HiFi发烧音响基础（一）：High Fidelity 20至20000

kjnagku · 发表于 2006-7-19 07:01:00

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什么是Hi Fi？这问题，解释也简单，也复杂。50年代，当Hi Fi一词开始为中国人所知时，人们会说：Hi-Fi？就是二十至二万啰！估不到，直至今日CD世纪来临，Hi-Fi仍然是二十至二万。玩Hi-Fi，只要发过一年半载的烧，就有资格做专家。二十至二万之间包括的人类自有留声机以来之一切电声学、物理学？管他的娘！玩三几年Hi-Fi，就可以著书立说，自己不识的东西，以为人家一样不识。乱放厥词，搅到香港"Hi-Fi文坛＂黑比乌鸦。这篇连载，不仅献给初入门的朋友，同时也献给资深发烧友。

High Fidelity 20至20,000

Hi-Fi就是高保真。无论视觉、听觉，均可以Hi-Fi为形容词。但，今日一般人讲Hi-Fi就多指音响的重播、听觉的享受。据非正式纪录，全世界第一篇中文Hi-Fi报导，以“什么是Hi-Fi？怎样才算Hi-Fi？＂为题，见于1955年3月24日香港华侨日报音乐双周刊。作者雷明。

Hi-Fi这名词，是40年代大战后美国人从High Fidelity二字缩写成的新术语。但，早在30年代，英国的无线电制造厂商已经用High Fidelity一词去宣传他们的产品。Hi-Fi风吹到香港是LP（33转单声道）发明后的事。这以前，香港人玩78转碟的高级人，为数不多，很舍得花钱，但目的是音乐而非音响，也不流行把Hi-Fi一词挂在唇边。

   Hi-Fi，是一般高度传真扩音体系的统称，音响器材，要具有高度传真性能，我们听到的音响，才有真实感。音响组合，应该能够将人耳所听得到的声音准确地播放出来。人耳的听频范围，是每秒钟振动16次至每秒18,000次的音波。音波的单位，被国际公认为赫（Hertz，简写Hz），以记念发现这一切物理现象的人赫兹。在50年代，我们一般仍把Hz称为周 / 秒（CPS）。Hi-Fi重播范围，由16-18,000Hz改至较“顺口＂的二十至二万赫，也不是没有理由的。

   Hi-Fi体系，是要把听频音波以无失真（Distortion）状态重播出来。“无失真＂理想，自1859年爱廸生制造留声机开始，至今仍未竟全功。Hi-Fi之道，就是要怎样去对付失真，消灭失真，或，用新潮方式形容之；怎样去制造更悦耳的失真。

   讲到失真，本是研究Hi-Fi之基础，奈何今日文坛上写稿写到成名的一些某君，还真的连一般常见“失真＂之定义都弄不清楚

音波是一切

   在讲及失真之前，先让我们由第一课说起，认识一下音波Sound waves是什么。

   有一个发烧友常问的题目：他想知道，在一个三路三单元的扬声器中，小提琴的声音是从那个单元出来。或铜钹声音又从那个单元出来。又，有发烧友著书云，人耳是比任何仪器都有灵性的东西。因为，它可以分辨得出钢琴的一千赫与小提琴的一千赫之不同。而仪器却只知道它们是一千赫！

   诸如此类，往往令有知之人听了读了觉得啼笑皆非。如果他们明白音波构成的原理，他们也就不致摆乌龙。写Hi-Fi稿可以凭一句话暴露了本身的无知，各位同人小心为盼。

   地球上（或其他星球）所以有音乐之诞生，皆因音波结合的几万种变化所致。如果钢琴的一千赫跟小提琴的一千赫都只是一千赫那末简单，男人和女人的声音也没有分别，小鸟和老虎所发出的声音也将一样，只有调子（Pitch）高低之分。世界会变得极单调，没有音乐这样东西，有三份一以上的人类要改变他们的职业。明白了音波的组成后，人们自然知道钢琴及小提琴的标准音阶上根本就没有一千赫那个音。原来，自然界一切声响的发生，都不会是单一个纯音波的振荡，而是由一个基音（Fundermental）带动一连串谐波（Harmonics）的复式振荡。而基波 / 谐波的混合，就是天下间一切美丽的、或丑恶的音响泉源。谐波是从基音身上生长出来的副产品，谐波的频率，是基波频率的倍数。例如，1,000Hz的基音，就会带来一堆2千，3干，4千Hz……的谐波。谐波的称呼，以第2谐波（2nd harmonic）为开始，并没有第一谐波这名称，因为它就是基音本身。1千赫，即1KHz的第2谐波就是2KHz。基音与谐波混合的成分比例，就是构成亿万种不同音色的基本原理。基音的重要性，是决定一个音的音高（Pitch）。但，基音不一定是制造音色的主角。每种不同的乐器，人声都有它本身的基音 / 谐波混合性格。只有基音没有谐波的纯音波，是电声科技的“非自然＂产品，我们在玩“讯号产生器＂时，扭1KHz掣就听到1KHz纯音波或正弦波（Sine wave）。我们在听收音机：“当报时讯号一响，就系几点钟＂的报时讯号，应份是1KHz正弦波纯音。严格地说，正弦波经扬声器及空气传抵听者时，纯度已受环境干扰。所以有人说，纯音波只能在完全受控制的无余响室（Anechoic room）内听得到，此话有根据。

声音之结构

   音色的性格，往往在最初的第2次，第3次谐波比例就定了型。所以，要分别不同乐器或不同人物的发声，并不牵涉20至2万的全听频范围。尤其是人声，只需要听中“要害＂就分得出是谁。电话是一种频率响应范围（Frequency response range）颇狭窄的通讯器材，但我们所听对方声音，仍不难认得那是阔别多年的鲁思，或前天才分手的玛莉。

   上图是一节小提琴短暂发音的分析：上端曲线，是这个音在讯号分析器荧光屏上的全貌，以下是2至6次谐波音量的比例，可见第3谐波占较大份。假如我们用频谱仪分析大提琴发音，则可见到基周所占的比率非常微细。录音工程师对这些乐器的基谐音结构最紧要熟识，他们清楚知道要令音色变冷变热、变光变暗的奥秘。早期录音，甚至有将大提琴的基周滤去以提供较清晰透明画面者。原因是早期78转碟时代，唱头循行性能普遍地差，若给它150Hz以下低音，爆棚时必跳线。那时的喇叭，亦很少出到100Hz，所以录音师多把低频滤去。甚至在33转LP时代之初期，（LP于1948由CBS首创）立体声录音已在与单声道平行推进，RCA的真空管机无杜比磁带录音已臻达50-18,000Hz频应，但唱头 / 唱臂的响应仍普遍地低不过100Hz。故此，48-58年之间的大部份单声道LP仍以100Hz为底限。我们玩普通的Hi-Fi的，若拥有Connoisseur唱头 / 唱臂 / 唱盆组合（可唱33转及78转双速，唱头是插入式分33及78），已经很高级了，但仍唱不来低频太多例如Mercury牌子的唱片。但，100Hz以下基音，除管风琴之外，其他乐器都不是那末重要。当年我们听那些止于100至150Hz的78，及LP，在没有比较的情形下，根本不觉得有很多乐器：大提琴，低音提琴，吐巴管，低音巴松、大鼓、锣……）的基周被切去。

史特劳斯（Richard Georg Strauss） Also sprach Zarathustra, Op. 30

上述乐器之中，管风琴若被切了基音，例如史特劳斯Zarathustra（发烧友不识此字者普遍叫此碟为2001）开首的低C音，基音为32.7Hz，它是与低音提琴C弦一同奏出的。甚至在今日，用高级机唱此碟时，人们也经常只知有低音提琴声而不知有管风琴，50年代更估不到此曲一开始就有管风琴Low C最弱音与Double bass合奏。为什么要举这个例子。因为，这说明了录音（或扩音）可以删掉Double Bass的基音，而听者绝不会觉察音色或音高被改变（理论上，这就是100%失真！因为扩音体系播出的基音高了100%）。但管风琴的基音若被删掉，这乐器就干脆从音响画面上失了踪。

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