高保真,high fidelity高度保真,中文统称“音响”。音响圈子里叫“hiend”,但在国外,hifi的另外一个名字叫Stereo,也就是立体声。
但其实,能够“准确重现”录音中的“3D立体感”的音响系统,才是“立体声系统”,否则只能说是两声道的音响,戏称为“听个响”。
而且,音响系统并非分为“平面音效”和“立体声3D重播能力”两种,
而是“扭曲错位”与“清晰准确的3D立体感”两种。
本原创主题分三部分,
第一部分,为何准确的“立体声重播”寥寥无几,以至大多数人从未接触过。以及从一些测试结果了解,为什么无法实现。
第二部分,不是每一款产品,都有测试结果。如何从一些显而易见的外在设计和数据,就能初步判断和排除一些明显难以重播准确定位感的器材。
第三部分,例举一个万里挑一的立体声系统的测试例子。由于价格不菲,仅对付费者开放,否则毫无意义。
所谓“具有准确结像感重播能力”的系统,其在播放一些“收录有3D立体感”的唱片时,乐器的大小形体感,甚至可以突破三面墙壁限制的舞台前后纵深感,逼真的结像感。比如播放竖琴独奏的高品质录音时,你应该可以听出低音的发声点和高音的发声点,有明显不同的距离感。
如果是只能分清左中右的重播,只能称为两声道,也意味着是不合格的。
能够重现立体结像感的是十分困难的,因为仅在纸面上,系统就需要同时满足4大条件,
-1,音响分频器的电子信号相位差为0度。(最重要的400-4000赫兹)
-2,不同喇叭之间的声学相位(时间)差为0度。
-3,音箱中低频在双耳之间呈现出准确的“时间差”,在400-1500赫兹范围,
-4,音箱在双耳之间呈现出准确的”响度差“,在1500赫兹到4000赫兹范围。
音箱的多路分频器,让99.99%的音箱就跪倒在了第一个要求上。
第二个要求,即使两只音圈,两个驱动系统的同轴喇叭也无法实现。仅有“一只音圈”的宽音域重播能力的喇叭。才可能在接近0振幅的情况下实现。
意味着第三点,只有在分频点低于100赫兹,且振膜的振幅在1毫米之内,才可能实现。
第四点,需要中高音单元的振膜直径需要大于50毫米。
下面我们结合一些音箱的旗舰信号作为例子,来逐步分析4大条件的难度。
上图中,虚线代表电子相位。最佳情况是,和右侧0度重合的一条直线。
该音箱在100赫兹到7000赫兹之间,100赫兹时,偏差+15度,意味着低频比信号超前,相当于在喇叭前方17厘米发出。
在200赫兹时,为负23度,意味着落后于音乐信号,相当于在喇叭后方10厘米位置发出。
对于一个音乐的低频信号,必定同时伴随着成倍的高频泛音。比如100赫兹发出的时候,会有200赫兹的谐波几乎同时发出。
因此,该相位曲线,意味着音箱对100赫兹信号的重播,本应距离喇叭为0的重播,实际上存在“纵深距离上最大为27厘米”的误差。所以,很难满足精确的“3D定位感”。
而这条相位曲线,其实已经算是优良水平,其实很多天价音箱的曲线,远不如这款品牌的小旗舰。
再看条件2,多只喇叭单元间存在“启动时刻差”
因为在分频点附近的一段频率,可以听到两只喇叭一同工作,
如下图为一只三路分频的音箱,中低频的分频点为150赫兹,从50到400赫兹范围,耳朵能听到中音和低音一同工作的声音。
此时理想情况是,两只喇叭步骤完全一致,启动时刻,停止时刻完全相同,但由于磁路系统,振膜重量,音圈等完全不同的物理结构,这只是一种不可能实现的愿望。
上图是一对定价5万美元的三分频落地音箱,从左往右,出现的不同尖峰和6,5ms出现的山峰,分别代表着高中和低音单元的启动时刻,以及远长于高音单元的恢复归为的所需时间。
实际的差距是多少呢?1ms相当于声波的距离为34厘米。如上图美国M牌铝合金音箱,中音和低音之间相差6,6-4.1=2.5ms 相当于85厘米。对于在中低音分频点附近的频率,之间本应该相差为0,但实际一前一后,发声的位置间隔85厘米。
这就是为什么难以听见准确的形体感的主要原因之一:重播的高中低频信号之间,存在于原信号不同的时差。主要原因是1,分频器,2,喇叭之间的启动时差,以及3,功放信号电路上的电容。
导致了第三点无法得到两耳之间,准确的时间差。扭曲了原信号之间的乐器的形体感。
下一篇内容为,哪些设计能够缩小时间差的失真,以及一个满足四大条件的玩意挑一的例子。
