《家庭影院技術》2007年第六期用相當多的篇幅刊登了對于海外十四款著名品牌的有源超低音箱進行的測評,,并將結果公之于眾,。這一舉動受到了音響愛好者的歡迎,它無疑為低音炮產(chǎn)品提供了一個公正,、透明的展示平臺,,另一方面也能敦促廠家在做好產(chǎn)品上多下些功夫。 不同于以往的測評,,這次特別做了在消聲室里的頻率響應測試,,相當專業(yè),也相當客觀。測試曲線公開以后,,許多讀者和網(wǎng)友表示了強烈的興趣,,但是對于曲線本身所代表的意義又不能理解:不同形狀的曲線與產(chǎn)品的技術指標有什么對應關系?和我們的聽感又有什么對應關系,? 我多年從事音頻科技研究,,在消聲室里測試揚聲器是我的日常工作之一。此次受雜志社邀請,,對已經(jīng)發(fā)表的這些曲線進行評論,,同時也就我所知向朋友們提供一些分析方法。 下面首先引入幾個基本概念: 什么是消聲室,? 消聲室并不是沒有聲音的房間,,而是消除了室內(nèi)反射聲、隔絕了室外環(huán)境聲的房間,,它的用途,,就是在閉合空間內(nèi)建立起一個自由聲場。所謂“自由聲場”就是聲音從一個聲源發(fā)出以后不再回頭,,在任何方向都不會遭遇反射的聲能分布狀態(tài),。只有在這樣環(huán)境中測試的結果,才能客觀地反映電聲設備的發(fā)聲特性,。為了消除反射,,消聲室的室內(nèi)六個表面(四壁、地板,、天花板)都要敷設吸聲系數(shù)特別大的結構,,吸聲系數(shù)應該大于0.99。 但是低音的吸收仍然是非常困難的,,即使采用“吸聲尖劈”這樣一種特殊結構,,也存在一個“低頻截止頻率”,低于截止頻率的聲音就不能很好地被吸收,。細心的讀者會看到,本刊這次測試產(chǎn)品的消聲室截止頻率為60Hz,。 是不是60Hz以下的數(shù)據(jù)就沒有意義了,? 不是,按照一定的規(guī)律對于測試系統(tǒng)進行補償,,就可以達到準確測量的需求,,而這個補償工作在消聲室及其測試系統(tǒng)交付使用的時候已經(jīng)完成。由于強吸聲的環(huán)境消除了反射干擾,,所以在這種條件下的測試數(shù)據(jù)比起非消聲環(huán)境的測試要準確得多,,也精確得多。 頻率特性曲線 又叫“幅頻特性曲線”或者“頻率響應曲線”,它反映出來的是聲壓級(SPL,,sound pressure level)隨頻率(Frequency)而改變的關系,。在這里“聲壓級”是一個客觀的測試量,單位是“分貝”(dB),,是用對數(shù)形式表達的聲壓,,能比較好地反映“音量”的大小,聲壓級越高,,音量就越大,。 有源音箱的測試目前沒有國家標準,因此有些判斷方法上參照了國內(nèi)外同行的做法,。比如“±3dB”有效頻率范圍的簡易判斷方法,,在SPL曲線的頂端劃一條水平線,在這條水平線的下方間隔6dB再劃一條水平線,,這就形成了一個判斷有效頻率響應的基準線(這個基準線的取得比起“1/3oct取點平均”的辦法容易得多,,其最后結果相差不大)。SPL曲線與基準線相交的點就可以分別讀出頻率響應的低端和高端,,對于低音炮,,通常我們只對最左邊的那個交點感興趣,它就是我們想要通過判斷得出的“-3dB截止頻率”,。 對于不同聲壓水平的SPL曲線族,,在判定有效頻率范圍的時候通常選擇聲壓水平低的那一條,以避免諧波聲壓的干擾,。這一點是與功率放大器不同的,,在那里需要額定功率下測試。 不同的產(chǎn)品,,頻率響應曲線會有些大小不同的峰和谷,,總的說來曲線越平坦越好。 諧波失真 需要強調(diào)的一個非常重要的指標就是諧波失真,,這是一種音響系統(tǒng)自己產(chǎn)生的與原信號不一樣的頻率成分,。必然的規(guī)律是,在低音區(qū),,頻率越低諧波失真也就越嚴重,,進入超低音區(qū)(40Hz以下)失真很快加劇。這是因為揚聲器的錐盤振動幅度隨著頻率的降低而加大,,一般的情況是,,到了超低音,已經(jīng)遠遠超過了揚聲器的線性區(qū),。為減少這種失真,,長沖程的揚聲器被普遍地采用在高檔的低音炮上,。 好的產(chǎn)品設計可以將諧波失真控制到一定程度,而劣質(zhì)產(chǎn)品制造者多半不知道有諧波失真這事兒,,“有聲音就算”,,這就是區(qū)別。 讓我們來看一看一個實際例子(見圖2),,它描述了某著名品牌的低音炮在不同聲壓曲線下的諧波失真,。 諧波失真和聲壓級本身關聯(lián)密切,音量稍微開大一些,,諧波失真就接近100%的產(chǎn)品是屢見不鮮的,。這個例子中,“105dB”那條曲線,,頻率低于40Hz(該曲線在此頻率的實際聲壓級還不到95dB),,而失真便接近了百分之百。諧波又分為二次諧波,、三次諧波以及更高次數(shù)的諧波,,這些成分的比例不同,聽音時也有不同的感覺,,比如低音“假”(偶次諧波為主),、“混濁”(奇次諧波為主)、“捶胸口”(聲壓很高的奇次諧波),,如果聽的時間長了,,生理上也有“頭暈”、“惡心”等反應,。 事實上,,正是諧波失真這個指標成了超低音重放的最大問題!像圖2這樣的例子是非常普遍的,,在超低音區(qū)域發(fā)出的都是失真了的聲音,,并且失真到了根本就沒有基頻存在的程度!也正是由于這個問題,,造成了許多人對于低音炮的誤會,,甚至反感。 遺憾的是,,這次的消聲室測試結果也沒有給出諧波失真曲線,,這種情況要想對一個低音炮作出全面、細致的評價仍然比較困難,,因為很難發(fā)現(xiàn)隱藏在頻率特性測試中那一條簡單的“SPL曲線”后面的諸多問題,。 |
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