高保真音响系统重放音乐最重要的一个属性是音调

仨仨 · 发表于 2023-12-20 08:49

码这么多字好像谁有耐心看一样，别说看不懂看得懂也不看有这个耐心都读研去了，千言万语就汇成一句话米其林餐厅是不是味精最重要？

joe888ng · 发表于 2023-12-20 08:52

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最好的箱体是没有箱体，无限大的障板。

客家人BL · 发表于 2023-12-20 10:21

SWC0099 发表于 2023-12-20 04:36
时域特性是扬声器系统十分重要的指标，很多评价扬声器系统声音表现的专业术语都与其相关，比如：瞬态响应、 ...

可不可以这样去理解，发烧的过程就是在不断提高系统的瞬态响应的过程？在瞬态响应快的系统上，频率完成度越高就会越接近录音时的真实状况。那些说速度慢的系统好听，如果是高级的系统，反而是瞬态响应更快的表现。

SWC0099 · 发表于 2023-12-20 18:24

aboutwind 发表于 2023-12-19 23:35
我个人的经验是，在不考虑频响范围的情况下，最好的方式还是障板

无限大障板，要没有倒角才行的。当然是理想，但是也只能是假设。

容下那么大障板的空间，喇叭听上去就像蚊子叫了。

SWC0099 · 发表于 2023-12-20 18:28

仨仨发表于 2023-12-20 00:49
码这么多字好像谁有耐心看一样，别说看不懂看得懂也不看有这个耐心都读研去了，千言万语就汇成一句话米其林 ...

米其林餐厅是不是味精最重要不清楚的，但是知道厉害的厨师不靠味精调味的。

就像麻辣海鲜永远比不过白灼。

SWC0099 · 发表于 2023-12-20 18:28

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joe888ng 发表于 2023-12-20 00:52
最好的箱体是没有箱体，无限大的障板。

咱们就别说做不到的事情了。

SWC0099 · 发表于 2023-12-20 18:33

本帖最后由 SWC0099 于 2023-12-20 16:01 编辑

客家人BL 发表于 2023-12-20 02:21
可不可以这样去理解，发烧的过程就是在不断提高系统的瞬态响应的过程？在瞬态响应快的系统上，频率完成度 ...

系统瞬态快了，就会呈现出正确的音乐时域响应，音调也就对了，声音听上去自然了，反而感觉变慢了，或者说声音变舒服了。

有的人听到声音模糊，就去提高2-4k频响的电平，完全不顾喇叭承受功率和失真，反而营造出假清晰，声音刺耳。

高清晰度的声音是不会刺耳的，听上去又透明又清晰，往往这种听感都在顶级音响系统中体现出来。

包括那些可以调节前后的音箱，说到底也是在调时域。

仨仨 · 发表于 2023-12-20 22:31

SWC0099 发表于 2023-12-20 18:28
米其林餐厅是不是味精最重要不清楚的，但是知道厉害的厨师不靠味精调味的。

就像麻辣海鲜永远比不过白 ...

现在还有不调味精的厨子吗？前两天去吃老北京火锅那个汤鲜的吃完好几个小时缓不过来。

SWC0099 · 发表于 2023-12-20 23:40

仨仨发表于 2023-12-20 14:31
现在还有不调味精的厨子吗？前两天去吃老北京火锅那个汤鲜的吃完好几个小时缓不过来。

最近根据奥尔森博士的最新指示在市场上转了一圈，发现丹拿声学的The Egg、真力的8000还都做的不错。

我跟小白脸都是丐帮的，能在低价位装B是我们的人生乐趣。

老北京火锅太贵了吧？火锅这种低技术含量的餐食还要出门吃啊？

你真的有钱没处花了。

SWC0099 · 发表于 2023-12-20 23:54

什么是时域？

时域：自变量是时间，即横轴是时间，纵轴是信号的变化（振幅）。其动态信号x ( t ) 是描述信号在不同时刻取值的函数。

什么是时域图？

时域图：表现的是一段音频在一段时间内音量的变化，其横轴是时间方向，纵轴是振幅方向。

SWC0099 · 发表于 2023-12-20 23:58

为什么频响很平直的音箱听上去却不怎么好听？

为什么有些高灵敏度的全频喇叭，虽然频响不那么平直，听上去却很鲜活呢？

答案就在时域里。

SWC0099 · 发表于 2023-12-21 00:05

我们谈论音调、响度、音色的时候，我们到底在谈论什么？（上）

声信号的主观参数（音调、响度、音色），与客观参数（频率、相位、振幅）到底有什么关系。

0、背景知识

声信号有两种表示方法，一种叫做时域表示，一种叫做频域表示。

时域表示就是我们正常理解的表示方法，即声音的强度（一般是声压）随着时间的变化函数。如果表现到图像上，就是横坐标为时间，纵坐标为声音强度的图像。

很多常见的表示声音的图片，就是采用这种表示方法，比如说这样：

图一：声音的时域表示

对这个声强随着时间变化的函数f(t)f(t)做傅里叶变换，可以得到一个新的函数g(ω)=|g(ω)|eiφ(ω)

g(\omega )=|g(\omega )|e^{i\varphi (\omega )}，其中ω=2πf\omega =2\pi f。这里的ff就是我们平时常说的频率，|g(ω)||g(\omega )|称为振幅（也可以称为幅度），φ(ω)\varphi (\omega )称为相位。一般取|g(ω)||g(\omega )|为纵轴，频率ff（或者角频率ω\omega）为横轴做出图像，就是我们常说的频谱。这是声音的频域表示。

傅里叶变换所得到的频谱图表示了所处理的信号中各个频率部分所占的比重。单频率的声音（纯音）就是时域上的正余弦曲线。如图：

图二：纯音的时域表示和频域表示

特别的，对于常见的比如人说话的声音、演奏的音乐、歌声等随时间变化的、非周期声信号，我们一般不会直接对整段信号做傅里叶变换，而是依次截取一小段时间间隔，分别做傅里叶变换，这种方法称为短时傅里叶变换，也叫做时频分析。以时间为横坐标，频率为纵坐标，颜色表示幅度，做出的图像称为时频图，也叫做语谱图。比如图一的时频图就长这样：

图三：时频图

有了频谱的概念，接下来我们可以讨论，这些客观参数到底和主观感受（音调、响度、音色）有什么关系呢？

一、响度

响度是人耳对于声音大小的主观感受。

首先显而易见的是，声音的幅度越大，声音所蕴含的能量越大，人听起来就越响。

然而人耳对声压或者声能的感受并不是线性的，比如说，人并不会觉得1kHz、2kPa的纯音信号是1kHz、1kPa纯音信号的2倍响。

为了描述人耳对声压的实际感受，科学家定义了声压级（SPL）的概念：

SPL=20logPPref

SPL=20log\frac{P}{P_{ref}}，单位为分贝（dB）。

其中PP为实际声压的有效值（其大小和幅度有关），Pref

P_{ref}为参考声压，讨论空气中的声音时Pref=2×10−5PaP_{ref}=2\times 10^{-5}Pa，它代表的含义为：对于1kHz的纯音信号，人耳恰好听不到它时的声压。

可以认为，声压级改变10dB时，响度感觉增大一倍或者减半。然而由于“响度增大一倍”的主观性太强，这个结论的有效性也存在争议。

不同声压级所对应的生活场景如下：

图四：日常生活中常见声源的声压级

虽然声音的声压级直接影响声音的响度，但是两者并非简单的一一对应的关系。

大量的听音实验表明，人耳对于响度的感知不仅仅与声信号的声压级有关，也跟声音的频率有关，人耳对于不同频率声音的敏感度并不相同。对于纯音信号，科学家通过等响度曲线来表明这种关系：

图五：等响曲线

图中横轴为频率，纵轴为声压级，每条曲线表示上面各个点人们听起来是一样响的。我们可以发现，100Hz和1000Hz比，需要更大的声压才能听到一样响的声音。

表示响度的物理量为宋（Sone）和方（Phon），定义1dB的1kHz纯音信号响度为1方。方和宋的关系类似于声压和声压级的关系（即对数关系）。

响度除了和声压级、频率有关外，和信号的持续时间也有关系。对于持续时间少于200ms的纯音信号，人们会觉得声音越来越响，持续时间超过200ms后响度趋于稳定。

然而实际生活中，我们听到的声音通常含有多个频率成分而非单一频率的纯音。那么对于复音信号，它的响度是如何确定的呢？

答案是，非常复杂。

首先我们要知道，人耳对于不同频率的声音的分辨是有极限的。如果两个纯音信号的频率过于接近，人耳就无法清晰的分辨这两个信号了，这个频率范围称为临界频带。

处于临界频带内的混合信号，人耳对其响度的感知正比于这些信号的声能之和。

而对于不在一个临界频带内的混合信号，实验可知，保证总声压级不变的情况下，声源带宽越宽，声源所包含的频率越广，其响度越大。

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图六：声源带宽对响度的影响

那么，具体如何计算一段混合信号的响度呢？

没有一个简洁的公式，我们通常使用Zwicker响度计算模型（1975年确立为国际标准）或者Moore响度计算模型（2005年确立为美国标准）来进行近似计算。

参考资料：霍华德. 音乐声学与心理声学[M]. 北京:人民邮电出版社, 2010.

客家人BL · 发表于 2023-12-21 09:59

SWC0099 发表于 2023-12-20 18:33
系统瞬态快了，就会呈现出正确的音乐时域响应，音调也就对了，声音听上去自然了，反而感觉变慢了，或者说 ...

非常赞同高清晰的声音是不会刺耳的说法。正确的时域和音调对于普通发烧友来说有时很难去理解它，因为人们通常认为，正常播放的音乐文件如果跑调了不是不能听了吗？而发烧所追求的“正确的时域和音调”应该是一个精度更高的一个值，一些老烧追求的一些所谓“音色“其实就是”正确的时域和音调“出了问题的声音，这种声音长期聆听不仅不能放松心情，虽然暂时听上去悦耳，但长时间听上去并不会”动心“，听音乐能够放松心情是听到了”正确的时域和音调“的回放声音，这个和回放的声音大小没有太大的关系的。还有一个问题就是”电噪声“的问题，有一些声音回放虽然”时域和音调“是正确的，但噪音值不够低，而这种”电噪音“并不是一个”显像“的存在，它夹杂在正常的音频信号里面，在长时间聆听的时候，只有熟悉这种”电噪音“的人才不会觉察。因为所有人的听觉系统都会有一个自适应的功能的。