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耳机知识入门：分频器的相位问题+ g3 T1 j( f3 }) m7 V7 p2 k5 R
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多单元的设计，不管是耳机还是音箱，理想化的结果都是多单元之间相互完美配合，但这种美事基本仅存在于PPT或者设计师的脑海里，而现实是，总会被“相位”问题搞得乱七八糟。这个问题比较难表述，但我们会尽量尝试讲清楚。: D* R# `/ j! r K8 D" W1 A
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两分频音箱中高音、低音扬声器的频响曲线组合示意/ v5 I4 @0 b0 N+ i7 V% v
我们先来温习一下分频是怎么回事。以双分频为例，分频器把完整的信号分成高、低两组频率段，分别交给高低音扬声器来完成工作。高低音扬声器会有个交叉的区域，这个区域内的频段信号，高低音扬声器都会同时做出反应。假设某个多单元的音箱或者耳机的分频点在3kHz，那么输入一个3kHz的信号，高低音会同时发声。温习到这里，我们可以开始讲解“相位问题”了。- e Z a7 K8 b1 B& H8 {! E
" G P6 y3 N' F7 m6 q波形相位差演示
/ E# d. V5 B% J2 r! n1 A" @ 波循环一周的相位为360度。相位180度时，与原始波形为互为反相。互为反相的波可以完全抵消为零，在分频器的设计当中，高低两组频率或多或少的会产生相位差，那么这些相位差可能产生什么结果呢?我们做个试验来模拟一下。; k. A4 R2 d" x' d
) Z p" J0 h2 e6 j: R/ J创建一个-20dB的正弦波
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-20dB的正弦波的信息6 B" J* L) o% M2 L" ~1 V
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复制一份-20dB的波与原波叠加
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1 I$ p! s& g3 S7 e) X复制一份-20dB的波与原波叠加，产生了一个约-14dB的新波
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复制一份-20dB的波，并裁剪掉最前面的-0.003毫秒，用于产生与原波的相位差 |/ z! }* M6 _( C* e/ [
$ U( w0 u( W: f8 |将裁剪掉0.003毫秒的波与原波叠加8 J' F1 U( [9 G
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将裁剪掉0.003毫秒的波与原波叠加，产生的是一个约-15dB的新波
~5 k, N" u7 b% b& j6 c 两组合并测试得到的结果并不一样，有相位差的产生了能量损耗，得到的新波要低1dB。在分频器的设计当中，出现这种情况就意味着声音在损耗，而且波形也会失真，不够原汁原味，优秀的设计，一定是高低频交汇处的中频饱满无凹陷的，因为能量得以最大程度的保持。# G; t5 g. O6 Y$ \
分频手段的改进，主要围绕降低分频器的相位而发展，但展示手段往往就是一条频响曲线。凹陷的频响曲线，可能是出现分频瑕疵，那么平直的频响曲线是否代表好声呢?并非如此，因为相位凹陷的曲线同样可以补平，但失真的波形是补不回的。分频器的相位差问题很少被人提及，一是难以克服，二是难以理解，说一大堆技术介绍往往还不如几句忽悠开启脑补来得直接。9 C p3 P! b6 v; u
至于分频器为什么会产生相位差，什么样的技术会降低相位差，不是本篇的内容，网上有些分频器设计的资料，有兴趣可以参考，不过这已经不再是“入门”了。 |
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发表于 2008-5-12 13:46:52