Hi Fi 基礎談 五十二:炒雜錦
前後四年多,HiFi 基礎談已講得七七八八,再寫落去就不是基礎了。HiFi 基礎談是一篇頗受歡迎的連載,有不少中途加入行列的讀者,都特別為它而親臨本社買齊以往的每一期。我相信,每期都閱讀本欄的朋友,必定或多或少得益。因為,這是一篇一切都根據正確知識及理論的連載。
今期的內容,是炒雜錦。
耳筒的低頻何來?
這絕對是 HiFi 基礎,初哥都應該識,有人問:
「有人提議,要播到某低週,就要有起碼這個低週的半波才可以聽到。那麼請問耳機豈不是完全沒有低音,然則耳機是不依物理而單靠感性去想像出來?」
雷明在基礎談的第 2 期就已明確指出:「聲波在空間只要有足夠地方讓它形成半個波形(正波或負波),聽覺便能分辨得出它的音高(Pitch)。換言之,你的聽音室只要有一個 56 呎除 2,即 28 呎空間,你就可以聽到真正的 20Hz。」
這是千古不變的音響物理定律,絕非靠感性去估。
其實,我在本刊的第五期(1986 / 9)上早已就上述問題向一位讀者作出了絕對準確不是靠估的解答:(以下講的“耳膜",實質上包括整個聽覺系統。)
喇叭在沒有足夠空間的環境下,也能產生低頻。但耳朶卻聽不到這低頻——如果沒有足夠空間去形成半波的話。
耳筒與耳膜是直接耦合,耳筒振膜每秒振 50 次,耳膜就「演譯」出一個 50Hz 低音。"
試以手掌在耳朶旁邊輕搓,你會“聽到"極低頻,這也是毋需半波空間的空氣推動。
直接耦合現象,是空氣推動(Air Drive)力學,耳筒振膜的距離愈接近則耦合效率愈高。比方說,有一個小到能塞進耳朶裏的耳機能夠重播出 50Hz 的話,它的耦合傳輸功能便比一般掛在耳邊的耳機要高,封閉式耳機的低頻傳輸效率因此也比開放式耳機要高。
耳機低頻經由直接耦合方式傳送的物理,任何人都立即可以戴上耳機做個簡單實驗去證明,任何耳機都行。你只要在聽音時將耳機稍為拿開耳朶少少,那怕只是半吋,低頻響應就損失了大橛。反之,如果把耳筒向耳朶用力壓緊些少,低頻音量就顯著提升(注意,用 Stax 之類耳機不宜將振膜壓貼耳朶)。
音波振動經空氣耦合傳至耳膜的物理,若把耦合的空氣變成液體,就是在我們四周圍隨處可見的 “液體推動"(Fluid Drive)力學了。早期的“自動波"美國汽車,沒有波箱,主動軸與被動軸之間沒有實質接觸,而是浸在一個濃度適中的油箱裏。踩油時主動軸的齒輪激勵了箱內的油(液),把被動軸的齒輪推動。
Fluid Drive 應用在音響器材上,亦屢見不鮮。唱片刻模機、廣播用的唱盤,不少都是用液體推動。
由 Air Drive 引伸出下列音響物理之常見現象。
耳筒效應
聽音室在封閉情形之下,低頻聲波找不到一個足夠讓它形成半波的空間的話,這些不完整的被拗折變形的低週就完全是垃圾,絕對有害。利用全息(Hologram)掃描,我們現在可以隨時從螢光幕上看見由電腦模擬出來的上述“撞聲"立體圓形。因為,一隻有低頻的單元在一間沒有低頻的房間裏是照出低頻如儀的。但那房間的 6 個反射面就將這些變形屈折的頻率攪到亂過亂世佳人,分分鐘產生大堆與基頻無關係的共鳴波。這堆垃圾,再加上有數據可稽的駐波,所做出來的音響,是沒有組織的,非音樂化的“一舊舊",把小房間能夠重整出的真低音(不會很低)都掩蓋掉。
這一種音響泥漿,是“撞聲"的一類,給聽者帶來壓迫感,倒也有其本事:暴力性的 Sensation。喜歡這種音響虐待的發燒友,大有人在。
另方面,小房間出不到極低頻雖然是物理定律,但小房間若有窗戶或開了門,就都提供低頻半波走畢全程的機會。
此外,小房間裏擺大喇叭,聽者與喇叭的距離可能只有 3 呎,或喇叭對準聽者的左右耳射擊,就會產生 Air Drive 耳筒效應了。低音單元每秒振 40 次,在短距離內的耳膜,也給推動了 40 次/秒。耳筒效應做得到小房間出低頻的功能,尤其是播正弦波的時候。可惜,在重播音樂的時候,耳筒效應所提供的極低頻,又被“一舊舊"的“撞聲"泥漿所掩蓋了。
掩蓋效應(Masking Effect)
掩蓋效應是聽覺的一大弱點:一個音壓大的聲響會掩蓋了鄰近頻率的音壓細聲響。掩蓋效應的程度因人而異,但一般來說,+6dB 音壓已足夠將附近的頻率掩蓋。我們十分注重低頻響應之線性。唯有線性優良的低頻重播才提供聽起來諧波結構最豐富最舒服的低音。由 30Hz 至 160Hz 之間的頻應,在一般有駐波、有撞聲的聽音室裏,等閒出現 15dB 的峯。如果這峯在 60Hz 附近的話,你會聽到很肥的大提琴,咚咚聲頂心口的定音鼓,和除了大鼓之外甚麼也聽不到的大鼓。正常的 HiFi 當然沒有你家的聲,但基於“HiFi + 愈多高低音愈好"的定律,你的 HiFi 就橫掃全港九新界。可惜你聽不到極低頻,也不知真正的Linear為何物。
咪高峯拾音,也受掩蓋效應影響,但情況十分輕微。所以咪高峯聽到的,耳未必聽到。用咪來做校準,最具參考價值的是響應之線性。
搓麵粉
這是非常有 IQ 的比喻,活用這三個字,慳番好多口水。“搓麵粉"一詞,出自名家手筆,意思是擴音/揚聲組合所分發的能量已有一定,好比搓麵粉,你把麵團搓扁了,它就沒有厚度;搓厚了,就沒有闊度。換言之,揚聲器的距離遠了,音場就沒有深度。距離近了,音場就沒有闊度。
對極!不過……
擴音器的輸出功率愈大,所提供的粉團愈大。2 X 15W 功率,搓的是魚蛋!(假設揚聲器的效率為 88dB / W / m)揚聲器的相位質素,單元質素,聲箱質素等,都是搓麵粉的工具。有些揚聲器,你給它一粒魚蛋,它搓出一粒老泥,這是能量損耗。
好組合,好環境,粉團自然搓得又闊又高又深,超越了揚聲器的距離。
隔離牛與濾波器
這方面,我們已探入研究了將近三年,經無數實驗。我們是以理論為根,然後從實驗去求證。因此,我所講的是經驗之談。人說:「隔離牛?不聽也知道甚麼事。」,「無論電源濾波器也好,隔離牛也好,兩者在發燒友來說,聽聞說也是濾去電源中的高頻干擾。」
這兩節中,包含了「不聽也知道」和「聽閒說」等字眼,非常坦白。不過,和我們研究、實驗和聽了近三年的答案,倒有點出入。
電源濾波器的功能,是濾去電源內含的高頻干擾。隔離牛的功能,是把電源內含的尖峯訊號(Spike)削成圓形,和極有效地降低電源哼聲(香港是 50Hz)。濾波器也有過濾 Spike 的功能,但效力遜於隔離牛。不過,濾波器沒有(或極輕微)隔離電源哼聲的作用。另方面,隔離牛也有排斥高頻干擾的效用,但又遜於濾波器。
這兩件法寶聯用,發揮很有成績的潔淨電源功效。然而,有鬚不盡是老豆,蚊牛蚊濾波不是 Hi-End。這裏面,大有學問。“不聽"不能知,“聽聞說"等如未深切體驗。
人說:「火牛線圈影響音色」。這個當然,好的火牛要揀好聲的線去繞,音響專用隔離牛用的線是由發燒友挑選的,我們揀線也揀了成年啦。
人說:「(牛的)內阻高的後果首先是高頻響應削弱」一節,抱歉,這說法完全跨越了我的知識範圍。因為,這裏所說的是電源牛,不是擴音機的 Output 牛。我實在沒法領悟到室內電源牛(包括一切前、後級、CD 機、唱盤、解碼……的牛)的內阻,如果“比地區分站的降壓牛低"的話,帶來“的後果,首先是高頻響應削弱"的原因。這裏面,可以寫一篇博士論文,由地區分站的降壓牛(按:這是 auto-trans,沒有隔離牛的 Isolation 作用)的內阻談起。然後講到由此而駁入大廈電箱的很粗的總線的內阻,跟着講總線分出較幼支線的內阻,最後講到由屋內電箱分 Circuit Breaker 去到隔離牛輸入端的內阻,續集又要講埋隔離牛之後所有電源牛的內阻。標題:「電源牛之內阻高過分區降壓牛則削弱體系之高頻響應論。」
供電線最理想是除了運輸電勢之外,不運輸任何雜質。雜質是頻帶極寬的垃圾,高頻干擾在 RF,甚至幅射頻段,聽頻干擾,在附近各種家庭電器操作時所產生之 Spike 之類,低頻則是磁氣和交流哼。可想而知,我們需要的電源線,是除了導電之外對任何頻率絕緣的線。這種線永不可能誕生。根據上述條件,最潔淨的電源是純直流電,而不是由整流器出來的直流電,純電流再經過濾之後,馬上派用場,它便很少機會沾染垃圾。退而求其次,如果真能夠達到“高頻削弱"(即沒有 RF,沒有 Spike)的供電線,效果也倒反為不錯的。
那位女士用了隔離牛之後而“發覺高頻空氣感盡失"的原因,我們較難作出隔山打牛般的分析。但據實際經驗,有下列可能性:
(A)蚊牛;電流供應不足器材之需索。
(B)蚊濾波器;電流負載量細的濾波器,經不起擴音器在開機時所扯的浪涌電流(Current Surge),三兩日間產生磁化作用,肯定令“高頻空氣盡失"。
(C)一組獨立電源裏並連(Parallel)多過一個濾波器,可能令“高頻空氣盡失"。
(D)隔離牛距離器材過近,有磁場干擾。
玩隔離牛
應先符合下列條件
(A)由總電箱直駁獨立電源給 HiFi。
(B)每隻隔離牛的供電量,起碼 2KW(中級)。
(C)每組獨立電源駁一隻隔離牛,然後駁一隻濾波器(30A~50A)。
(D)隔離牛距離 Hi Fi 器材不少於7呎。
我們的討論,應保持頭腦冷靜,儘量客觀,他山之石,應該撿來小心研究,這樣才有進步。
專業圈裏,已有多處音響陳列室安裝了合規格的潔淨電源系統。發燒友羣中,安裝了合規格的潔淨電源系統的知名人士,大多數在事前都想不到會有這麼顯著的改善,有一兩位更是抱着姑妄聽之的心理去裝,結果當然喜出望外。
我認識上述每一位擁有合規格隔離牛/濾波系統的人,深知他們對音樂音色的判斷力極之可靠。而且,還了解魚翅和粉絲不能混為一談。
最後,容我再用「 」符號抄多一句頗有挑釁性成分、同時極不理智的話:
「說回來,一套放大器要加隔離牛才可以好聲的話,那是一套怎麼樣的放大器……」
玩 HiFi 的藝術,是懂得如何去發揮手頭上組合的最佳狀態,而不是一天換這一天換那。潔淨電源幫助發揮 HiFi 之最佳狀態,就算你有套全世界最靚的器材,如果輸入器材的能源不潔淨,那套放大器怎能發揮得出本身之最佳效能?潔淨電源是一勞永逸,長期受惠的系統。
一部全世界最快的跑車,採用劣質燃油也能跑得很快的嗎?
(原文刊於 1990 年 7 月《Hi Fi Review》,作者 雷明 先生)