雷明專欄:揚聲器睇真 D(14 – 完結篇)
上期講到超低音的相位差。如果受聲點上相位差(APE)是 180 度(或幾個 Cycle 後的半個 Cycle),那太好了!只須將超低喇叭線紅黑換轉駁就得 100 分。不過,這假設是令發燒友想壞腦的「一廂情願」。九成是,APE 超逾 100 度,把超低反相後,仍有可聞的 80 度。兩個聲源抵達受聲點時,APE 以中央頻率為分音點,可上下覆蓋幾個倍頻。60Hz / 12dB的分音,影響範圍闊至 30Hz ~ 480Hz,音壓愈大,可聞度愈大。故此,混合得宜的超低 / 主聲體系能夠提供至為明確的3D立體感及層次感。親身體驗過有 Sub / 無 Sub AB 比較的人,一致誓言音場的拓張氣勢絕對涉及中高頻。
由於 APE 頻率範圍廣闊,把超低音聲箱移位或調校發音面發射角度,都肯定改變 APE 特性。APE 聲波調制形態之錯綜複雜,固非筆墨所能形容也。
說到聽音室內聲波互撞相位重疊之錯綜複雜,便要講講這門名為 Acoustical Phase Error 的相位失真,是指我們在聆聽點上所收到的相位失真與聲源比較究竟有幾多。借助立體電腦掃描技術,電聲專家們已經能夠憑肉眼觀察到聲波在聽音室裡揚聲器傳至聆聽點的準確圖象。發燒友都應知道,聆聽點上收到的聲波,是第一次(直接)波和第二次至第 N 次(反射)波的總混合。明顯地,相位失真之較大部分來自反射波,因它的形成狀態因個別聽音室而異,而且聲源(現場原音)絕對扯不上關係。
無殘響笑話
第二次或以上反射波的折回時間,又由於聽音室牆壁距離狹隘而遠遠快過正常現場,這過速的反射效應被稱為邊界效應(Boundary effect)。邊界效應是 Hi Fi 重播永遠和現場原音有別的最大絆腳石。聰明的音響專家們就說:「挑!要消滅邊界效應何難之有,只須建造一間無反射聽音室就行。」事實,無反射室,即無殘響室,是肯定衰聲的東西。這問題牽涉到音響心理學(Psychoacoustics)之較高層面。識少少扮代表之人設計出近乎無殘響的 Hi Fi 房,認真搞笑。超低音聲箱在聽音室裡擺得好位,跟主聲箱配合得宜,所能產生的 3D 音響台拓張效果,的確非常之驚人,優良的超低音體系,配合極級主聲箱,能營造出恍如置身音樂廳的空間感。把超低音關掉,廣闊深遠的空間感立即大打折扣。
超低音體系拓闊音場的原因,是它的邊界效應和主聲箱的邊界效應在空氣中「握手」時互相調制,產生「悅耳」的圖象。反之,互不和諧的兩股邊界效應在空中碰撞,各不相讓,則產生不協調的劣化的圖形。這現象,固然可憑電腦掃描圖象得到證實,但要在聽音室裡實踐卻不能單靠儀器。
其實,採用另組發聲源調制主聲源而令聲響畫面性格改變的設施,古已有之。電聲學家一早已洞悉變化的奧秘,運用技巧也日見精湛。
蓄意反相
最早的發聲 / 消聲設計,以人造噪音消除環境噪聲,是由一群 Altec 公司的研究員發明。在辦公室天花敷設揚聲器,把拾音系統拾取的環境噪音經處理後反相播出,令辦公室裡的氣氛格外寧靜舒適。「隔音」效果倍增,以矮屏風間隔的辦公桌,連鄰座的談話聲、打字機聲都獲得有效抑制,若遇到寫字樓外掘路爆石情況,「反噪聲」系統更能作出應變措施,減低環境騷擾。
多年前,Threshold 的 Nelson Pass 發明了「駐波殺手」,是一柱連撿波器,擴音器的低音聲箱。先測定了房間的駐波基周,並調節擴音器,使它只播出駐波頻帶,把重播訊號輸入,揚聲器便按訊號強弱播出反相的駐波頻帶,與聽音室內產生的「正」駐波相抵銷。
千古不變的「相位」
Hi Fi 重播科技,本來只得三幅被,講一百次都不離錄音和放音。七十年代後期,數碼科技侵入 Hi Fi 界,至九十年代初,數碼錄 / 放音技術已全然取代了模擬錄 / 放音。但最終發出聲響的介體揚聲器,仍須借重全模擬式的電動 / 機械系統達成任務。九十年代見證了影音新紀元之誕生,影音一體化的探討仍然是三幅被:錄和放。而且,影音錄 / 放技術其中最具重要性的一件事,人所共知卻不求甚解者,它的名字叫「相位」。
先前本欄題目,都圍繞著「相位」問題而講。揚聲器在聽音室裡擺位移動1 吋,已足影響聽音點上所收到的聲響圖像,改變聲響畫面平衡度。數碼錄 / 放音基本性格有別於模擬錄 / 放音,也是由於前者的高頻相位失真未能克服。
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返璞歸真
玩 Hi Fi 而不了解「相位」的發燒友,囿於自我框框裡,無論浸淫時間幾長,都玩不出好聲,此為一個可悲的現實。Hi Fi 鏈中,誘發相位失真最多的是揚聲器。揚聲器結構越簡單,產生相位失真的機會亦越低,此為千古不變的金科玉律。所以,理想的揚聲器永遠是單一全頻發聲體,沒有分音器。要知道,分音器是全靠產生相位差異的功能去操作的元件,三路分音的相位失真便比二路分音多了 50%。三隻單元的相位失真也比二隻單元多出 50%。(看官不必斤斤計較以上 50% 的講法)
發燒友更不要忘記,以今日之電聲科技,一個度身訂造的 L/C(線圈 / 電容)分音器所產生的相位失真肯定遠遠低於一台伸縮性強的「百搭」電子分音器。
我的意思是說,「百搭」式電子分音 / 擴音 / 揚聲系統(不幸)早已落伍,玩電分音宜取分音器與揚聲器不可分割的一體式產品才追得上時代。但這種玩法就仍比不上玩 bi-amp 或 tri-amp 驅策原裝 L/C 分音那末靚聲。
當然,不少人記得我雷明是六十年代提倡電分音、擴音的「作俑者」。在中環豐樂行 Hi Fi Pro 示範先鋒牌電分音推 Heco 單元(AR3a 等照劏!),蔚然成風。又陸續推介串串並並每聲道廿多個飛利浦 AD0163 軟 dome 半球形高音擴散器和山葉牌「大耳牛」冇聲箱低音等組合,最高峰期玩到五路幾十單元分音,加配 Altec 每聲道 31 段 EQ 頻率調制器,當然少不了採用 McIntosh AA2 頻率分析器為發燒友現場測量聽音室頻應曲線……
轉眼卅餘載。俱往矣,今天要說的是:玩電分音我算早,放棄電分音我更早。短短幾年間,我的電分音體系由五路減至四路、三路,如今只餘假二路。揚聲器由每聲道數十個變回原廠三路三單元加超低。
一切皆因相位。 原文刊於 1999 年 4 月《Hi Fi Review》 作者:雷明 先生