快的反应速度,并有温度稳定的特性(±2ppm/℃,摄氏每一度只有百万分之二的超低误差)。

Magico分音器

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直击Magico的工厂与聆听室

《SoundStage! Global》网站在近两个月前的3月11日,曾经对Magico工厂进行了原厂专访报导,包括工厂现况、音箱金属加工、仓储管理、成品组装、品质管控与厂内聆听室,都拍摄了不少精彩照片作报导。不过基于尊重著作权,我们不能直接抓取该网站的照片撰写介绍,请各位直接点击这里到该网站的报导页面观赏丰富的照片内容,此处以Magico官方脸书粉丝团所公布的一些照片作说明。《SoundStage! Global》先前曾于2011年采访过Magico位于美国加州Berkeley的工厂,当时厂区面积为5,000平方英尺(约139坪),这次 Magico已经迁厂至加州Hayward,厂房面积也大幅扩张为八倍的40,000平方英尺(约1,111坪),由此可见Magico近几年全球销售成绩之优异。

Magico工厂

Magico新的厂房内有多达五部CNC电脑控制机具,用来制作该厂音箱音箱所需的铝合金框架与音箱,所使用的航太级铝合金材料则向美国国内厂商采购。

这是Magico工厂内的组装区,包括单元接线的焊接、单元的组装与音箱的锁固,全都由技巧熟练的人员手工作业。

Magico

这里是Magico成品的仓储区,由于Magico音箱音箱皆为航太级铝合金材料打造,重量都十分惊人,因此都以坚固的木箱包装运送。

Alon Wolf认为Magico工厂内这间聆听室,是全美所有Hi-End音响厂商里最为用心打造的一间,《SoundStage! Global》网站编辑也说Magico这间聆听室超大、也是他们所造访过许多美国Hi-End音响原厂聆听室处理最为用心者。

Magico

Magico这间聆听室有多大?长33英尺、宽22英尺、高13英尺(约相当长9.9公尺、宽6.6公尺、高3.9公尺,面积约20坪)。

Magico

S3落地式音箱的制作流程揭密

三音路架构的S3落地式音箱,是Magico较平价S系列里的中阶机种,也是旗下最畅销的产品之一,水滴形圆弧音箱的造型时尚简洁,但它的音箱也是由航太铝合金制作的,除了一体成形的厚实外框,内部也有铝合金框架,单支重量就有68公斤。

Magico S3

中空长条柱状的铝材,要先进熔炉加热压制成S3音箱的形状。

Magico

接着以电锯切割成S3箱体外框的长度。

Magico

初步完成的一段段S3铝合金音箱主体。

Magico S3

在前障板切割出四个单元的安装孔之后,接着要用电脑控制机具去钻螺丝孔。

Magico

铝合金外框在底部也要钻十二个螺丝孔,用来锁固铝合金底座。由于Alon Wolf认为反射式音箱音箱在反射管的共振频率会有额外的共鸣,听感上很容易误以为它们有更好的低频延伸,但实际上不仅并非如此,连低频段的解析力与质感都不好。因此,所有Magico都是密闭式音箱设计,对于音箱密合度的要求极高,这也显示于其铝合金音箱加工精度的严格规范。

Magico

S3背面靠近底部那两个圆孔是装设音箱端子之用的,至于在下方的长方形凹槽呢?竟然是安装S3铭牌的,Magico为了让铭牌安装后与音箱密合,还大费周章使用CNC铣削一个尺寸精密的凹槽。

Magico

这是什么东西?S3是三音路架构,中音单元当然要有其单独的箱室,其发声才不会与使用主音箱的两个低音单元混在一起,这个就是Magico使用先进模拟软件所开发出的S3中音箱室最佳形状与尺寸模型。

Magico

大费周章开发出来的特殊中音单元箱室效果如何?Magico提供了一张THD总谐波失真比较图,白色曲线为一般典型的长方体箱室,绿色曲线则为S3音箱特殊形状的中音单元箱室,明显可看到在200Hz到2kHz的中音单元发声范围内,特制箱室的THD总谐波失真降低了许多,也使中音单元的发声更精淮。

Magico

这是制作完成、淮备装箱出货的S3音箱。

Magico S3

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旗舰号角音箱Ultimate III制作揭密

前面提到Q7是Magico的动圈式音箱旗舰,但其实Magico还有一款参考售价高达60万美元的超级号角音箱Ultimate III接受订制,这款音箱超级巨大却又很精緻。

Magico

Magico Ultimate III号角音箱高达2.4公尺,为五路分音发声架构,除了125Hz以下由15吋动圈单元、密闭式音箱提供外,以上四路全为号角设计。运送时要分为九大箱,总重量高达3,000磅(约1,362公斤)。

Magico

高音

Magico Ultimate III的前障板与各路号角本体,当然也都用航太铝合金车制,上图所看到的是高音号角。

将高音号角翻过来,和双手做比较就可发现其体型有多么巨大,号角边缘是与前障板贴齐的,而突出外环的底部与前障板锁定后,整个外环是埋在前障板里的,Magico Ultimate III铝合金前障板的厚度实在可怕。

Magico高音

中音号角都那么大,低音号角当然比脸盆还要大了,工厂里工作人员正在检视低音号角前段的半成品。

Magico低音号角

Magico Ultimate III音箱的号角都是由整块铝锭经CNC电脑控制机具车削出来的。

Magico号角

号角的幅度是否正确,要经由德国著名光学玻璃公司蔡司(Zeiss)的量测仪器做精密的量测检定。

Magico

d低音号角

这是低音号角初步完成的模样。

低音号角

之后还要进行烤漆的外观美化处理。

Magico

Magico Ultimate III的前障板也是由整块航太铝合金车制的。

Magico

这是Magico Ultimate III的中低音号角驱动器,发声效率高达115dB。

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