频率响应?轴上响应?瀑布图?资深发烧友的你,会看这些图吗?

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作为一个发烧友,你有没有过这样的经历?


(资料图)

为了找些有用的影音思路,你拜访了各大音响论坛。

结果想要的信息没得到,却被漫天的各种图形冲晕了头脑?

尤其是在DIY圈,一纸图形几乎成了炫耀自己制作音响的最终神器。

可频响曲线究竟能体现出什么?

它真的能代表一台音响的一切吗?

今天笔者就在这里,常使用更简单的语言解释下这些图形的作用。更多的人懂了,以后也就不会再被人忽悠了。

首先说频响曲线前,我还是先普及下什么是频响范围。

频响范围:一只音响的有效发声范围,通常的最大范围是20-20000赫兹。

用钢琴举个例子,钢琴上的一排按键,靠左的低沉靠右的尖锐。这就是声波频率(赫兹)不同,音调不同的现象。

而频响曲线:就是分别测定一只音响20-20000赫兹每个区间声音的响度(同级别信号下发出的音量大小),然后将区间点连线后形成的曲线图。

频响曲线最基本的作用,是测定一只音响的有效频率范围。

水平的X轴代表了频率,垂直的Y轴代表了响度。

响度与最大值接近的部分为有效频率,就拿上图为例,这只音响的频率在60赫兹时出现了明显下滑,所以它的频响范围大概在60-20kHz。

素质还算好,但超低频的部分几乎无法表现出来,所以听感上会略显单薄,包围感差。

但随着技术的演进,很多专业人士发现频响曲线也能看出音响的失真。

如上图所示,红色箭头的部分形成了很尖锐的凸起,这就证明这支音响在该频率下会形成爆发式的响度增强。

同时绿色箭头标记出的尖锐凹陷,证明这支音响在当前频率下的响度不足。

因为我们在听音乐的时候,大部分都是一次有几千个频率同时在响应。

所以尖锐的凸起和凹陷部分就会造成听感上的违和感,我们一般称之为“失真”。

当然,这并非证明这支音响的素质不好。

因为一般的喇叭图形是这样的,失真和不足都相当明显。

那么什么样的喇叭才是一只完美的喇叭?

理论上,一条平滑的直线是最完美的。

但目前这样的数据仅仅停留在理论上,能做到几乎顺滑和平直的音响,都几乎是被称为传奇一样的产品。

举个例子,JL Audio的F113超低频扬声器。

作为仅提供20-100Hz部分的发声单元,F113的曲线几乎是一条平滑的直线。

这也是为什么很多发烧友都将之奉为“神炮”的原因之一,下面这张图就是F113的频响曲线,可以参照。

音响有6个面,但一般只有一个面上有喇叭,故而在六个不同的面测得的频响曲线一定不同。

你瞧瞧,这不是废话吗?

谁会躲在喇叭后面听音?

但别着急,说这些是有意义的。

至于轴上频响曲线? 其意义是:将测试麦克风放置在喇叭同一轴线上测得的频响曲线,也就是直射频响曲线。

轴上曲线一般和我们的频响曲线完全重叠,也是用来测试喇叭素质的一条曲线。

由于之前对频响曲线的描述已经足够多,这里就不再多赘述。

至于考虑轴上曲线的原因,是因为我们还要考虑立轴时的曲线是什么样的。

因为我们不仅不会躲在音响的后面听音,也同样不会坐在音响的正前面听音。

HIFI的基本,就是要用两只音响组成一对立体声来聆听。而我们一般都会坐在两只音响的正中间,也就是说,我们一般听到的都是音响的“离轴频率响应”。

了解了轴上频响曲线,离轴频响曲线也不难理解。

其意义是:将测试麦克风放置在非喇叭轴线上的位置所测得的频响曲线。

这个通常数据并非单独的一个,而是沿轴心向外,角度每增加10°便测得一个数据,直到测定360°为止。

也就是我们之前所说的躲在音响后面聆听的位置。

离轴数据很重要,它虽然不能为你展现喇叭最好的数据,但能为你展现你这组音响的“最佳聆听窗口”。

有了这个数据,你就能很方便的决定自己音响的摆位。

举个例子。

比如你的音响素质较差,离轴10°的曲线就会出现大幅度的下滑。

那么你最好把两只音箱的距离拉进一些,或者调整音箱的角度,让两只音箱都朝皇帝位“扭头”,不然你聆听时就会感到音质大幅降低。

又比如你的音响素质超级好,离轴40°的曲线依然惊艳,那你几乎就可以任意摆放了。

因为不论你怎么摆,按理说都能听到很完美的音质。同时结相的强度和声场的宽度也更能比较差的强非常多。

这就是 聆听窗口(Listening Window) 的作用。

好了我们继续上强度。

早期反射:简单理解就是回音,最早一波反射的回音。

这个时间有多短,我们用一个20平米的房间来举个例子。

房间为比较标准的长方形,4米宽5米长,音响摆放的位置在房间的三分之一处。那么音响大约到最远的墙面距离就为米,聆听位置距离该墙面的距离为米。

已知声音在常温常压下的传播速度是340米/秒,那么4÷340=秒=12毫秒前后反射来的声波,就是早反射声波。

不知道大家有没有去过静音室的经历?

如果有,你就应该知道其实我们在日常聆听声音时,直射音只是听觉当中很小的一部分。而剩余一半甚至一多半的声音,都来自于反射的声波。

所以早反射声波的音色对我们的听音也事关重要,如果处理不好,音响效果至少要打一半的折扣。

上图中的数据相对较好,证明测试的房间声学做的很优秀。

有些朋友一直以为房间声学只是玄学,这次看到了图形,应该大家能对房间环境对音质的影响有更深层次的理解了吧?

房间声学构建也是个很专业的话题,但这与本文无关,以后有机会,笔者我再跟大家单独聊。

升功率是最难理解的一个项目,但其在音质当中的影响却也不小。

首先引用台湾《音响论坛》杂志主编刘汉盛老师的话:“影响听音感受最重要的三个因素,其一是设备器材的品质、其二是声学空间的构建、其三,就是声音的量感。”

虽然有句话讲,好的音响系统即便声音开很小也能凸显出细节。

但刘汉盛老师的建议,是当我们在认真聆听音乐的时候,最好还是要让音响产生足够的声压级,这样聆听的音乐才能有足够的包裹感。

而声功率,就是检验音响是否能提供足够包裹感的重要因素。

声功率:指声源在单位时间内向外辐射的声能总和。

我们可以简单理解为声压级,但也要区别于声压级。

声压级对标的是音量,而声功率指的是单位时间声源压缩空气而制造的能量综合。

这里说个题外话以便大家能更好地理解声能。我们经常思考一件事,就是声音究竟长什么样子?

如果我们在各种搜索平台输入这个提问,得到的答案是:“声音是一种波,类似于下图。”

但其实声音根本不长这样,或者说跟波的样子完全没有关系。

之所以称之为“波”,是因为这样比较好理解。

又之所以声音会以“波”的形式呈现,是因为当我们观察两种密度很大的物质边界时,能量总会以“波”的方式出现。

但其实声音并不是一条曲线,而是球形的。如果简单用视觉来展现,那他应该跟冲击波长一个样。

是的,声波是被压缩的空气。

而波只是展现空气密度的一种形态。

波峰的空气密度较大,波谷的空气密度较小。

而喇叭发声的 原理,其实更像是将空气吹成了一个个泡泡。然后当泡泡经过了我们的身体,声音便通过耳膜的震动穿入脑海。

当然,这个泡泡是能被反射的,也不像肥皂泡那么容易破。

而如果再回头用这个想象思考声功率,好像一下就能搞明白它的作用。

这不就是想看一只音响究竟在单位时间里能吹出密度多大的声音泡泡吗?

当然,目前我们经常使用的高频或中频单元一般不用考虑声功率的问题,因为对于200Hz以上的声音来讲,我们喇叭的声功率一般都是溢出的。

只有在超低频,也就是低音炮或者说超低频扬声器的测试中,声功率才是个非常重要的指标。

超低频除了弥补20-200Hz部分的频响,还有个非常重要的任务,就是增加整个声场的能量。

不论是交响乐还是歌剧,在现场时这种能量感都很强。

所以当能量不足时,我们在听音时很难有身临其境的感觉。

而这也是为什么,我一直在建议发烧友在双声道HIFI系统里再增加一到两个低音炮的原因。

其实目的并非只是为了20Hz的那点声音,关键目的是超低频能提升声音的量感,增强聆听的临场感和包裹感。

所以低音炮在选择上,我们也需要考虑声功率的大小。

最简单的方法是看低音炮的功率,因为声功率在音响中就是简单的将电能转化为势能的过程。

比如捷力的G213低音炮,额定4500w公里,峰值1万w。

这种级别的功率所能制造的量感,绝不是500w小低音炮可以达到的,即便它的尺寸再大也不行。

其实有关声学的图形还有很多,但当我写到这里的时候,发现洋洋洒洒也已经3000多字。

虽然笔者我认为这篇文章相比较那些晦涩难懂的书籍来说已经更容易读懂了,但阅读太久,可能大家也会更加疲劳。

所以,有关瀑布图的话题我们不如留到下一期再说。

总之有关平面图形的内容,本文应该已经解释的比较清楚。

不论是基础的频响曲线、轴上曲线,还是和音响摆位息息相关的离轴曲线,和听音环境的声学构建脱不开干系的早反射曲线,还有用来提现声音量感的声功率都讲到了。

可以说,这篇文章应该也写出了刘汉盛老师主张的音质、声学空间和量感的三个重要因素。

至于其他,下期再谈。

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