瞬态响应及音响台 Transient Response & Sound Stage

2019-09-04   视听发烧网

Hi Fi 基础谈 三十四:瞬态响应及音响台 Transient Response & Sound Stage

作者:雷明先生

摘 要: 上期讲完了 Acoustics,其实有余未尽。基本上,听音室的驻波,谐震形成波峰及直接/反射波互相碰撞而形成的回响(Echo)和抵消(Cancellation)作用,究非换线或换 amp、音箱所能补救得来。

上期讲完了 Acoustics,其实有余未尽。基本上,听音室的驻波,谐震形成波峰及直接/反射波互相碰撞而形成的回响(Echo)和抵消(Cancellation)作用,究非换线或换 amp、音箱所能补救得来。但,玩 Hi Fi 都像五柳先生,不求甚解,概有所得便信现眼表面景象。例如某人换了个唱盘之后,低频房间谐震大见改善,自忖新盘沿用旧盘唱臂、唱头,但换了对新讯号线,于是将这耳朵听得好清楚的低频收紧(瞬态加速)效应(少说也有 10dB!)归功于新讯号线。依我看,讯号线的配搭无疑可令器材之间的interface 条件改变,但本案的焦点却应份在旧盘有反馈(Feedback),新盘则有非常显著的进步,所以低频谐震降低了很多。

瞬态失真即延迟效应

唱盘的设计结构,直接影响唱头响应及能量传输,干扰组合之瞬态响应,每款唱盘均有其本身之音染及频应特性,它们又对不同种类的臂与头有不同之影响。

推而广之,Hi Fi 重播质素之好与坏,早二、三十年是取决于组合失真的多寡。今日,互调失真及谐波失真已逐渐受到技术控制,音乐工程学上极待克服的“Hi Fi"是瞬态(Transient)失真。

瞬态响应是指一件音响原件或器材在收到讯号时作出本分反应的敏捷程度。在电器化扩音的初期,电声学上没有瞬态这回事,人们相信电子的响应是以电的速度衡量,电与光每秒钟运行地球七框半,区区 20 至 2 万 Hz 之听频,在以扩音器材电头至尾的旅程上,又焉有快与慢之分;大家都是实时响应。只有牵涉到机械化的原件,例如唱头、音箱等环节,才需要谈及瞬态。

50 年代,最大声讲瞬态的是音箱厂。那时候的唱头设计大概渣到连瞬态都不敢提。时至今日,唱头的瞬态响应却因物理限制较易克服而超越了音箱。

瞬态响应是物理对讯号响应的延迟(Delay)状态,我们还未知道世界上有输出比输入更快的瞬态现象。如果有,那是宇宙中令电与光走得更快的“黑洞"。因此,电声学上一切瞬态失真都是听频(及附近)范围内的延迟效应。相信畸变也属于延迟响应。

延迟作用令不同的讯号线产生不同音色,有不同的平衡度。在测量仪器上,具有某频段延迟作用的原件可以提供非常平直的响应曲线,但凭耳朵听时却明显觉得它的频应的变动,这是十分惹起争论,引起误解的话题。

事实上,任何音响专家都不会造一条在听频范围内非线性响应超过 3dB 的导线,但发烧友在 AB 比较两种导线时却誓愿听得出平衡度上重大分别,理论上应份超过 3dB 的响应畸变。

发烧友口头上说某导线某频段较“前",某频段较快,尽是瞬态现象之干扰。因为听觉是一样容易受到掩盖效应(Masking)愚弄的触觉,当某段频率发生延迟作用时,人耳便清楚觉得那没有延迟的频段较响。

箱声可增强低音?

音箱的延迟效应更被与频率响应齐齐用来标榜它本身的性格(Signature)。不过,音箱的延迟现象却清楚的能用猝发音波(tone burst)测试,在屏幕上目睹声盆、音圈的滞后现象。

延迟性格显著的音箱,迟滞作用多在 1KHz 以下改变音色,主要是把声音拖长。很多人喜欢听拖长的低音,尤其是 Rock& Roll 音乐的爱好者,特别喜欢延迟的 120 至 160Hz 的“Bass”,其实这怎算是低音。

延迟效应又引申至房间驻波问题,其实强烈的驻波也是一种来得较迟但赖着不走的音波。有人特别喜欢驻波加上音箱延迟那很长很长的低音,这种低音狂所听到的其实不是真正低频而属低中频。发烧党若喜欢将巨无霸级音箱困在小房子里欣赏它“撞声"的,准属低中音狂。

音箱的延迟效应,产生掩盖作用,令耳朵损失了“拖长波"附近的真低频及中频,音色混浊,画面模糊。有一点发烧友普遍认为本来没有低音的单元,要借重声箱振动去加强低音才够。因此,小口径单元就要靠“箱声"去帮低音。事实上,只要冷静的客观分析比较,即清楚知道箱声虽然令“假"低音有所增加,但经处理而降低箱声的小音箱却提供更优异的音响质素。

此项简单实验,只需比较加钉脚与不加钉脚的音箱演出分别。不错,发烧专家认为“虚不受补",书架式小音箱加了钉脚之后第一时间印象是低音少了,甚至被形容为音色薄了。但若仔细 AB 几次,便不难发觉加了钉后更真,由单元造出来的基本低音并没减少,另外,加了钉的音箱却提供较阔、较深的音响台。

在“Hi Fi基础谈"里不止一次说过了,再强调一次。音箱重播低周的功能,被物理条件所局限。6 吋直径低音单元,基本上没有机会重播出准确的 50Hz 以下频应。君不见几多监听级的名贵 12 吋单元,其最低重播周率都标示 40Hz。若想小口径单元书架式音箱像 Spica,ProAc,LS3/5A 等世界名器有靓低音,除非加超低音,否则都是加钉比不加钉好声。

音箱绝对要钉脚

为什么?因为箱声及其泛音产生掩盖效应,箱声是一种延迟震荡,当它发出音响时,音箱本身已发出领先了的其他音响。最值得注意的是,那些紧随主音而出的余音,就是被箱声所掩盖的东西。余音是残响、是乐器与乐器之间距离之空气感,是录音所捕捉的反射音、二次音,是重整音响台相位结构的致命成分。箱声既然掩盖了上述这些产生 3D 感的微妙配方,那末,箱声愈多,音箱提供的立体感当然愈少。箱声是影响音箱真正质素的瞬态失真。

所以,把音箱加上钉脚是绝对应该做的好事。一盒代价小小的 Hi Fi Tips,可以大大改善音箱的音响台。如要改善低音,摩分音器,改孖线分音都有帮助。最彻底的,是加超低音玩 Bi-amp。

音箱单元本身的瞬态响应,也是影响音箱立体音响台效果的重要因素。声盆分裂(cone breakup),分音器相位畸变,和音圈的响应迟钝,都产生瞬态失真。有人形容音色清爽的音箱做“快",这是描述瞬态敏捷的词汇。但音色柔顺透明的音箱通常比清爽光辉的音箱更“快"。

同样,电子器材的瞬态失真产生掩盖效果,亦严重影响到音响台的重播。理论上,重播音响台阔、高、深度能力愈强的扩音器,也是瞬态愈超卓的扩音器。换言之,也是最快。故此,笔者过去几十年总认为一部高性能的胆机肯定快过一部缺乏立体感的石机。也许胆机输出变压器所带来的延迟效应颇为线性,超高频滚降率温和,而半导体线路产生的延迟效应却只限于某个频段,甚至大部分频段均没有延迟失真。所以,尽管早年的半导体扩音器有平直的超宽带响应,极低的线性失真、互调失真,它们听起来多有刺耳的音色,不完美的谐波结构,和缺乏立体感的音响台。比对起来,反为比胆机“慢"了。瞬态响应是 Hi Fi 科技上举足轻重的环节。