探索一下有关音响器材失真的问题

yinxiang999 · 发表于 2009-7-3 17:54:41

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音响一般由音源、功放、音箱三部分组成。据测算，功放与音箱的失真度占整个音响系统的80％以上，因此功放和音箱的素质显得尤为重要。

功放是功率放大器的简称，旨在把音源读出的微弱音乐信号放大至能推动音箱发声。从元件上分类可分为：电子管功放和晶体管功放。工作原理上可分为：甲类、甲乙类、乙类三种。从理论上讲，甲类功放谐波失真很小，因此保真度相当高。甲乙类功放保真度低于甲类。如制作工艺很高，也可以达到较高的保真度。

功放的失真就是输出信号波形中出现了不希望出现的波形变化，引起了声音失真，主要有谐彼失真、互调失真、瞬态失真和相让失真等等。

谐波失真又称谐波畸变，指音响设备重放后的声音比原有声源信号多出的额外谐波部分，负反馈网络的缺陷或功放的非线性均可引起谐波失真，以新增加的谐彼有效值总和占原有信号强度的百分比来表示。一台高保真功放的谐波失真在全频范围内应低于0．6％，否则声音听起来发干、发硬。一般讲1000HZ是功放失真最小的频率，许多厂家把这一频率的失真作为标准，这是不全面的。

互调失真是指两个振幅按一定的比例（常取4:1混合的高低频信号）通过音响设备后，产生的新非线性信号的现象。用非线性信号有效值总占原高频信号振幅的百分比来表示。通常大多数功放的互调失真都略大于谐波失真，对高保真功放而言，互调失真不应比谐波失真大很多，最好不大于10％。在谐波失真小于一定值时，信号的保真度在很大程度上取决于互调失真。

瞬态失真也称瞬态响应，通常以输入方波信号或具有方形包络的正弦信号波列（碎发声，如爆炸声、枪声、鼓声等等）在通过音响设备后，其波形的保持形状能力。瞬态失真有瞬态互调失真和转换速率过低失真两种。瞬态互调失真的产生是由于功放的负反馈设计有误或甲类功放工作点不当等等引起的。通常晶体管功放采用大环路深度反馈，这种情况下一个信号必须先经过功放放大，然后再反馈到输入端，由于“时间差”的原因，两种波形步调不一致（理论上应一致）导致互调失真。由转换速率过低引起的瞬态失真是由于功放跟不上信号迅速变化，出现的“反应慢”现象。一般情况功放转换速率最好不低于20V／us（即功放在1微秒内电压从0升至20V，优质功放可达100V／uS）。从听觉上判断，瞬态失真会使声音高频分辨力变差，影响声音的清晰度，使音乐失去透明感，声像也模糊。相位失真是指由于不同频率的信号重放后，时间关系不对应所形成的失真。在音乐重播时，相位失真将会直接影响“声象”的质量和方位，因此购买功放时一定注意“声象”的质量和方位如何。

音响系统的噪声一般来自于两部分。一个是由系统外部的干扰，另一个是系统内部产生的，即由组成系统的各种元件本身所产生的噪声。外部噪声消除后，系统内部噪声就显得尤为重要。通常功放的噪声大小常用信号的最大电平与噪声电平比值的对数即分贝表示。其比值称作“信号噪声比”，简写为S／N或SNR，简称信噪比。大多数优质功放的信噪比能达到90dB以上。

音箱看似简单，却体现了极其高深的声学学问，一个著名品牌的音箱不仅仅体现了高深的声学学问，也散发出强烈的民族气息。从这些方面看，中国的音箱厂家与国外的一些音箱厂相差就较远了。甚至还有不少厂家挂着羊头卖狗肉，捞一笔就跑。中国音箱要想赶超外国名牌音箱，实在是任重而道远。

失真是一个令人害怕讨厌的词语，大概是由于它的负面意义吧。一直以来，在电声产品上，失真都是一个重要的指针。但对发烧友来说，失真的真正意义在哪？

当一个讯号经过传输，或经过放大，理论上来说要保持和原讯号完完全全不变是不可能的，故此，从技术的角度看，人们总希望它的失真度越小越好。可是近年大部份资深发烧友都会同意，在听感上来说，失真度这指标却不能有效地反映器材的好声程度。如方才说过，既然讯号经过传输或放大不能保持和原讯号完完全全一样，其间一定出现一些变化，这变化是什么呢？大体不外乎"加多"和"减少"。"减少"这概念较容易明白，就是原讯号在传输或放大过程中遗失了一些东西。至于"加多"就有较复杂的内容了，简单来说，就是在传输或放大过程中，衍生出一些既源于原讯号又有别于原讯号的东西。由于这些都是原来没有的，故也只能是失真的部份内容。在听感上，这类衍生物有时竟会有神奇的作用，譬如说，一些新增的谐波，明显起了像味精的作用，喜欢的人会觉得加了声音更音乐化。又如话筒效应(microphonic)又提供了一些发烧友用作调音的一种有效手段。甚至乎相移(Phase Shift)，这个一听起来都不像好东西的，也可以巧妙地被利用来美化音色。在录音过程中加进激励效果使低音冲激力更大更结实，就是运用了相移这东西。于是有一派以最后听音为取舍的，大叫失真无伤大雅，因为如果把失真换成"美化物"，或"味精"，相信人们对之的抗拒会大为减少，而另一派主要是工程师，却大声说："数字胜于雄辩"(numbers don't lie)。这样的争论，旷日持久，究竟谁是谁非？

这里，我们先不用发烧友这概念，因为一般人可能会倾向于认为发烧友是一些走火入魔的怪人，上面的争论会对什么人有最大的影响呢？答案是喜欢音响的人，这也就是英文的Audiophile，音响爱好者了。至于谁是音响爱好者，这本身已有很大争议。我想这应该涵盖一切喜欢音响技术和听音乐的人，而不应把它局限于拥有价值连城的Hi End器材的一小撮。相信大部份读者发展音响的爱好，往往都是由喜欢听音乐开始，而最先接触或使用的都会是一些普及的器材。我还记得在小三的时候跟?邻家的大孩子一起自己弄矿石收音机，那时候从晶体耳塞传来的音乐，至今难忘，当然晶体耳塞根本不能提供什么低频，可是它的中频瞬变，与及高音的表现，都不是一般晶体管收音机的小扬声器所能比拟。虽然后来才知道AM广播的高频只有7 KHz，连谐波也不会高到10 KHz，但当年的简单矿石收音机却开始了我往后漫长的发烧历程。

还记得多年前到香港电台听他们第4台的每月音乐会，在不太大的一个录音间里听钢琴独奏。当时的感受非常美好，音色通透自然。于是心想，如何在钢琴前放两支胆咪，第三支挂高以收取堂音，在混音之前经胆器材调校…想得很远。但当回到现场的乐音中，我很快明白，要重现当时的效果，要重拾当时聆听者的感受，恐怕人类还要作很大的努力。

说回先前的争论，以发烧友为主的一派，大可称之为主观主义者(subjectivist)，他们坚持现今对失真的了解和运用还很有限，故失真的测量并不是故事的全部。至于以工程师为主的一派可称为客观主义者(objectivist)，他们坚持以科学手段去测量和区分器材的优劣。现实可能确是由矛盾组成，综观各种失真的被发现，被测量，以至人们找出对策，诸如总谐波失真，当改善它之后，原来带来了TIM瞬态互调失真；又譬如CD的jitter，被发现和对付，还只是很近年的事。

至于两派谁对，我想两者各有各对，因为他们争论的不是同一样东西。发烧友其实不自觉在听感上找寻自己的喜好，而工程师却力图客观地找出衡量器材的标准。故此争论的答案是客观测量标准并不能决定主观的个人喜好。有人喜欢无源前级，有人反对，一下子大家都升级到什么音乐感等抽象名词上争论，其实这只是两种个人喜好的争论，是两种不同的主观立场。说实在一点，他们争论的，其实不是音乐回放的表现，而是两种前级本身的特有音色。究竟讯号经过这两者，有多少"加多"，有多少"减少"，工程师插到其中，又能否排难解纷，抑或是会使浑水更浑。这一切，由读者自己下答案好了。

ジ幻影は伊人 · 发表于 2009-9-18 16:32:30

:victory::victory::victory:

xy867552 · 发表于 2009-12-10 17:44:12

佩服，支持！

萧枫与莹柔 · 发表于 2010-1-3 18:06:07

顶一下，学习

空梦 · 发表于 2010-4-8 17:50:05

来欣赏，来学习。

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