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喇叭設計千百種，有一種喇叭的外型很有趣，從喇叭外觀看到的不是喇叭單元，而是像喇叭花開口一樣的號角，這種外型奇特的喇叭就叫做「號角喇叭」。為什麼要在單元的外面套上這個號角呢？套上號角之後對聲音產生了那些影響？是變得比較大聲了是比較好聽？為什麼有人對號角喇叭總是念念不忘？在眾多的問號之下，就讓我帶領大家進入號角喇叭神秘的世界。

為什麼會有號角？

記得在上中學的時候有一個有趣的自然實驗，用厚紙板卷成圓錐狀，然後把嘴靠在紙筒的錐部講話，結果發生了一個很有趣的現象。那就是面對紙筒的直線位置上，聽到講話的音量變大了，而且變清楚了。這個現象大家都習以為常，自然而然的把它視為常識的一部份，并且實際運用于一般的生活當中。例如我要隔街叫人，一定會很自然的把雙手合攏靠在嘴巴上喊話，因為這樣可以讓對街的人可以聽得更清楚些。就是因為利用這個簡單的原理，不但可以讓聲音傳得更遠，而且也可以讓號角投射的地區聲音更集中、音量更大些，這就是號角的好處。

古人老早就知道號角的好處，發明大王愛迪生，就把他生產的愛迪生留聲機，用竹針從臘筒的刻紋上拾取聲音訊號，傳到小小的發聲振膜，沒有加裝號角的情況下，只能把耳朵靠在振膜旁聽到嘰嘰喳喳的微小聲音。這時如果在發聲振膜外面套上一個號角時，音量突然鉅增數十倍，不但擴大了響應的頻寬，也可以讓整個房間充滿音樂的聲音。

喇叭使用號角的理由

PaulKlipsch可以說是研究號角喇叭的先驅，他在實驗室中發現，單元振膜加上號角之後，由于空氣壓力的阻抗匹配良好，因此可以使得發聲的效率大為提升十數倍甚至高達五十倍！這樣一來就意味著要達到相同的音壓，使用號角技術可以大大的降低單元的輸出，相對之下單元在小振幅的運動中可以獲得更低的失、更線性的表現。就片面的音響特性而言，使用號角就是提高最大音壓的上限、降低失真、增加動態范圍以及控制聲音的擴散角度，對使用小功率單端電子管機的用家而言，由于號角喇叭的效率都很高，所以只須使用只有七、八瓦的300B電子管機，一樣可以享受爆棚的聆賞樂趣，這就是號角喇叭的最大優點。

PaulKlipsch是一個聲學科學家，對于號角的研究更是傾盡心力，當然會利用科學的實驗數據來證明號角的好處。他的實驗是這樣子的：在無響室中拿出一個單元，并用擴大機對這個單元輸入兩個不同頻率的正弦波訊號，然後分別利用頻譜分析儀測試這個單元在發出相同音量的時候，加上號角與拿掉號角之後的各項差異。這個實驗的結果發表在美國AES（AudioEngineeringSociety）期刊上，由于加裝號角之後的工作效率較高，因此發出相同音量的時候，有裝號角的輸出只需沒裝號角的幾十分之一功率，因此各項諧波失真的比例便大大的降低。利用單元在低功率下工作以降低失真的原理，就好比現在大型喇叭系統，喜歡用多數的單元并聯，以求取每個單元較低的輸出，是完全相同的道理。使用號角不必多個單元并聯，只需一個單元即可，更是大大的降低了制造成本，這就是PaulKlipsch致身努力的目標。

低音號角遇到的問題

雖然知道了號角有增加效率以及降低失真的優點，不過號角的長度以及開口大小，密切關系著號角的聲學特性。要詳細說明號角展開時的數學方程式是非常艱深且困難的，因為需要運用到大量的指數式運算。對于吾輩一般用家而言只需了解號角計算的原理就行了。

首先，號角開口的大小面積，影響著該號角能夠產生的最低頻率截止點。簡單的說，就是號角的開口面積越大，低頻就可以延伸得越低。這個數值大約多少呢？延伸至35Hz3dB時的開口面積，大約是一個標準辦公桌的桌面大；如果要設計一個可以延伸至28Hz的號角呢？它的開口面積大約要大到福特重載卡車的車頭才夠！

開口要那麼大，那我乾脆直接把號角展開的角度加大些不就得了？當然沒有那麼簡單，因為這兒又牽涉到一個問題，那就是號角的展開角度是要套公式的。依照不同號角的特性，基本的公式是一個指數方程式、拋物線方程式或是混合的雙曲線方程式，配合單元機械特性的不同，分別在方程式中加入不同的系數而成。利用公式計算出來的數據顯示出一個號角的展開原則。

以能夠產生球面波的號角方程式而言，從單元發聲的振膜位置開始算起（這個地方我們稱為號角的喉部），每增加單位距離，號角的截面面積就會成指數性的速度增加。指數的特性是這樣子的，開始的時候數值增加的速率很慢，但是越接近到後面，數值增加的速度會越來越快，最後幾乎呈直線上升向無限大沖去，這就是指數的特性。

基于此，因為號角每增加單位長度，其號角的截面積就會呈指數性增加，所以您見到的號角形狀，越接近單體的喉部就呈細細長長緩慢展開的樣子，而開口的部份就和喇叭花瓣一樣快速彎曲展開。所以您可別自以為聰明要親自動手將單元加個號角，沒有經過精密計算的號角，其頻率響應、擴散波型、擴散角度等等因素都會受到嚴重的影響。

如此一來，號角展開的弧度要套公式，加上延伸夠低的低音號角體積十分巨大，大到家居聆聽室根本塞不下。所以從「StereoSound］雜志上看到的超級號角玩家，其低音號角不是從聆聽室的後墻穿墻而來；就是像鸚鵡螺或低音號般的把號角管路卷起來。發燒過頭的玩家如果聆聽室無法施展「隔壁穿墻術」當然只好把整只長度超過兩層樓的號角吊起來，從三樓向下直拉到一樓的聆聽室了。

摺疊式的低音號角

PaulKlipsch厲害的地方就在這里，既然號角的開口要大到一個程度低音才沉得下去，但是開口大到一個程度之後，其號角長度勢必不短。PaulKlipsch為了這個問題無法解決而傷透腦筋，聽說有一天PaulKlipsch在午睡中突發奇想，何不把號角給「折起來］，利用精密的計算與調整，把低音單元藏在音箱最內層的密閉空間中，然後利用巧妙的木頭隔間，組裝出一個經過計算的通道，這樣一來既不損號角開口的面積，又可以大大的縮減體積。這位科學家又開始了一連串的計算與實驗，終于制造出了摺疊式低音號角的鼻祖Klipschorn（即Klipsch與Horn的連寫）。

當時PaulKlipsch的想法是這樣的，他把Klipschorn的低頻截止點設定在35Hz-3dB，但是即使摺疊起來之後的體積也像個大木柜般，所以他把號角的開口設計在喇叭的兩側。但是Klipschorn并沒有側板，用家使用的時候必須把它確實的靠緊在三個面互呈直角的堅硬墻壁上，把接觸的墻壁視為喇叭設計的一部份。

由于PaulKlipsch把摺疊號角實用化，所以後來也有不少號角設計師依照這個構想，推出不少類似的設計，只不過大部分的設計遷就于設計時計算的難度。他們遇到最大的問題在于木板隔間是平面構成的通道，但是號角的展開延身是呈指數性增加的，所以難免會遇到一些妥協。摺疊式號角的設計有一個變形的設計，那就是傳輸線式設計，相同的地方是利用拉長聲音通道的長度，達到低頻延伸的效果，只不過開口的大小、以及管道延伸的截面積并沒有號角喇叭這麼嚴謹，所以聲學特性上當然也必須有所妥協。

高音號角與低音單元的效率協調

大部分號角喇叭遷就于體積限制，折衷的采用兩音路設計。其中中高音使用純號角設計，而低音部份就使用大尺寸的高效率傳統單元取代，因為中高音號角喇叭的效率十分地高，動不動就有1m、110dB的超高效率，相較之下低音單元就無法與中高音單體取得效率上的平衡。解決之道就是刻意在分音器上動手腳，把號角單元的輸出強制降低，以取得中高音號角單元與低音單元效率相同的基本要求。

普遍的作法有三種：最簡單的作法是在號角單元上串一個低阻抗的無感電阻，藉著增加單元阻抗的方式，達到降低的單元的效率。不過在單元上串電阻降低效率是很不衛生的作法，因為單元的阻抗特性是集合機械與電氣的綜合阻抗，串上電阻只能片面的降低效率，整體的表現將會受到嚴重的破壞。比較講究的方法是在分音器的高音輸出部份，加入一個號角專用的降壓變壓器，把號角單元的效率刻意降低。最發燒的方式當然是采用電子分音的方式，不但不必加入額外的零組件，藉由主動式的電子分音器，不但分頻點可自由調整，每只單體的增益也在掌握之中，最大的缺點當然需要多部擴大機來伺候。

以Klipschorn來說，它是三音路全號角設計，高音及中音單體的輸出使用一個特制的自藕變壓器，來降低效率過高的號角單元，使三只單元發出的音壓相同，達到高、中、低頻音壓平均分布的要求。即使刻意降低中高音號角的效率，整體的效率仍然高達104dB，把喇叭靠在CD唱盤的RCA輸出座上，就可以發出聲音，這就是它神奇的地方！而它的最高連續承受功率達100W，使用兩對Klipschorn塞在體育館的四個角落，就可以當作高品質的播音系統了！