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音箱的相位對音響系統(tǒng)有何影響？ |
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在擴聲系統(tǒng)中，由于傳聲器信號輸出線或音箱功率信號輸入線極性接反以及系統(tǒng)存在的相位失真等原因，會造成各種各樣的聲音反相位或相移問題。聲音相位關(guān)系的正確與否（尤其是反相），將直接影響聲音還原質(zhì)量。
但是，目前音響界似乎對系統(tǒng)的反相和相移并沒有給予高度重視。
多數(shù)音響工作者將系統(tǒng)連接完畢以后，根本不考慮傳聲器和音箱的相位；在進行設(shè)備和系統(tǒng)調(diào)整時，也不考慮由于調(diào)整而有可能帶來的一系列相位失真，這對于現(xiàn)代音響系統(tǒng)來說，無疑是個缺憾。
文中討論音響系統(tǒng)的各種相位問題，分析相移對再現(xiàn)聲音造成的影響以及檢查和解決反相情況的具體辦法。
音響系統(tǒng)的反相包含兩方面，一是對于音頻信號來說，兩個同一聲音信號相位差為180°的情況；另一個是對于傳聲器和音箱來說，在同一聲音的驅(qū)動下，各音箱振膜之間、傳聲器振膜之間或音箱與傳聲器振膜之間振動方向相反的情況。從實際應(yīng)用中就能清楚地了解反相以及反相對聲音產(chǎn)生的影響。歸結(jié)起來，擴聲系統(tǒng)中的反相類型共有5種，即左右聲道音箱間反相、真實相位反相、傳聲器反相、多只音箱陣列中部分音箱反相以及一只音箱中不同揚聲器反相。
任何一個音響系統(tǒng)都有可能出現(xiàn)程度不同的相移或相位失真，它與音響設(shè)備本身的相頻特性和音響系統(tǒng)調(diào)整有一定關(guān)系。
左右聲道音箱相位
為了再現(xiàn)立體聲效果，使放送的聲音具有良好的展開感、保證聲場均勻，現(xiàn)代音響均采取雙聲道系統(tǒng)放音。在左右聲道音箱同時放音時，如果給左右聲道音箱送入同一個推動信號，其揚聲器的紙盆振動方向應(yīng)該完全相同，即同時同步向外或向內(nèi)運動；如果振膜的振動方向正好相反，其發(fā)出聲波的振動方向必然相反，相當(dāng)于左右兩音箱發(fā)出的聲波之間永遠(yuǎn)存在一個180°的相位差，這種狀態(tài)被稱為左右聲道音箱反相。左右聲道音箱反相會產(chǎn)生兩方向影響：
?。?） 使左右兩組音箱發(fā)出的聲音在聲場中的振動方向正好相反，彼此之間聲音能量在聲場中互相抵削，出現(xiàn)聲短路現(xiàn)象，導(dǎo)致重放聲音的音量達不到應(yīng)有的音量、聲音的力度變差、低音渾濁等。
?。?） 由于左右聲道聲音存在180°的相位差，致使重放立體聲音樂時的聲像定位在很大程度上是依靠左右聲道之間的相位差來完成的。立體聲理論告訴人們，當(dāng)左右聲道之間存在180°相位差時，聽音者便感覺到立體聲聲像跑到了兩音箱的外側(cè)，聲源的位置飄忽不定、模糊且混亂，立體聲所特有的臨場感、空間感和聲包圍感效果遭到破壞。
音響系統(tǒng)在安裝連接時極容易出現(xiàn)反相情況，為防止發(fā)生這種現(xiàn)象，一些音箱的信號輸入端子和功放的輸出端子用紅和黑兩種顏色標(biāo)明極性。一般來說，只要用音箱線將功放的紅端與凌晨箱的紅端相連接、功放的黑端與音箱的黑端相連即可。但也不盡然，因為在音箱的生產(chǎn)過程中不排除信號線接錯，有些音箱的接線端子在出廠時，本身極性就已經(jīng)顛倒了；還有一種原因可能導(dǎo)致音箱反相情況的增加。即現(xiàn)代的專業(yè)音箱和功放已經(jīng)普遍采用Neutrik插頭作為音頻功率信號傳輸接口，這種接口在連接時不太容易判別極性，稍一疏忽就有可能將導(dǎo)線極性接反。
如果確有反相情況，只要將反相音箱的兩音箱線對調(diào)即可。
用試聽法檢查音箱是否反相是一種簡便易行的方法，在沒有專用相位測量設(shè)備（如相位儀）時可以采用此方法。目前，市場上有專用的CD試音盤，錄有左右聲道同相和反相兩種聲音，播放一個聲音前會事先告訴聽音者即將播放的聲音是左右聲道同相還是反相。如果同相的聲音優(yōu)于反相，則說明左右聲道音箱是同相的；反之，則說明音箱接反了。沒有專用試音盤時，用質(zhì)量好些的音樂節(jié)目源也可以通過聲音對比來檢查左右聲道音箱是否存在反相情況。聽音時仔細(xì)觀察兩種接法在聲音的立體感、力度、動態(tài)和低音等方面的變化，就可以進行判別，優(yōu)者為同相，劣者為反相。
真實相位
真實相位是指音響系統(tǒng)聲音或信號輸入與輸出之間的相位關(guān)系。正常的相位狀態(tài)應(yīng)該符合兩個條件：一是音箱放送傳聲器拾音時，傳聲器振膜的振動方向必須與音箱振膜振動方向一致；二是用音源設(shè)備（如卡座、CD機等）向系統(tǒng)輸入音頻信號時，輸入信號必須要與輸出信號的相位（即極性）相同。如果不能達不到上述兩個條件，就是真實相位反相。
當(dāng)使用傳聲器演唱時，如果傳聲器振膜的振動方向與音箱振膜振動方向相反，就會出現(xiàn)演唱者直接發(fā)出的聲音與音箱發(fā)出的演唱聲在聲場中互相抵消，或者音箱發(fā)出的聲音傳到傳聲器后對傳聲器振膜產(chǎn)生反作用力這兩種現(xiàn)象。在傳聲器的拾音區(qū)域與音箱的放音區(qū)域混雜在一起的擴聲場合，傳聲器與音箱之間的真實相位反相現(xiàn)象會顯得格外突出，將使音箱發(fā)出的演唱聲總是不能達到應(yīng)有的音量，音量開大時，還容易出現(xiàn)嘯叫。在傳聲器的拾音區(qū)域與音箱的放音區(qū)域完全隔開的場合，真實相位反相也會由于音箱發(fā)出的聲音與實際的聲音存在180°的相位差而影響保真度。
有些人認(rèn)為，用音源設(shè)備放送聲音（如用CD機播放音樂）時，真實相位即使反相也不會對還音質(zhì)量造成什么影響，其實這種觀點是錯誤的。任何聲音都有其自己本身原有的相位相狀態(tài)，重放時，音箱發(fā)出的聲音必須真實地反映原來的本來面目，當(dāng)然也包括原有的相位狀態(tài)。研究表明，真實相位反相會使中音略感不足，聲音明亮度欠佳。
檢查真實相位是否反相的方法很簡單，但必須在將左右聲道音箱的相位校正或同相后進行。傳聲器與音箱之間的相位關(guān)系可采用下述方法：給傳聲器送入聲音，將左右聲道2個音箱的連接線或傳聲器的2，3端對調(diào)，在不改變功率放大器音量的前提下，比較對調(diào)前后的聲音，傳聲器音量相對較小的就是反相連接，較大的就是同相連接。如果用音源放送音樂聲音，可仔細(xì)品味音樂中的中低音成分，在不改變功率放大器音量的前提下，比較兩種連接的聲音，中音略優(yōu)者為真實相位同相。
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