教您如何降低揚(yáng)聲器系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的失真

這個(gè)老生常談的話題由于具有假冒的可能性而依然很吸引揚(yáng)聲器師們的興趣。國(guó)外專(zhuān)家講過(guò)一個(gè)故事：話說(shuō)牛津大學(xué)有一位極 這富進(jìn)取精神的揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)師驕傲地帶著一只新開(kāi)發(fā)的揚(yáng)聲器樣品到著名的吉它演奏家Leo Fender那里，供Leo的吉它放大器使用。Fender試驗(yàn)了這只揚(yáng)聲器，然后告訴那位工程師，這只揚(yáng)聲器"太干凈"了，為了達(dá)到滿意度，他要求在揚(yáng)聲器中必須表達(dá)更多的失真。

通常，附加失真對(duì)揚(yáng)聲器不算什么問(wèn)題，更合適地說(shuō)，問(wèn)題在于如何降低失真。成本在音頻聲源(例如CD唱機(jī))和放大器的失真規(guī)定已小于0.01%的時(shí)代，揚(yáng)聲器是音箱鏈中最弱環(huán)節(jié)的老看法已變得越來(lái)越準(zhǔn)確。但是，人們已經(jīng)學(xué)會(huì)了在揚(yáng)聲器系統(tǒng)里怎樣降低失真的好措施了。

首先，要闡明一些術(shù)語(yǔ)：所謂失真，是指揚(yáng)聲器傳輸函數(shù)中的非線性的結(jié)果。有一些人定義失真為：在裝置的輸入和輸出的波形幅值之間存在的任何另外的變化。這種定義還包括了頻率響應(yīng)和相位相應(yīng)的影響，這類(lèi)影響本質(zhì)上是線性影響。

第二，我們來(lái)評(píng)論一下系統(tǒng)中非線性的影響。非線性的任何形式都有兩種影響：它促成輸入頻率在輸出端出現(xiàn)諧波(頻率的多倍數(shù))，而且它促成出現(xiàn)調(diào)制產(chǎn)物(和及差)，影響的形式常常稱為諧波失真;后者則稱為調(diào)制失真(或稱互調(diào)失真)。由非線性產(chǎn)生的特殊的外來(lái)頻率取決于非線性的性質(zhì)。換句話說(shuō)，一些非線性形式成比例地引起較多的諧波失真，而另一些形式引起較多的調(diào)制失真。

同樣，特殊的諧波或調(diào)制的產(chǎn)物也取決于非線性的形式。舉例來(lái)說(shuō)，中心膠接口處松脫就會(huì)在揚(yáng)聲器中產(chǎn)生較高次的諧波--10次、12次等等--而音圈在磁氣隙中偏心就會(huì)產(chǎn)生低次的偶次諧波，例如2次和四次。

一般地說(shuō)，調(diào)制失真能更多的聽(tīng)出而且比諧波失真更令人討厭：音調(diào)增添諧波只不過(guò)改變了音調(diào)的音色，而增添和或差的頻率(這些頻率很可能是與有關(guān)節(jié)目源中的任何頻率都不調(diào)和的)，就像在管弦樂(lè)隊(duì)中增添了奏錯(cuò)了的音調(diào)。

通常，失真是以要求信號(hào)的百分比規(guī)定的。人們已經(jīng)做過(guò)許多試驗(yàn)以確定能聽(tīng)到的諧波失真和調(diào)制失真的最小的百分比。最終遠(yuǎn)離目標(biāo)的變化證明了這樣一個(gè)事實(shí)，試驗(yàn)者尋求的是錯(cuò)誤的問(wèn)題。事實(shí)上，失真的最小可聽(tīng)量是由人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)的掩蔽現(xiàn)象決定的。因此，就是由頻率范圍、SPL和聲源的復(fù)雜性來(lái)決定的。

音箱設(shè)備制造商常常對(duì)有關(guān)失真指標(biāo)及通過(guò)打印出的電子設(shè)備的失真曲線圖的主觀反應(yīng)的難度做出反應(yīng)(在設(shè)備中失真可以好到小于0.01%)，但是忽略了揚(yáng)聲器在有效頻率范圍內(nèi)及實(shí)際使用的聽(tīng)音聲級(jí)下的失真情況(揚(yáng)聲器諧波失真是很少小于1%的)。雖然，揚(yáng)聲器系統(tǒng)的頻響一般是公開(kāi)的，但是許多實(shí)驗(yàn)證明耳朵能包容大多數(shù)頻響的變化，實(shí)際上就是非線性失真的變化隨著令聽(tīng)音者疲勞的時(shí)間而更使人頭痛了。

最近，人們對(duì)尋求有用的確定揚(yáng)聲器失真的方法有了許多興趣(那種方法是與主觀實(shí)驗(yàn)有關(guān))。為此目的近來(lái)的一些論文推薦使用多音調(diào)測(cè)試。這是一種把四個(gè)或更多的正弦波饋給被測(cè)裝置的測(cè)試形式，而在輸出端由FFT完成任務(wù)。總的來(lái)說(shuō)，結(jié)果能夠以信號(hào)/噪音比那樣的方式，或以百分比，或以圖表的形式來(lái)表達(dá)。在任何情況下，對(duì)測(cè)出的諧波失真，低次調(diào)制失真(例如：和或差)，以及高次調(diào)制失真(例如：3f1-3f2)中都是沒(méi)有差別的。