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音箱的相位對(duì)音響系統(tǒng)有何影響？ |
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在擴(kuò)聲系統(tǒng)中，由于傳聲器信號(hào)輸出線或音箱功率信號(hào)輸入線極性接反以及系統(tǒng)存在的相位失真等原因，會(huì)造成各種各樣的聲音反相位或相移問(wèn)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(duì)系統(tǒng)的反相和相移并沒(méi)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(jìn)行設(shè)備和系統(tǒng)調(diào)整時(shí)，也不考慮由于調(diào)整而有可能帶來(lái)的一系列相位失真，這對(duì)于現(xiàn)代音響系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是個(gè)缺憾。
文中討論音響系統(tǒng)的各種相位問(wèn)題，分析相移對(duì)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(duì)于音頻信號(hào)來(lái)說(shuō)，兩個(gè)同一聲音信號(hào)相位差為180°的情況；另一個(gè)是對(duì)于傳聲器和音箱來(lái)說(shuō)，在同一聲音的驅(qū)動(dòng)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(dòng)方向相反的情況。從實(shí)際應(yīng)用中就能清楚地了解反相以及反相對(duì)聲音產(chǎn)生的影響。歸結(jié)起來(lái)，擴(kuò)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(shí)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(yáng)聲器反相。
任何一個(gè)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(kāi)感、保證聲場(chǎng)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(shí)放音時(shí)，如果給左右聲道音箱送入同一個(gè)推動(dòng)信號(hào)，其揚(yáng)聲器的紙盆振動(dòng)方向應(yīng)該完全相同，即同時(shí)同步向外或向內(nèi)運(yùn)動(dòng)；如果振膜的振動(dòng)方向正好相反，其發(fā)出聲波的振動(dòng)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(gè)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(huì)產(chǎn)生兩方向影響：
（1） 使左右兩組音箱發(fā)出的聲音在聲場(chǎng)中的振動(dòng)方向正好相反，彼此之間聲音能量在聲場(chǎng)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(dá)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(lè)時(shí)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(lái)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(shí)，聽(tīng)音者便感覺(jué)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(chǎng)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(shí)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(hào)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(lái)說(shuō)，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?yàn)樵谝粝涞纳a(chǎn)過(guò)程中不排除信號(hào)線接錯(cuò)，有些音箱的接線端子在出廠時(shí)，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(hào)傳輸接口，這種接口在連接時(shí)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(duì)調(diào)即可。
用試聽(tīng)法檢查音箱是否反相是一種簡(jiǎn)便易行的方法，在沒(méi)有專用相位測(cè)量設(shè)備（如相位儀）時(shí)可以采用此方法。目前，市場(chǎng)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(gè)聲音前會(huì)事先告訴聽(tīng)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(shuō)明左右聲道音箱是同相的；反之，則說(shuō)明音箱接反了。沒(méi)有專用試音盤時(shí)，用質(zhì)量好些的音樂(lè)節(jié)目源也可以通過(guò)聲音對(duì)比來(lái)檢查左右聲道音箱是否存在反相情況。聽(tīng)音時(shí)仔細(xì)觀察兩種接法在聲音的立體感、力度、動(dòng)態(tài)和低音等方面的變化，就可以進(jìn)行判別，優(yōu)者為同相，劣者為反相。
真實(shí)相位
真實(shí)相位是指音響系統(tǒng)聲音或信號(hào)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(gè)條件：一是音箱放送傳聲器拾音時(shí)，傳聲器振膜的振動(dòng)方向必須與音箱振膜振動(dòng)方向一致；二是用音源設(shè)備（如卡座、CD機(jī)等）向系統(tǒng)輸入音頻信號(hào)時(shí)，輸入信號(hào)必須要與輸出信號(hào)的相位（即極性）相同。如果不能達(dá)不到上述兩個(gè)條件，就是真實(shí)相位反相。
當(dāng)使用傳聲器演唱時(shí)，如果傳聲器振膜的振動(dòng)方向與音箱振膜振動(dòng)方向相反，就會(huì)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(chǎng)中互相抵消，或者音箱發(fā)出的聲音傳到傳聲器后對(duì)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(kuò)聲場(chǎng)合，傳聲器與音箱之間的真實(shí)相位反相現(xiàn)象會(huì)顯得格外突出，將使音箱發(fā)出的演唱聲總是不能達(dá)到應(yīng)有的音量，音量開(kāi)大時(shí)，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(kāi)的場(chǎng)合，真實(shí)相位反相也會(huì)由于音箱發(fā)出的聲音與實(shí)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(jī)播放音樂(lè)）時(shí)，真實(shí)相位即使反相也不會(huì)對(duì)還音質(zhì)量造成什么影響，其實(shí)這種觀點(diǎn)是錯(cuò)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(shí)，音箱發(fā)出的聲音必須真實(shí)地反映原來(lái)的本來(lái)面目，當(dāng)然也包括原有的相位狀態(tài)。研究表明，真實(shí)相位反相會(huì)使中音略感不足，聲音明亮度欠佳。
檢查真實(shí)相位是否反相的方法很簡(jiǎn)單，但必須在將左右聲道音箱的相位校正或同相后進(jìn)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(gè)音箱的連接線或傳聲器的2，3端對(duì)調(diào)，在不改變功率放大器音量的前提下，比較對(duì)調(diào)前后的聲音，傳聲器音量相對(duì)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(lè)聲音，可仔細(xì)品味音樂(lè)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(shí)相位同相。
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