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哈曼工程师全解析 JBL BAR9.1杜比全景声技术

摘自:哈曼中国|2020-09-25 14:35|作者:哈曼中国

文章摘要:哈曼工程师将为大家一起揭秘JBL BAR9.1的产品诞生历程,揭秘更多鲜为人知的幕后故事。



BAR9.1真无线全景声回音壁是JBL较新的旗舰级回音壁产品,配置了令人心潮澎湃的5.1.4全景声环绕音效和可拆卸式环绕扬声器,打造3D沉浸式声音,全方位升级居家观影体验。


作为享誉目前的音频品牌,70多年来JBL始终专注追求至纯音质,用技术创新丰富产品内核,结合简约外观设计,以诚意之选为用户提供视觉与听觉的双重体验。


接下来哈曼工程师将为大家一起揭秘JBL BAR9.1的产品诞生历程,揭秘更多鲜为人知的幕后故事。


Q1:为什么要开发一款BAR9.1这种非常独特的可拆卸式的回音壁?


——朱星璁:早些年,回音壁产品受其外形尺寸和放置在电视下方等因素的限制,与传统家庭影院系统相比,声音环绕效果有较大局限。


最近这几年,回音壁制造商已开始将更沉浸的音频格式(例如杜比全景声(Dolby Atmos)和DTS:X)与用于3D环绕声体验的头顶通道结合在一起。


许多高品质型号回音壁通过分离的无线后置扬声器填补了后环绕声的空白,以获得更好的声音效果,但是与传统家庭影院系统一样,这些无线后置扬声器通常长久放置在后部位置,并且需要外部电源才能起作用,这会对用户房间内的布线和家具布局产生考验,使用起来仍然比较麻烦,这也是回音壁制造商一直难以解决的难题。

*BAR9.1 支持杜比全景声,拥有四个天空声道,可以带来更多维度的声音体验,让声音更有临场感

BAR9.1可拆卸环绕扬声器设计就是为了解决上述难题而诞生的,它是JBL一款将杜比全景声(Dolby Atmos)和DTS:X集成到电视中的真无线环绕声回音壁。


带有可拆卸电池供电扬声器的JBL BAR9.1有灵活的放置方式,不受客厅中电缆的限制。观看电影时,只需取出可拆卸扬声器,然后将它们放在沙发上,即可在一秒钟内立即享受长达约10个小时的真无线全景声环绕体验,无需为布线和房间布局困扰。


当环绕扬声器电池电量低时,用户可以选择通过微型USB端口为电池充电,也可以将其插回主BAR9.1上进行充电,使用极为方便。在BAR9.1中还内置了双麦克风,通过2步自动校准功能,可确保无论可拆卸无线扬声器放置在房间的任何地方,都能获得较佳的环绕声。


相信BAR9.1杜比全景声真无线回音壁出色的性能、便捷的使用一定会为用户留下深刻的印象。


Q2:目前回音壁产品的市场趋势是什么样的?

——朱星璁:非常出色,在目前范围内都有良好的发展。目前宽屏电视已成为许多现代起居室中家庭娱乐的核心,但是由于电视设计越来越纤薄,这些新型电视通常只会搭载较薄扬声器,它们通常朝下或朝后,声音质量不尽人意,很难将电影大片和激烈游戏中的声效完整表达出来,对用户的观影和游戏体验造成很大影响。

*BAR9.1 真无线环绕设计,环绕扬声器无需布线,让家居更简洁

回音壁凭借体积小巧、安装简单,声音也足够出色的特点,是完善整个家庭娱乐生态系统的理想音频设备。随着技术的进步,回音壁产品也越来越朝着高品质专业的方向发展。相信中国主要的大城市也将遵循这一目前趋势。


Q3:JBL BAR9.1可拆卸式无线环绕扬声器是它最核心的特点之一,请问这种设计实现起来有哪些技术难点?

——李效诚:确实有很多困难需要克服。首先,BAR9.1独特的可拆卸设计会让它有两种完全不同的工作状态,即分离状态和组合状态。

这两种状态需要分别调音;其次主机和环绕之间要克服信号的传输延迟,否则会极大影响观影体验;最后主机和环绕在不同距离时的灵敏度要匹配,以达到较好的声音效果。

*BAR9.1 内部扬声器单元展示

——刘新春:可拆卸环绕扬声器在产品结构设计上也遇到非常大的挑战。结构设计时不但要考虑用户在频繁拆装过程中的可靠性,还要满足简单、方便、快捷的拆装用户体验。

设计时我们采用了零摩擦系数的稀土永磁材料结构,同时选用弹簧针(Pogo pin)的结构作为电信号连接方式,通过调整磁铁位置、磁力大小,在无数次不断优化辅助结构的过程中锁定较佳解决方案,实现了分机拆装基本无机械摩擦阻力,和磁力辅助复位的舒适用户体验;同时实现拆装过程中电路连接的方便快捷和稳定性。

*BAR9.1 真无线环绕扬声器连接部位经过精心设计,让用户可单手拆卸且经久耐用

可拆卸环绕扬声器在产品设计时也要考虑如何满足不同方向按压测试标准,这个是模拟实际使用场景不可或缺的案例,用户在使用过程中如何确保分机被无意碰到或按压推挤时不应许脱离主机,并且还能保持正常工作,这个稳固性要求和以上提到的舒适便捷的用户拆装体验是相互矛盾的,无疑是一个挑战;设计时为了兼顾两者,我们采用插入式结构,通过多次调整插入的深度,介入自由角度和主分机配合的摆动间隙,同时借助磁力自动复位原理实现了按压测试无脱落,并兼顾手感舒适性、电性能稳定性要求。


Q4:杜比全景声的好处有哪些?JBL BAR9.1 实现全景声的过程中克服了哪些困难?

——李效诚:区别于传统的家庭影院,杜比全景声是一种全新的基于目标的解码方式,天空声道的加入能够带来更加自然逼真的声场,通过身临其境的听觉体验,将人们带入影片的故事当中。


BAR9.1是哈曼研发的一款支持杜比全景声的真无线回音壁,从硬件平台选型、扬声器单元选型,到声音的调教和全景声效果调整,每一个环节都要符合杜比全景声的要求,同时也要满足哈曼对音质的高要求。

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对此,我们为BAR9.1全新开发了两款赛道形扬声器单元,相比圆形发声单元具有更高的灵敏度和更好的低频性能;10英寸长冲程重低音单元和哈曼专利倒相管设计,是BAR9.1实现影院级重低音的关键。

——叶发宇:因为全景声比传统环绕声增加了天空声道,所以在内部电路上也要做出相对应的优化。


BAR9.1内部电路应用了充分的功放通道独立驱动左、中、右、主机,环绕声、高音、超重低音,可以细致地还原声音的各个细节。


考虑到每个用户客厅的面积大小布局都不尽相同,BAR9.1还设计了用户校准系统。系统通过内部DSP算法判断出主机,各环绕声音箱与用户之间的距离、左右关系,调整各音箱输出使用户获得更好的全景声听感。对于两个可拆卸环绕声音箱,电路设计部分采用可自动检测环绕声左右对接状态,灵活切换供电模式。我们采用了特殊的信号跟随供电算法,使电池供电的环绕声音箱既支持大功率的持续输出,又不过多地消耗电池的电量,保证了更长的续航时间。

*BAR9.1 内部电路采用多功放独立驱动各个声道,避免信号串扰,确保可以更好的还原声音细节

总之,BAR9.1看似简洁的外观内部融入了非常多的技术,希望为消费者带来满意的声音效果。


Q5:JBL BAR9.1在仅有6.2厘米超薄厚度的情况下却拥有惊人的820W输出功率,请问这是如何做到的?

——叶发宇:想在BAR9.1有限体积内做到大功率确实是一个很有挑战的难题。我们采用的方法是在产品通道输出上采取有源主动分频,即用多个功放驱动独立的低、高频通道。仅主机端就有八个声音通道由功放独立推动, 左右环绕声音箱也各有两个独立通道推动,还有一个300W的无线超重低音炮,总共多达12.1个通道,整个系统最终构成了820W的输出功率。


为保障强大的输出功率,我们对产品电源也有特殊的要求,在满足一般长期额定功率的基础上,我们还要求电源能支撑一定时间的1%失真功率。实际开发过程中多次提高电源的输出功率以满足产品庞大的功率输出。为保证在大功率下的声学容积,放电子PCB的空间缩小,所以PCB采取分板叠层设计,产品内PCB堆叠得很紧凑,最终满足了高度6.2cm的要求。


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*BAR9.1 纤薄设计可以避免遮挡电视,820W大输出功率可以带来更澎湃震撼的声音享受

——刘新春:对于一个功率高达820瓦且拥有12个声道的回音壁,目前机器较小的体积对每个结构设计环节都是一个挑战,特别是产品的高度方向,结构设计方面要考虑如何把一大堆喇叭和电路板塞进去并合理布局,在狭小的空间实现冷热区域划分、气流畅通,确保大功率震动带来的高机械强度要求。


高度方向采用超薄的高强度金属顶盖焊接工艺固定,提高空间利用率。主机材料采用高强度工程塑料加玻纤增强,通过内部结构不断调整优化实现目前的高度要求。


对于一个大功率小体积的电子产品还有一个较具挑战的难题就是温升要求,特别是音频类产品。因为它有时候必须在完全封闭的环境下工作,不同于别的大功率产品可以寻找隐蔽的位置开散热孔。咱们BAR9.1的特殊之处在于功率大,发热芯片和喇叭多(喇叭工作温度较高可达120度),密闭箱,体积小。

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*如何让BAR9.1内部热量快速散去是产品研发中需要面对的重要难题

摆在结构面前的挑战是如何利用有限空间把温度降到要求范围内。BAR9.1设计采用冷热区域划分,高温区域除使用加大的散热器散热之外,还采用了箱体的冷却通道(cooling channel)设计,打通空气冷热对流通道。

当然这还远远不够,机器还采用了高温分散导出设计,利用专业的导热分子材料分散高温区域温度,再通过金属材料接触传导分散到箱体外面,经过无数次的测试和调整,最终通过了温升测试要求。


Q6:与过去一代产品比,JBL BAR9.1外观看起来更简洁漂亮了,在工业设计这次有什么改良和突破吗?

(因为我们的产品设计师不在现场,所以这次我们以电话连线的方式,邀请她来为我们来解读BAR9.1的设计理念)

——Soarivo:优雅是本次BAR9.1设计的关键词,出色工业设计会让BAR9.1不仅可以使用户们沉浸在自己喜欢的电影中,还可以与室内融合,并成为其设计审美的一部分。


具体有很多细节上的改良和提升,例如BAR9.1顶部面板是用一整块金属制成的,无需像传统顶部面板那样使用拆分的结构来容纳扬声器格栅,因此最终形成了一整个光滑且连续的表面。格栅图案是使用高规格3D软件设计的,该软件可以使我们达到柔和的“淡出”效果。这些设计让产品看起来更高品质、优雅和漂亮,并且不会对声音品质产生影响,这非常难得。


BAR9.1回音壁中最令人兴奋的元素之一是两个内置电池的可拆卸环绕扬声器。得益于回音壁两侧经过严格测试的磁性插座,用户可以单手非常轻松地卸下两侧的环绕扬声器,这些设计细节和解决方案与杜比全景声(Dolby Atmos)声音技术配合使用,使我们能够为用户提供身临其境的现场体验。

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Q7:这次JBL BAR9.1在产品的功能性和易用性上有哪些创新?

——张富栋:随着流媒体应用的不断普及,回音壁与手机/平板电脑/个人PC的交互性也越来越受到用户的关注。BAR9.1除搭载了常规的蓝牙功能以外,还增加了Airplay2和QPlay功能,支持2.4G和5GWiFi信号,方便用户将手机/平板电脑/个人PC上的媒体内容通过无线的方式投送给 BAR9.1,充分满足用户不同场景下的使用需求。


除此以外,因为BAR9.1 支持杜比全景声,所以在信号传输接口上BAR9.1也搭载了一个支持eARC标准的HDMI接口,可以完整传输全景声音频信号,支持4K视频和杜比视界,这个接口可以让用户有更灵活的连接方式。

*丰富的音频信号输入方式让用户日常使用更方便


Q8:听过哈曼在深圳有一个很厉害的声学实验室,可以为我们介绍一下吗?这个声学实验室日常都做些什么样的工作?

——李效诚:哈曼深圳有全消声室和半消声室各一个,另外还有若干试听室和测试实验室。这些实验室用于扬声器单元性能测试,扬声器单元参数分析,产品硬件平台测试,产品声学测试和调音等工作,其中全消声室的规模及其配套的专业测试设备和人员在中国范围内属于一梯队级别,这些实验室都经过专业检测机构认证,可以保证测试和试听结果的准确性。

*JBL BAR9.1在消音室中进行声学测试

Q9:听说产品上市前都要经过一个金耳朵的听感测试,以确保产品声音的高品质。能简单介绍一下金耳朵测试吗?

——李效诚:为了让音响系统的主观测试具有参考价值,哈曼成立了金耳朵团队。要想成为团队的一员,首先要通过哈曼内部的严苛金耳朵考试。即便是经过听音训练的专业人员,金耳朵测试通过率也是百里挑一的级别。金耳朵测试是金耳朵团队在参考试听室里按照规范对产品进行的双盲听音测试,产品只有通过金耳朵测试(超过70%的金耳朵选择)之后才能上市。

在BAR9.1的金耳朵测试中,接近80%的金耳朵团队成员在测试中更喜欢BAR9.1的声音。相信这次BAR9.1的声音表现一定会给消费者带来惊喜。


声入人心的澎湃音效,独具审美的优雅外观,智能便捷的交互方式,JBL BAR9.1带给我们的不止是生活上的体验升级,更是精神上的音乐滋养,有关JBL BAR9.1,还有什么想要跟大家分享的么?在我们的生活中,声音为我们带来很多潜在的难以替代的影响,而电影和音乐拥有的无限魅力,是单调乏味生活中的光亮,也是我们精神生活不可或缺的能量之源。


随着我们生活品质的提升,对于声音品质的要求也越来越高,高品质的声音设备能将那些细微末节的情感更精密准确地传达,给我们带来不同以往的家庭娱乐体验,而JBL BAR9.1真无线全景声回音壁,正是为此而来,以超乎想象的音效带给你撼人心弦的视听盛宴。

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创业于1946的美国JBL公司是目前资历深厚的专业扬声器生产商,从原材料开发、喇叭单元的设计和生产、音箱的设计和生产一功都能全盘控制在自己的手中。JBL音箱的服务范围非常广泛,在专业领域上包括了电影院、大型音响工程、大型流动演出、录音室监听、乐队用的音响 ,以至娱乐场所如迪士科、歌舞厅、卡拉OK、酒吧……民用方面,从高品质的发烧音响,以至目前流行的家庭影院组合……到处都可以看到JBL的身影。

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