想看懂频响曲线?
想知道音箱功放如何正确搭配?
想知道听感和数据有什么关系?
这篇文章将会解答你的疑惑
貌似在网络上搜索音响入门知识,总是星星点点的,而且很多主观意念的知识,本文的内容主要是想尽量全面的讲解比较客观准确的音响知识,包含了一些专业书籍中的知识和我的积累。本人才疏学浅,能力有限,错误在所难免,希望大家指正。 由于知识面比较广,想要理清思路是很困难的,我还是尽力把文章流程写得清晰,凌乱之处请多多包含。
插一句话 很重要!:音响的听感(音色)分为两部分--主观听感和客观听感,本文先讲解了音响性能对客观听感的影响,最后讲解了主观听感部分(心理暗示/实验者的期待效应),请不要将两者混淆或误以为主观听感就是听感的全部(例如听出线材的差别是主观听感的差别而不是客观听感差别),谢谢。
第一章---音响知识
既然是音响知识,我们就从源头说起吧,这里简单讲声学。声音怎么来的?物体震动产生声波,在空气中传播到耳朵里,让耳膜振动转换为信号传输给大脑, 我们才感觉到声音。当声音不够大时,我们用麦克风 功放 音箱把声音放大,这样 路径就是:物体震动产生声波 通过空气传播给麦克风 麦克风振膜震动转换为电信号,功放把电信号放大 推动音箱,音箱的喇叭震动 产生声波 传入耳中。
录音就是把麦克风接受的声音保存下来,以前是模拟方法用磁带,现在是数字格式了,这里不具体讲,然后通过解码 前级 功放 音箱 重放出来。
录音机原理就不说了,过时了。说说解码吧,数字录音技术把模拟音频信号转换为数字信号记录下来,简单讲模拟信号就是正弦波,数字信号就是1011011010这样的控制占空比的方波信号,音乐文件例如MP3格式 保存在电脑硬盘里,当你用音乐播放器打开这个音乐文件时,声卡就把数字信号转换成模拟信号 然后通过信号线传输到功放部分了。
接下来是音箱,喇叭震动发声,我相信这不用再讲了,但是我们有必要知道几个重点,频响曲线和失真曲线,以及指向性等问题,频响曲线让很多人苦恼 :一条曲里拐弯的线 到底什么意思啊!通常情况下,我们总是没仔细观察,那就是横坐标是频率 纵坐标是声压级,说白了,横坐标就是声音震动的快慢,纵坐标就是声音的大小,频响曲线的专业名称是幅频特性曲线 也就是幅度与频率的关系,下面我在一个频响曲线中画2条绿线
这里就很明显了, 频响曲线是由点组成的,每个点是每个频率对应的声压级大小,上图中45hz频率对应75db声压级 60hz频率对应85db声压级, 如果是一条水平直线的频响曲线 就意味着各个频率的声音一样大 就是保真的频响,那么像上图波纹状的频响曲线 就能看出不同频率声压级不一样 ,我们还可以看出4khz有一个凹陷 这就表示4khz的重放声音会小一些,4khz正是齿音的附近 我们就能知道这个音箱齿音会稍微弱一点。偏离直线的频响曲线 就是音染,也就是说改变了原始的声音 不保真了。 从上面的频响曲线还可以看出,大约低于平均频响曲线3db的频率是80hz和35khz,那么这就是这个音箱的频响范围 80hz-35khz -3db,频响范围决定了这个音箱有能力重放声音的范围,就是高音能放多高 低音能放多低。频响曲线能客观看到音箱的音色,这就是频响曲线的含义。如何通过频响曲线看出音色呢?这个需要经验,建议使用foobar播放器的均衡器 调节各个频率声压级,然后感受每个频率的多少对音色的影响,例如3-4khz频响峰 齿音就重。
对于频响曲线和电声数据的争议很多,很多人认为电声数据没用,那就大错特错了,我要从两个方面说:第一点,频响曲线是判断保真度的重要指标之一(注意“之一”二字,频响曲线并不完全代表音箱的性能,还有失真等各个数据,请某些人不要断章取义),通过频响曲线是否平直 可以直观看到音染大小,这是判断监听音箱的指标之一。 第二点,频响曲线和实际听感的关系到底是怎样的,首先我表示当不考虑其他电声参数时判断频响曲线和实际听感的关系时,频响曲线完全客观反映了音箱的实际音色,但是由于人类的大脑不能完全将看到的频响曲线模拟成实际听感,所以 频响曲线只能做个参考,然后当我们考虑所有数据时, 频响曲线只是反应音箱性能的指标之一,还要加上失真度等数据。这里我的结论是 :频响曲线是准确的,是人脑无法准确模拟出来(包括其他数据),频响曲线只是数据之一,要综合所有参数才能判断音响实际性能。
下面说一下房间的声学特性,也就是房间的频响曲线,有时候 大家在音响店试听一套音响 觉得声音不错,买回家 声音就变了,这是因为房间各个墙面的反射造成了音染,下面我来实测一下我房间不同位置的频响,测试器材 我diy的索尼4寸同轴,测试工具 clio电声测试系统以及clio mic02标准传声器
结果,红线是近场测量结果 绿线是听音位置的频响,可以看到低频驻波导致了频响波动,这就说明了房间的声学特性会改变音箱原有的音色,要想听到音箱的本身音色 就要对房间做吸音等声学处理,这里是音响知识教程 我就不多说了。结论: 一套音响系统 音箱和房间各占一部分音色,要重视房间声学特性。 那么这个房间的本身的频响曲线是如何呢? 用clio后处理一下 得到下图结果。
对于声压级的概念很多人都模糊极了,不知道到底是个啥概念,就像想体会10cm多长就买个尺子一样,你需要一个声压计 (噪声计) 也就100元左右,但是这能帮助你切实体会声压级的概念,而且可以让你知道自己的环境噪声 以及听音声压级。另外一个体验声压级的方法是用foobar播放器的音量控制条,它是以db标注的 你可以增减音量体会db与实际听感上声音大小的联系。
另外,声压级增大3db 功率要乘以2,并不是功率乘以2 声音大小也乘以2 。
下面讲失真,简单讲 失真就是播放的声波和原始信号不一样,产生了多余的分量,例如我们听到的音箱的破音 噼啪声 就是失真了,失真一般指谐波失真 (还有互调失真等等,谐波失真最严重),,谐波失真THD用%表示,一般认为小于10%的谐波失真是音响系统的容忍度,那么人耳到底能分辨多大失真呢?由于多余变量和不可控因素(包括听觉特性:掩蔽效应等等),暂时没有证据证明人耳可闻失真的确切数字,我们一般追求更低的失真 让音箱的失真小于1%,但是事实是 厂家不会轻易把实测失真曲线拿出来 这会暴露产品的缺陷 导致销量下降。
枪声 比音乐大很多,那么这个枪声的信号功率就会比静态音乐功率大很多,如果比静态音乐声压级大3db,那么功率就是静态音乐的2倍,如果大6db 就是4倍,那怎么办呢?不要担心,扬声器的峰值功率是可以短期承受额定噪声功率数倍的功率的,这时候,要求功放的功率余量一定要够用,否则就会削波失真 产生大量直流成分和高次谐波失真 烧毁高音喇叭,例如100w额定噪声功率的音箱 可以承受400w峰值功率,那么功放可以配500w,静态音乐可以给音箱输入100w功率,当出现一个高于平均水平6db的枪声时 功放可以瞬间提高400w功率给音箱,音箱可以承受 也就可以重放这个枪声。对于一般的音乐 一般没有超过3db的峰值音乐信号,所以以2倍于音箱额定噪声功率的功放功率搭配即可。但是 对于无源功放的这种搭配 会容易输入过大功率 因为音量旋钮可以调节到最大 让功放最大功率输出 ,这时候留作峰值余量的功率全部加在音箱上 音箱烧毁(专业扩声系统中有限幅器等设备),而高品质的有源音箱再内部电路已经设计了配合音箱的保护电路 不会发生这种情况。
最终 祝大家玩得开心
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