浅谈超重低音和功放的Subwoofer和LFE

百宝城影音 · 发表于 2018-12-3 16:56:45

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　　一位美国的家庭影院设计大师曾说过，低音就好比是盐。盐放的少了，食之无味;但是放多了，又掩盖了食物的鲜味。低音也是一样，如果缺少低频，影音节目的感染力和冲击力势必大打折扣;而低频如果太多了，又会影响影音节目的清晰度。所以，恰如其分是最理想的。
　　今天大家在AV功放/解码器里所看到的扬声器配置(Speaker Configuration)，比如声道Large,Small等设置，是低音管理系统(Bass Management)。
　　低音管理最早起源于上个世纪80年代，M&K和Triad公司所推出的卫星音箱+超低音的组合。在同时，杜比实验室也推出了低频分配系统，允许AV功放/解码器将中置声道的低频信号分配给其他声道来重放。
　　在1990年，卢卡斯电影公司推出了THX认证标准，要求在家庭影院中每个声道都能在观众位置达到105dB的最高声压级(低频)，以符合电影录音棚的标准。但是，标准推出后才发现，在家庭中实现每个声道都在低频段达到105dB的最高声压级是很不现实的。除非客户使用体积非常大的音箱(双12寸或者15寸低音单元)。于是，THX制定了一套简单的低频管理系统，让单独的超低音来负责整个所有主声道(L/C/S)的低频还原。这样，在家庭中体验澎湃低音的同时主箱的体积大幅度缩小。
　　到了1995年，杜比实验室和DTS分别推出了独立的5.1声道系统，增加了一条独立的声道——LFE(Low Frequency Effects)，中文翻译为低频效果声道。播放这个声道的信号时候，在观众位置的最高声压级可以达到115dB。如果大家没有体验到传说中的“低频打心口”的感觉，只能说明你家的系统没到115dB。客厅党基本没可能了。如果真能到，估计不只是整幢楼，估计整个小区的邻居都来找你麻烦了。115dB是啥感觉，迪厅去过吗?就和那差不多。
　　下面来聊聊Subwoofer和LFE的区别：
　　LFE是信号声道，频带宽度20-120Hz(DTS是20-80Hz)，它独立存在于5.1声轨中。它也是5.1音轨中最不重要的声道。它的出现是断断续续的，不是每时每刻都有。一部动作电影，其LFE声轨的总时间可能会达到20分钟。而一部文艺片，可能也就5分钟。少了LFE，顶多是低频不够力度，但不影响观众观看影片。你能想象L/C/R/Ls/Rs中的其中任何一个声道缺少吗?所以，这里又回到文章的开头部分，LFE就好比是盐。少了盐，至少食物还是可以吃的。
　　LFE声道在录音时比其他声道低10dB，而在播放时，还音系统自动加了10dB的增益。所以LFE声道的信噪比比主声道低10dB，但是，动态范围却大10dB。由于LFE声道的频带较窄，所以牺牲信噪比换取动态范围还是比较科学的做法。请参考下图。
　　Subwoofer是还音声道，在Subwoofer播放的低频信号包括所有声道的低频部分(比如80Hz以下的部分)，还有LFE声道。所以，大部分的情况，超低音负责了整个家庭影院系统的低频播放。
　　如果我家的系统使用了落地音箱，那我还需要将音箱设置为Small吗?是的!如果你一定要将喇叭设置为Large，那么音箱的低音单元至少15寸以上，或者双12寸，而且承受功率必须超大。但是，即使你有这么大的音箱，还是应该把它设置为small!!
　　为什么呢?因为小房间的低频驻波严重影响低频的音质，如果你把低频在左右主箱中播放，那么很有可能左右主箱的位置会激发房间中某个驻波频点，从而劣化低频音质。如果把系统中所有的低频都交给超低音扬声器来统一管理和还原，那么移动超低音的位置(左右主箱的位置移动范围很小吧?就算能移动，也可能还会引起其他的一些问题，比如房间边界反射等)，或者使用多只超低音，都能起到抑制低频驻波的功效。
　　所以，从今天开始，你的家庭影院系统别再出现Large了。好的低频音质，从Small开始!
　　最后，再来解释一些比较实际的问题。
　　1.LFE和LFE+Main
　　这是功放中很常见的设置。笔者认为，这样的标识是比较误导，正确的标识应该是Sub Only和Sub+Main。
　　这里的LFE模式，是说在这个模式中，所有设置为small的声道，它们的低频在超低音中播放。如果LR是Large，C/LS/Rs是Small，那么LR音箱只播放它们自己的低频，而Sub中将播放C/LS/RS的低频部分还有LFE。
　　在LFE+Main模式中(有的功放只在LR为Large时才可选择个模式)。如果LR是Large，C/LS/Rs是Small，那么LR音箱不仅播放它们自己的低频，还播放了C/LS/Rs的低频还有LFE。这种模式，又被称为Double Bass，意思是双重低音。这种模式应用于LR是较大的音箱同时Subwoofer的推动力又不太够的情况。通过两次低音的播放，加大低频声压级。
　　但是，由于低频在三个不同的地方同时播放，低频在观众位置处的融合度非常难调试，要获得好的低频效果，除了后期调试外还需要点运气。因此，高水准的家庭影院都不推荐使用这种模式。
　　所以，LFE模式才是高水准家庭影院应该选用的模式。你所要做的，是选用质量好的，瞬态出色，音色符合你口味的小型主箱，再配合多只高性能超低音，才能到达好的效果。
　　各位想想看，家庭影院是用来看电影的，不是看音箱的，放那么大个的音箱在银幕两边，是不是有碍视觉啊?再说了，用那么大体积的主箱，功放是不是成本又上去了?而且你买的主箱，能到105dB极限低频声压级吗?实话，普通零售型hifi落地箱，基本是没可能的。
　　大体积的音箱一般应用于40平以上的大型家庭影院。但即使在大型家庭影院中，仍然把它们设置为small。大型家庭影院一般都有两只以上的超低音，实在没必要增加主音箱的负担。
　　2.转角频率
　　功放内部的转角频率设置理论上是调试的时候才能看出来的，一般是使用频谱分析仪来观察交叉点的低频吻合度。在缺乏专业仪器的情况下，一般先选100Hz，因为很多音箱其实到不了80Hz，特别是环绕音箱。
　　LFE声道的频率响应范围调到120Hz。Dolby Digital的LFE能到120Hz，DTS是80Hz。
　　超低音扬声器上的转角频率：设置为最大，而且至少是140Hz。因为，从解码器过来的sub信号中含有LFE。如果这里设置为120Hz，那么LFE低频在120Hz处就会多衰减至少3dB。
　　低频的调试其实是整个家庭影院中最重要的部分，不使用专业仪器和测试信号很难调到最理想的水准。笔者今天抛砖引玉，希望读者们至少在功放的设置上不会犯一些低级错误。

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