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Jim Thiel人物專訪

2009/10/01發表,已被閱讀 45,712 分類:原廠故事‧人物專訪
Jim Thiel人物專訪
文‧郭漢丞
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U-Audio編按:本系列報導為2005年Thiel原廠專訪

郭漢丞:Thiel已經成立27年了,當初你怎麼會投入喇叭的事業?
Jim Thiel:其實過程也很簡單,當時我希望開展自己的事業,而我對於音響的設計已經投入相當長的時間研究,於是和我弟弟兩個人在自家車庫裡製作出第一對喇叭,這大約是在1976~77年間的事情。

郭:為何會選擇喇叭做為起點?
JT:其實在創辦Thiel之前,我在一家電子公司上班,對於擴大機線路相當熟悉,各種優良電子元件的取得也不是問題,但我的直覺卻認為應該從喇叭開始,所以我辭掉工作,全心投入喇叭的研發與製作。沒有特別的原因,只是直覺上認為我應該從喇叭開始。

郭:聽說你從12歲開始就幫鄰居修理真空管擴大機,那時不過是小學吧,你怎麼會修理真空管機?
JT:(笑)其實真空管機也不難修,大部分真空管機的線路都不複雜,而且通常都是真空管壞掉,如果是透明管壁很容易分辨,換過就好,遇到有些黑屏管比較難,我多試幾次也會知道問題。當時市面上有許多專業討論線路的雜誌,現在都不見了,我都是從雜誌上學習所需的修理知識。

郭:即使在1977年,音響市場也充斥著眾多強勢的品牌,Thiel這樣一個從未見過的品牌,如何在市場上嶄露頭角?
JT:產品做好了以後,我們總要想辦法銷售,但是我比較是個技術人,對於銷售一竅不通,於是我和幾位朋友聯絡,請他們幫我賣喇叭,Kathy Gornik也是其中之一。當時Kathy人住在華盛頓,我們是在大學時代認識的朋友,我請Kathy來Lexington走一趟,看看我們製作的喇叭,於是Kathy一路開車來到我們製作喇叭的車庫,瞭解產品的特性,接著我們就把Model 1的成品裝滿了Kathy的車子,讓她載著喇叭在美國東岸的音響店推銷。Kathy果然是我們要找的人,她在十個月的時間內,銷售了超過2,000對的Thiel喇叭,奠定了初期的基礎。

郭:一個從來沒有見過的喇叭,竟然能在這麼短的時間當中賣出2,000對,Kathy怎麼做到的?
JT:這個問題,恐怕你要去問Kathy。不過Kathy不僅幫我們在銷售上達到初期的經營規模,同時她還積極安排喇叭在媒體上面的曝光。那時候Thiel規模很小,我們也沒有多餘的預算可以刊登廣告,都是Kathy幫忙聯絡媒體,才讓一些音響評論員注意到Thiel的喇叭。

CS3.6喇叭剖面圖,可以清楚看到超厚的前障板與向後傾斜設計的特徵。
郭:從Model 1開始你就已經採用「時間相位一致」的設計了嗎?
JT:還沒,Model 1是第一個Thiel作品,我知道Model 1是一對很好的喇叭,但是當時還沒有發展出時間相位一致理論。一直到Model 3,我才想清楚時間相位的觀念,採用完全沒有相位失真的一階分音,搭配傾斜的前障板,取得時間與相位的一致,一直到現在,所有Thiel的產品都延續相同的設計理念。對我而言,製作能夠完全轉換音樂訊號的喇叭,是投入喇叭設計最大的理想,而時間相位一致就是我的答案。

郭:現在Thiel喇叭都使用自己製作的單體,一開始也是這樣嗎?
JT:不,我們最早採用美國廠商製作的單體,不過到1980年左右,就全部採用歐洲單體。我們一直和Scan與Vifa有著密切的合作關係,由Thiel負責提出設計規格,請他們製作符合Thiel技術規格的單體。後來我所提出的要求越來越多,規格越下越細,他們覺得沒有辦法製作出我所要求的喇叭單體,於是我才開始投入單體的製作。

郭:你花了多久才建立Thiel完整的喇叭生產線?
JT:事實上整個生產線的成立並沒有花費太久的時間,因為我們已經投入十餘年的研究,不過相關的CNC機器、上膠、安裝等,都需要部署的時間,我和Walter(廠長)討論製作流程,交給他訂購適合的生產機器,前後大約花了一年的時間。Walter和我是高中同學,認識很久,工作起來也非常有默契,他會想辦法把我的想法變成實際可行的生產程序。

Jim的工作室一隅,測試儀器加上各種電子元件,整個Thiel的研發都在這張桌子上進行。

郭:Thiel從一開始就在現在的廠址創立嗎?
JT:喔,一開始的時候工廠實際上就是我的車庫,當Kathy開始把我們的喇叭賣得很好,喇叭的成品與半成品佔據了整個家裡面時,我們才搬到現在的廠址。一開始只有5,000平方公尺,逐漸擴展到現在的30,000平方公尺。

郭:所以,從Model 3開始建立「時間相位一致」的設計理論後,你從來沒有修正過設計原則嗎?
JT:是的。正確的時間相位一致包含兩項重點,第一是藉由傾斜的前障板取得時間補償,第二是採用一階分音,這是唯一不造成相位失真的設計。這兩項條件加起來才能構成完整的時間相位一致的條件。

為了降低渦流效應,Thiel單體加入了銅環,在磁鐵總成當中,可以產生有效的阻尼。Jim還特別拿出磁鐵總成樣品,讓我們實際試驗銅環在磁鐵磁場中的阻尼效果。

郭:雖然相位可以從實驗室當中的儀器測量,一般人如何透過聆聽瞭解喇叭有相位失真?
JT:確實,測量相位失真對於目前電腦化的儀器如MLS等,都能輕易的測量相位失真,但是對於沒有和時間相位一致的喇叭相處過的人,可能不容易瞭解當中的差異。對我而言,當時間相位一致以後,音樂的表現會更真實、更清晰、更有具體的聲音實像與更好的3D音場表現。相對的,如果時間相位出了問題,以上的各種表現都會劣化,除了比較之外,我想不出更好的方法來聽出時間相位失真。

郭:一階分音雖然具備無相位失真的特性,但是仍然有許多喇叭廠商認為四階分音才是最好的設計,藉由陡峭的滾降取得良好的頻段連接。一階分音與四階分音大概可以看做天平的兩端,你如何比較兩者之間的利弊得失?
JT:對於其他喇叭製造者的看法,我無從置喙,但是對於Thiel而言,我必須強調採用一階分音唯一的理由就是免除任何相位失真,而只有一階分音具備無相位失真的特性。在分音器的設計上,每增加一階就會增加360度的相位失真,所以四階分音會產生最大的相位失真,這也是他們必須面對克服的問題。而一階分音雖然是理論上唯一沒有相位失真的設計,同樣有其設計上的難題,就是搭配使用的單體,必須具備很高的擴散角度與頻寬,所以很多的成本都必須花在這上面。

在時間與相位的理論中,其實與頻率不能分開討論,但是在理論上,要得到時間與相位一致,你必須要採用具備時間修正的單體排列,加上真正的一階分音網路,才能構成完整的理論。此外,高音與中音單體的距離不能太長,你可以注意到我們盡量把高音與中音單體靠近,後來更採用同軸單體,而最高的分頻點也控制在3kHz以下,以達成一階分音時順暢的頻段銜接。

在Thiel的銅軸單體當中,為了在小體積裡面達到很高的磁力,除了採用釹磁鐵,並且將環形的磁鐵改良為圖中的形狀,提高磁力為傳統設計的四倍。

郭:所以Thiel喇叭的理論同時要解決頻率與時間相位兩個問題?
JT:是的。頻率必須仰賴很好的單體,具備平直與寬闊的頻率響應,並且擁有超低的失真率。然後在前障板上採用垂直軸線的單體排列,並以傾斜障板獲得機械上的時間補償,加上無相位失真的一階分音,這樣才能得到理論上所要達成的設計目標。

郭:所以我們可以說一階分音要成功的關鍵在於搭配優良的單體,是否因此也讓你投入單體的生產?
JT:是的。我們和大部分的喇叭製造廠一樣,開始都向知名的單體廠商下規格訂做單體,我們和Scan、Vifa有相當長期的合作關係,一直到我開出的規格實在太特殊了,他們告訴我們沒辦法幫我製造,所以我得要自己動手。在Thiel單體的設計上,我們除了要求很高的頻寬之外,並且對於失真非常重視。在我設計喇叭的過程中,我最重視的是如何製造幾乎完全沒有失真的喇叭,包括最低的頻率失真與相位失真。大家都知道,單體是透過活塞運動推動空氣,產生聲波,但在單體內部的動作上,音圈在磁隙之間的往復運動,如果音圈移動太大,超過磁隙範圍,會讓磁力產生非線性的失真,因此,我們在設計上強調短音圈/長磁隙,確保磁力的線性。此外,為了增加阻尼,我們加入了銅環(copper ring),讓渦流效應有效降低。在我們的同軸單體上,我們採用了釹磁鐵,為了有效提高磁力,我們還設計了四片1/4圓的釹磁鐵組合,以提高四倍的磁力。

為了實際測試單體的效果,必須製作原型,每一個都要開模製作。光是 CS3.7的研發,就有這麼多模子。

郭:除了傾斜的前障板之外,Thiel同時採用圓弧前障板,請問用意為何?
JT:當我們製作出時間與相位一致的喇叭之後,才發現聲波繞射問題變得很明顯,從喇叭單體發出來的聲波,會因為前障板兩側的直角,產生箱體繞射,當時間與相位一致以後,繞射的影響變得更為明顯,於是我們嘗試解決這個問題,所以才將前障板兩側削成弧形,讓聲波的擴散不受影響。

郭:我注意到Thiel喇叭的網罩,都採用磁鐵固定,這有特別的用意嗎?
JT:當我們解決了時間與相位的問題時,音箱繞射的影響變得明顯,同時網罩的影響也變的明顯起來。有一次我和Walter把即將完成的喇叭成品裝上網罩試聽,但是聲音就是不對勁,我們花了兩個月的時間找出問題,從分音器、單體到箱體,就是無法解決,結果我在網罩下面墊了一塊薄片,問題就解決了。我們才注意到網罩確實也會有所影響,於是Walter想出了在前障板背後裝上磁鐵固定的方法。

每一次有單體原型,就得進行完整的測試與聆聽紀錄,你看這一本厚厚的資料夾,全都是辛苦結晶。
郭:鋁質振膜是Thiel喇叭共同使用的材質,最近市面上出現了許多新的振膜材質,譬如鈹與鑽石,你的看法如何?
JT:我隨時隨地都在思考新的振膜材質,如果更換材質可以獲得明顯的聲音改變,我當然會更換,所有的思考都集中在振膜的「聲響表現」(Sonic Performance)。我不僅測試各種不同材質的振膜,同時也針對振膜的形狀來改良聲響效果。譬如我現在正在試驗中的同軸單體,即將用在還沒推出的CS3.7,我們製作了一、二十個實驗原型,然後進行數以萬計的測試,建立可供比較的實驗數據,像現在這個CS3.7同軸單體的原型,就已經進行兩萬次以上的測試實驗。我們還必須把單體裝在音箱上面,實際比較試聽,有時候實驗數據相當成功,但是安裝到喇叭上面卻未盡理想,這是因為測試只限於喇叭單體,裝到真正的喇叭上面以後,還會有其他的影響變數。所有Thiel喇叭的研發都必須經過這些步驟,從測試數據當中選擇優秀的設計,然後實際安裝試聽,再回到測試數據,反覆比對,這是設計上必要的過程。

郭:近幾年多聲道的發展也是Thiel的重點,請問你在多聲道設計與兩聲道有哪些差異?
JT:基本上道理都是一樣的,所有Thiel產品都必須遵守時間與相位一致的理論。但是多聲道喇叭,不管是安裝在牆壁的嵌壁式喇叭,或者吊掛在天花板的小型喇叭,都和Thiel追求的時間相位一致有所矛盾,我不能以垂直軸線上的單體排列控制時間補償。思考許久,我最後決定採用同軸單體,然後設計出初步的雛形,但是原型的效果卻非常不好,經過許多試驗,我才發現原來同軸單體的中音部分,會產生若干失真,所以我在單體周圍切出特殊的形狀,解決振膜邊緣微小的失真。不過形狀到底要如何設計,我們都會先有天馬行空的想法,然後委託製作振膜的合作廠商打樣。設計喇叭最難的地方就是:你總要把東西全部組合起來,才能聽出效果如何,所以研發的過程經常是反覆聆聽、修正、再聆聽、再修正,沒有其他的捷徑。多聲道也是這樣,雖然設計上符合了Thiel堅守的理論,但實際聆聽卻不近人意,我花了很多時間找出問題所在,逐項解決。理論上在多聲道環境裡面,由於採用較多的喇叭共同發聲,相對負擔較小,但是超低音卻在多聲道裡面,尤其是電影音效裡扮演重要的角色,於是我又花了很多時間解決多聲道與喇叭銜接,以及與空間整合的問題。(超低音請見專題另文敘述)

Thiel的發展歷史太久了,為了清楚記得每一項發展里程碑,Jim得要從電腦裡找出時間表,才能回答產品推出時間的相關問題。

郭:目前CS3.6有後續的計畫,也就是新的CS3.7,而我們也知道CS8似乎也已經有雛形,能否談談可能的推出時間?
JT:我的水晶球破了,所以不能未卜先知。(笑)答案是還不知道,CS3.7的同軸單體才接近完成,而CS8則還在心裡面成形,我不能告訴你可能推出的時間。但可以確定的是:Thiel對於時間與相位一致的理論,肯定不會改變。

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