极品人生

标题: 为什么喇叭的失真越低越好 [打印本页]

作者: AudioTechnology 时间: 2011-12-17 12:17
标题: 为什么喇叭的失真越低越好
非专家，来聊聊谐波失真和音色。
喇叭的失真，和晶体管、FET、胆机的失真，有较大的不同。
这里只说谐波失真，且不管调制失真，因为谐波失真可反映调制失真。
谐波失真决定了音色，对声音的影响，用一句广告言说就是“你好！色彩”放大器、喇叭、音响最好是忠实播放，什么失真都没有，但是很遗憾，先天的非线性一定会制造出非原音的偶次谐波失真和奇次谐波失真。如果把偶次谐波比喻为温暖、明朗、火热、醇厚、柔软......那么奇次谐波对应为冷清、黑暗、冰冷、刻薄、僵硬......这样的比喻和对应关系是不太厚道的，各次谐波对应的听感未必如此，加上各次谐波的在不同频段的比重非直线的缠绕的和非比例的，所以只是暂且这么比喻，就像拔河一样划一根中线，便于判断。
这些谐波是额外出现的，和天然的如小提琴原音中的谐波并不相同，但不排除额外的谐波使得声音更好听，就像炒菜，对，炒菜，搭配、配料让口感更好或更糟，且看炒菜水平以及各人口味。
晶体三极管、FET、电子管的失真，在一个较宽范围内，呈现出一定的规律性，晶体三级管的失真呈现指数曲线的系统性，表现出奇次谐波较多，FET以平方曲线特征为主，偶次谐波较多，电子管要具体看有的象晶体三级管有的象FET，典型的如直热管不并不是偶次就多过奇次，有时候奇次多过偶次不一定就不好听，冷艳的音色也讨人喜欢，可以这么说，电子管制造出的失真好听与否，只能是实践、聆听的结果，我喜欢四极管的几个型号，音色比较暖、厚、浑厚，300B的音色我看算中性的。而且电子管是人工制造的机械结构，一致性很有问题，同样型号，不同年代不同批次不同厂家声音都会不同，但EL34、KT88、300B等等号还是呈现出一些系统性的音色，这是实践的结果。
各种高级的前级、后级，在标称总谐波失真都已经低到千倍万倍以下的情况下，不同的搭配，还是有不同的音色，从而有不同的听感，尤其越靠前端对整套音色影响就越大，原因因为总谐波失真的意义是有限的，谐波失真在20HZ~20KHZ的成分、比例也就会分布图才是本质，它们就像一幅幅画面，五颜六色，或冷或暖，局部也不均匀。哪怕是微细的音色“个性”，越靠前的放大被后面一级一级放大，影响就越大，如果前级是偏红的，后级哪怕偏蓝，出来的音色也不是红混蓝，还是红为主，这么看的话，录音环节的话筒、放大器影响最大，重播环节依次是唱头放大、数字解码后的模拟滤波、放大、前级、后级，喇叭的影响不输给它们任何一个，因为失真率相对大的多。
不管怎样，晶体三极管、FET、电子管的谐波失真，比较容易在一个较宽的频率范围内形成一定的规律性，有系统性的音色表现，就像一副副一眼就能判断的画，或蓝，或红，洋红，青，绿......虽然也不均匀。喇叭呢，如果把喇叭的失真也看作一幅画，这幅画它缺乏规律性，比如左上角是红的，右上绿的，下半大体是青的，总体说不出一个颜色或者不是一个比较纯的颜色表现，你注重哪部分它就是那部分的颜色。意思，喇叭的谐波失真，在一个宽范围内连续性、均匀度差，甚至突发性的好比一个花脸上冒出一颗抢眼的痣。还有，晶体三极管、FET是可以通过负反馈大幅度的数量级去纠正、抑制、减少谐波失真的，但喇叭作为一个电---磁----机械转换的被动的无源器件，有相当大的谐波失真却缺乏高效的措施去减少它的失真，如果说没有加负反馈的电子管放大器或单管如300B谐波失真就像一朵花或一束花在自我绽放，缺乏类似负反馈纠正措施的的喇叭，其谐波失真不是一朵花，而是象一块地、一个花圃、一个菜园，花、杂草、菜丛生......
所以，喇叭的失真几乎是越低越好的，它100HZ到500HZ音色偏暖偏软，不代表它500HZ到1KHZ不偏冷偏硬，不代表它1KHZ到2KHZ又显中性，中间局部有时突然个性人品爆发，总之是缺乏连续性、规律性、系统性，比较杂乱无章，在这种情形下，不要指望它去制造或“改善”音色。
本质上，总谐波失真不能很完整地说明失真对音色对听感的影响，一个宽范围的谐波失真的大小以及各次谐波的分布状况才能真正描述音色，尤其最敏感的听觉范围如300HZ~8KHZ、600HZ~5KHZ的谐波分布状况才是关键，是音色的灵魂。无论玩弄什么器材什么搭配，听感大不相同，音色方面的差异是它造成的。

作者: 为胆而欢 时间: 2011-12-17 16:02
100HZ到500HZ音色偏暖偏软，不代表它500HZ到1KHZ不偏冷偏硬,这个说的精辟.最敏感的听觉范围如300HZ~8KHZ、600HZ~5KHZ的谐波分布状况才是关键这又彰显了三分频箱的优势,可以由一个中音同一个风格的音色重播这个频段.
再深入讨论下去...前级,功放的失真很小,而喇叭的失真是前面的总和10倍还多,还可能是100倍,这时相互影响又太复杂了.

作者: AudioTechnology 时间: 2011-12-17 18:42
发几个图看看对比一下，都是借用的图哦，是一些专家测的。但我对频谱也在行。上上面一段文字码出来没想到那么长，其实前级、后级的失真分布也应该那样看的吧，但没有人给过这样的图，因为一般不计较这些。
下图是单两个单频输入SEAS W18EX后测试的高次谐波和调制谐波，算作单频测试，可以很清楚看到单个频点，但对喇叭而言，看一个局部意义不大。
[attach]39952[/attach]
下面三个图分别是一个球顶中音、ETON 5-880、SEAS W18EX扫频测试的结果：
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[attach]39953[/attach]
[attach]39951[/attach]
这这个对比就很直观了，最上面那个失真总体最“顺”，低频段首限，失真增大，二次谐波略高还算较好水平，亮点是500HZ以上3、4、5次谐波非常低。中间那个平均失真较高，300HZ以上3次高于2次且2KHZ处突出，不妙。下面那个亮点是1KHZ一下各次谐波算很低的水平，听感上确实中低音很干净真实，不足是1.2到1.8KHZ 3次谐波有一个小爆发，3.5以上有一个失真爆炸。

作者: jjyfoot 时间: 2011-12-17 19:58
“因为谐波失真可反映调制失真”？？？
不认同。疑惑中……理论依据何在？

作者: AudioTechnology 时间: 2011-12-17 20:55
意思是“侧面”反映，谐波失真问题越严重，非线性也就越严重，调制失真也就越严重和复杂，如果是“正面”反映，能否说说你的看法和理解。这是一个极少人涉足的内容，因调制失真一般只在混频时考虑，在喇叭的没有函数特征的广谱频率范围内，缺乏模型，仪器都不干这项的，计算机软件肯定难以建模，要看只能局部一段一段地看，加几个频率做个“点”的测试，对声音的影响很大，但姑且看作与谐波失真成比例吧

作者: jjyfoot 时间: 2011-12-17 23:35
有关扬声器失真的问题我不是太懂，放大器还算知道一些。有些放大器THD指标非常好，但IMD很差，THD一般的放大器，有可能IMD指标不错。
我理解其实IMD对听感的影响比THD大，复杂信号下，THD好测，IMD很难测试，当然也不是完全没有办法。现在测互调的标准办法是两个单频进去，看有多少互调成分出来，其实不能反应真实的互调特性；如果要接近实际情况，应该是几十上百个点频进去测互调才能反映的比较全面一点。
在电子学上，互调IMD和谐波失真THD完全两个概念。

作者: AudioTechnology 时间: 2011-12-18 00:31
本帖最后由 AudioTechnology 于 2011-12-18 01:01 编辑

曾经与技术人士一起探讨过频谱仪，其中差别知道。不喜欢此类参数，总谐波失真也就是THD对唱头放大、前后级是有意义，至少可以反映保真度，但它不能显示对音色的影响，这个帖子出发点是摒弃这个简陋的参数，THD给出一个如1%这样一个百分比，但一个宽范围的谐波失真分布图，一个二维坐标图，可以清晰地看到2、3、4、5次谐波的分布状况，从而了解它与音色的关联，这是THD一个数字难以企及的。
对互调失真IMD，如所讲，别说几十上百个点，一般是两个频率输进去，测一组信号完事，对于喇叭“七扭八歪”且落差很大的失真，等于什么都没测到，这方面在曾经看到争议的。谐波失真分布图才能较好解释音色。因为互调失真产生差拍频率，比起谐波失真更容易听到且难听得多，影响更大，音乐信号的输入频率和幅度又是动态的不讲规律的，精确测试是件难以完成的任务，费力又显“无聊”，还不能忽视实听的时候有掩蔽效应却把问题夸大......未必严重......或可简化一些理解，与谐波失真分布还有所对应和反映，因为都是非线性引起，它是个共集。对于THD非常好但IMD很差或者THD一般但IMD不错的测试结果，有具体的测试过程描述才好分析，这两参数特别是IMD由厂家提供的或形同虚设。

作者: jjyfoot 时间: 2011-12-18 22:05
AT兄：
我还是要强调IMD的影响。这个东西不但扬声器有，从唱头放大、解码器、前后级都存在IMD的问题，以前都没有引起重视（或者说故意不与重视），很大程度上也因为不好测试。现在手段比过去好多了，应该有办法更全面地测试，比如几十上百个点频进去然后用频谱仪+PC分析，是可以做得到的，只不过估计没有一家数据好看的，因此厂家也不愿意搞。
THD的影响，单频下THD=1%的信号和THD=0.1%的信号给人听，估计能分辨出来的就没几个了，更不要说0.2%和0.1%的对比了，因此THD的影响在现有技术下相对影响已经很小了。关键是IMD只要有一点儿，主观听觉就会觉得难听、“刮耳”，因为这个调制信号连奇次谐波都不如（那好歹是倍频），是完全无序和不可预料的存在，人耳对这玩意儿的敏感度那不是一般的高。

作者: AudioTechnology 时间: 2011-12-19 12:40
的确，除非要自己欺骗自己，那样可以当它不存在。它是一件令人头痛的事情。什么时候会去关心一系列差拍频率呢，通常是C类放大的时候，比如一路被调制过的高频和一路可编程的振荡器高频同时输入一个C类放大器，目的反而是利用互调失真获得需要的差拍频率，以及滤除不需要的高次谐波和差拍频率以免干扰到邻道。对于常用的号称“线性放大器”的AB、A类放大器，不太会去关心互调失真的，缺乏真实反映何种程度的测试标准，但肯定有过比较全面的测试，如果覆盖音频范围，测试结果想必是几十张图或几百张图甚至更多，就业余玩玩的来说，意思不大，而且就算那样测过，也不能真实评估动态播放时的互调失真，因为谁也不知道音乐信号里哪个瞬间有哪些不同频率不同幅度的信号同时输入了，测试的时候是二个频率输入，动态播放的时候是一把瞬间变幻的频率输入......这是一个广谱的东西，菜鸟我觉得，录音环节已经铸定了互调失真的基数，它就在录音里面在唱片里面，好录音与差录音非常悬殊。并且聆听时的掩蔽效应也无法评估。只是喇叭的失真相对更大也更不讲理，影响也就大

作者: AudioTechnology 时间: 2011-12-19 13:01
有一点时可以肯定的，就是尽量做到线性，线性好了互调失真和谐波失真都能减少。对放大器尤其话筒放大、前置放大、解码放大、前级来说，全A类放大从来都是首选的，并减少放大级数。对于喇叭，要做的事情很多，不同的磁路、振膜、结构类型......影响都不同。对于中音尽量避开阻抗峰，因为此时会冲程加大导致失真加大，这是物理振荡器的机械问题，所以低音还是单独一个比较好，最好分频到500hz以下，低频还是需要一个大口径去推动足够的空气量的，增强实体感。JBL喜欢用一个号角负责7、8百hz到8、9khz，好像也有点这种意思。分到200hz以下对相位最有利，但意味中音要兼顾更低频要更低的fo，高频又兼顾起来吃力，从目前看来球顶中音从500hz到5khz都有望照顾得比较好，这主要是口径、结构、形状的优势造就的，还有改进空间，比如提高MMS如增加音圈就可以获得更低的fo，拖累了加速系数就可以加大磁力此时钕磁就可以发挥威力，且钕磁更适合大音圈，采用长音圈长磁隙，还可以通过改进球顶的形状以改进指向性但会牺牲振膜的刚性又要加固振膜，我觉得不可能后来的先进的技术输给老旧的落后的技术，除非比较恋旧要搞艺术似的抱一个书上写的“经典”，只是厂家不愿意一步到位......对他来说这不太有意思。可以有宽得多的频率范围，好得多的线性失真----瀑布图，还有远胜于普通锥盆的速度-----高加速系数，好像缺乏参数去形容速度，但听感上速度快的中音更舒服，这里有些问题被缺少关心，这是结合更宽分频的感受，中音分频尽量向上拓宽以避开人耳的敏感区域，也就需要更快的速度以及好的高频段指向性和阻尼---有矛盾的

作者: ywxsz 时间: 2013-6-8 11:44
老文章，写的很好，但是，其实，玩HIFI玩到HI-END这个级别，技术追求可能少了，主要还是听感和开心。

作者: cmos88 时间: 2013-6-8 12:00
主要还是看你能调出什么样的音色让大部分人认同? 至于用什么手段并不重要.

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