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HiFi 基础谈(八):相位常识之实际应用

作者:Hi-Fi 音响/阅读:644/2017-4-8
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摘 要: 音响学(Acoustics)是基本的物理学,是音响在空气中传播的原理。任何扬声器要发出声音,任何唱头,唱片的工作原理,均根据原始的音响物理学。

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上期谈过扩音器的负反馈问题,今期继续讲的也是相位及瞬态的常识,读者们玩扬声器时,若对这些常识有具体概念,不无帮助。


音响学(Acoustics)是基本的物理学,是音响在空气中传播的原理。任何扬声器要发出声音,任何唱头,唱片的工作原理,均根据原始的音响物理学。近十年来,电声界才开始将先进的音响学应用在唱盘和唱臂方面。十余年前,如果有人说你的唱盘没有低音,你定会说他是癫的。Shure V、The Arm、ET 臂等发展,都是先进音响学的成果。有人认为唱臂的理论已经落伍,不用提。其实,不温故怎知新?玩 Hi Fi 应该知其所以然,基本理论是重要关键。


细房不宜大音箱


已知,一个音波在空气中之形成,一定要有足够制造其半波的空间。因此,低频率重播之极限,就受到听音室体积的影响。体积细小的房间不宜用大直径的超低音,其理在此。


有发烧友认为体积细的房间爆起来有 Punch,在 200 呎面积的听音室里装一只 18 吋 JB 超低音,而且,据耳朵印证,说是一只18吋超低效果胜于两只 15 吋。立体声左右两声道所录的超低音本身存在颇显着的相位问题。若把左右声道的讯号先混成单声道再输入超低音,就肯定先在线路上预先损失了一些左右反相的讯号。简单说,左、右独立的超低音组合所提供的讯源,肯定比左+右中间声道之讯源丰富得多。专家若以为左右独立超低音重播在空气中相遇也产生相同效果的话,那就大错特错了。


事关,立体声录音的左右声道麦克风通常距离十几二十呎起码,各麦所拾得讯号状况,当然不同。最容易忽略的一点,是左麦拾得右声道和右麦拾得左声道之相位分别,应以左右独立音箱处理重播,才能够提供更迫真更临场的定位感。有好多 pop, rock 的多频道录音(古典也有),为了臻达更明确立体声效果,经常把些少属于A声道一件乐器的讯号,反相混入 B 声道。这些特技,是要变成音波在空气中互相调制才有效。


若先把它们在电路里作 A+B 结合,以单声道播出,讯号本身就早已在结合过程中消失大半。很多人以为,超低音是没有方向性的,书本上明明写着 100Hz 以下的声波在空中运行是失去方向性的,所以超低音不用分左右,一只就行。实用上,不错用一只超低音的确可以获得所需要的低频增益,但对立体声 Sound Stage 和 3D 画面却没有帮助,其至很可能出现怪现象,例如有些低音乐器的焦点被扯近超低音等。可知,超低频虽无方向性,超低音音箱的音响却有非常明显的方向性。


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超低音也有方向性


为什么?因为超低音音箱也有中音出,以前流行一时的 24 吋 Hartley,甚至有个 1KHz 的谐震峰,那不是用滤波器可以消除的。超低音所用的分音器,曲线斜度一般用 12dB / Oct,比如分音点是 100Hz,那低音单元在播 100Hz / 100dB 响度时,其 200Hz 响度仍有 78dB, 400Hz 有 66dB。若以再低的 75Hz 为分音点,那末 75Hz / 100dB 时,150Hz 亦是 78dB。读上述数字,便明白把超低音分频点降低也不就等于用一只相当于两只,或如专家所讲一只 18 吋胜于两只 15 吋。任何人都不能不同意,78dB 响度的 150Hz 或 200Hz「中间声道」是有方向性和破坏性的东西,假如这些讯号本应属 A 或 B 声道的话。


超低音的相位匹配


玩超低音,最紧要是分辨清楚主音箱与超低音音箱之间的相位关系,连接关键全靠玩家自己一双耳朵。超低音与主音箱的关系,错纵复杂,一匹布咁长。连超低音的制造商也不能肯定告诉你驳甚么主音箱是同相,甚么是异相。理论上,一道讯号通过分音网络,分开高/低两瓣频段后,互相之间便出现时间及相位之差异。普通 12dB / Oct 的分音网络会把讯号分成相位互差 180 度的两份。把其中一份反相,两份讯号便出现同相而有半波时间差误的关系。


有些先进精密设计,还用延迟电路把时间也一并纠正了。有些较落伍的设计,分音线路产生 90~140 度相移,没有延迟电路。玩这些超低音,便需要较多的常识、经验和耐性。大部份人玩超低音都是按图索骥般输入输出驳好各插座,把主音箱和超低音作同相接驳(即由扩音器至音箱的驳接大家都是红驳红,黑驳黑)便算大功告成。


自从在纽约 Lyric Hi Fi 听过 Entec 超低音之后,深感这是唯一够快可与静电音箱联用的超低音,回来向一些朋友讲及 Lyric Hi Fi 的装备。现在,知道的人都会在逛纽约时把 Lyric Hi Fi 列入朝圣节目之一Entec 超低音现由百搭音响代理,据百搭负责人说,用家一致赞美。细一款 Entec,驳好之后,要劳玩家将音箱线的红黑位对调试听,以决定应该正相或反相驳。至于大的一款,就在扬声器上装有相位调换掣,比较起来更方便。


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ENTEC SW-1 超低音音箱


超低音的绝对相位


幸勿以为主音音箱和超低音之间的相位关系很容易听得出来,事实上好多时连老猫都烧须。记得有位 Hi Fi 老师傅有一回到舍下听音,发觉我的主音箱与超低音之间以反相接驳,经解释后认为满意。稍后,在他的音响室听一对加料的小音箱,邓丽君一出,我就说超低音与主音箱之间反了相。走近一看,原来老师傅学了我以反相方式驳。他这回真正得到的也是反相效果,而他听了几天仍然不知道呢。


好难怪,因为,主音箱与超低音相位互异所产生的效果,不少人认为是「低音比另一个驳法更多」!理由好简单;反相的超低音令音响损失最严重的一般以为是低音。相对地,由于中低部份凹陷,听起来低音倒觉多了。最直接的匹配超低音方式,是利用粉红噪音频率产生器(Pink Noise Gen)。私以为 PNG 是一种高级发烧友必备的测验工具,奈何拥有的人不多,肯研究怎样用这东西的人更少。


测听主音箱与超低音之间相位关系是否正确,要拣中低音去听。有时,中低音凹入会予人更干净的感觉,中低音相位正常化也会把箱声、驻波音染等杂物提高。不过,对音乐有认识之人总会较容易分辨出甚么是甚么来。


音箱线的匹配


潮流兴玩 bi-wiring,有人主张高、中、低音采用粗幼各异的导线,CC 潘却认为由于集肤效应,高音也不能用幼线。关于线的学问,真是愈来愈复杂。有人认为集肤效应是超高频的效应,对音响频率的传导并无影响,但私认为用幼线走高音肯定不会比用粗线好声。注意,粗和幼应该是股数多而股径幼者为佳。这里又再返回到相移的问题。辣鸡朋友口头禅总是:「电在电线里走得一样快。」(见上期负反馈)。音响频率在导线里运行,产生相移。低音走得比高音慢,因为低频是钻进导线的芯里走,周率愈高,即愈是“集”结在导线的皮“肤”表面走,这就称为集肤。


我看它不限于影响超高频,因为专家们已设计出粗幼芯混合的导线证明这理论好声(Monster, MIT)。玩超低音的朋友,不妨注意把通至主音箱的线加长,令它走的路略长于低频,也可以把低音略为调快一点。注意,左右声道的音箱线不宜用“长短棍”方式,这样会引至中间声道结像力受破坏。


(原文刊于 1986 年 12 月号《Hi Fi Review》,作者 雷明 先生)


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