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  話說某月某日星期日傍晚,接獲音響技術梁中鍔先生來電通知,次日有信裕公司主辦之B&K儀器應用於音響測定之講習會,矚余前往參加,並吩咐會後寫一篇稿子於本刊以誌之。

  講習會結束迄今已有月餘,梁兄也來電催稿,實在想不出一個題目來下筆。只好翻出當日的筆記簿來激發一點靈感,然而仍然一無所獲,僅有一些拉拉雜雜的記事,無法做一些在技術方面較有系統的介紹。這倒不是說講習會的內容不好,而是太充實而無法從腦海中整理出來。另外,就是講習的內容,有一些羅哲也曾在本刊中介紹過,當然,這些資料都是來自信裕公司所提供的B&K儀器的Application Note。講習的當日,羅哲自亦獲得了更多的Application Note,閒暇時當好好研究之,倘能消化,自當再在本刊獻曝。

  梁兄所交代的事情,自當盡力而為,方能交待。羅哲年輕時,亦頗好武,好學技擊,記得所學之中有所謂「散手」者,也就是一些不連貫不成系統的招術。此次參加B&K講習會,也學到了不少的「散手」,因此本文也就把這些「散手」匯集成一篇「散記」。

  在這些「散手」中,不打算介紹太多的理論,只談一些與實際聽感有關的事項。當然,這些「散手」都是傳自這次講習會的主講人──Mr. Poul Ladegard,有些則參雜了羅哲自己的見解,限於羅哲的消化吸收能力有限,有些陳述也許不十分正確,如有乖誤的話,則乖誤之處由羅哲負責。

主觀測試與客觀測試

  所謂客觀的測試,當然是指使用儀器來測試一套音響器材;主觀的測試則是以人耳實際試聽來評估一套音響器材。若論可靠性,自然以客觀測試為準; 然而,音響器材是要給人耳享受用的,儀器測試的結果,與人再試聽的結果,是否相符實是一大問題,因為儀器測得的結果,應和人耳試聽的結果作一比較,找出其是否有相關性。在某些方面儀器確實比人耳靈敏,但是如果音響器材的某一缺憾,只有儀器才能發現,人耳根本無法察覺,則是否有斤斤計較此一缺憾的必要?假如,情況與上述相反則又當如何?

  因此我們在評估一些音響器材時,拿到了一些電氣規格,如何就其所記載的數值,來鑑定其好壞,則有待研究的了。國外已經有不少的研究機構,已經並且繼續地從事儀器測試結果與聽感之間的關係。當然,這方面的研究,是由許多「金耳朵」試聽之後,與儀器測試結果,利用統計歸納法所得到的結論。以下所得到的陳述,有一些就是據此而得來的。

諧波失真──二次失真與三次失真孰重?

  假如,有兩套音響器材(可以放大企,也可以是揚聲器,甚至是唱頭,更可以是全部包括在內),其總諧波失真率完全一樣,在聽感上是否也一樣?或者更簡單地說,這兩套器材,就諧波失真率特性而言,是不是一樣地好?答案是不一定。應該比較二次諧波失真率與三次諧波失真率,據「金耳朵」們的結論,人身對三次諧波失真,比對二次諧波失真還要敏感。因此,「總諧波失真率相同時,以三次諧波失真率較小者為佳」。或許,應該說,以奇數諧波失真率較低者為佳; 但是,一般音響器材,超過三次以上的諧波失真,是會出現,但是與二次三次相較其量要少得多了。因此比較三次諧波失真即已足夠。

  觀乎目前一般音響器材,其電氣規格上往往只記載,如果有的話,對消費者將是一種更親切的服務。

諧波失真與變調失真孰重?

  假如,又有兩部音響器材,其諧波失真率小的,互調失真(IM Distortion)反而大,則消費找應選購哪一部?答案是應選互調失真較小的那一部。如果我們能瞭解一下諧波失真與互調失真的測試法,答案立即就出現。諧波失真的測試是以單一的正弦波測試,設其頻率為f,經音響器材所發出的信號,除了f之外,還會出現少量的2f,3f,......等諧波失真。而互調失真的測試,則是以兩種不同頻率的正弦波測試,設其頻率分別為f1與f2,經音響器材發出的信號除f1與f2外,還會出現Mf1±Nf2,M N為1,2,3......等整數。在實際聆聽的音樂信號中,出現單一頻率的正弦波的機會幾乎絕無,則此二種測試,何者較具意義不言而喻。再者,既是諧波失真,期失真成份總是和基本波成整數倍,很容易和基本波重疊,而不易被人耳察覺。更加上任何樂器所發出的聲音,除了基音(基本波)之外,還都含有很豐富的泛音(諧波),這些少量的諧波失真,只是稍微增加少量的泛音罷了,幾乎在聽感上起不了太大的作用。而互調失真所產生的聲音(Mf1+Nf2),很可能與樂器的基音甚至泛音毫不相干,其易於被人耳所察覺,是顯而易見的事實。

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TIM (Transient IM)=(Treble IM)

  TIM Distortion幾乎是近年來一個音響界的熱門話題,Mr. Poul Ladegaard認為所謂的Transient intermodulation僅不過是Intermodulation的一種特例,也就是在高頻時的Modulation,也因此可以稱之為Treble Intermodulation。蓋,擴大器在大振幅時的高頻響應越好時,其暫態(Transient)也越好; 如果在大振幅高頻率情況下,其IM Distortion越小,所謂的TIM Distortion也就越小。Mr. Poul Ladegaard因而建議,TIM Distortion的測試法,可以照一般Intermodulation的測試法進行,紙不過把前數f1與f2提高,把振幅加大罷了。並且也提出一個鑑定TIM失真是否出現的簡易辦法: 如Fig. 1所示,為IM Distortion與功率之間的相關曲線,在功率漸增至某一程度之後IM Distortion開始增加,在曲線上會出現一轉折點,功率再增加,IM Distortion將更急速增加,曲線上將出現第二個轉折點,這時就是TIM失真出現時的徵兆。通常,測試頻率f1與f2越高時,第二個轉折點越早出現,也就是頻率越高時,不產生TIM失真的功率越少。確實,TIM並不是很玄妙的一項特性,用所謂的Transient一詞,並不十分恰當,用Treble一詞反而更合適。或許當初為了說明TIM的現象,以方波加正弦波經過示波器,來顯示其失真現象,使人覺得方波與Transient一詞大為有關的緣故罷!

暫態響應與頻率響應孰重?

  對於擴大器之類的器材,良好的頻率相伴的一定是產生由良好的暫態響應──這就是所謂的Minimum Phase System。至於揚聲系統之類的NON-Minimum Phase System,良好的頻率響應,並不一定保證良好的相位響應,而相位響應則直接與暫態有關。因此,最近很流行所謂Linear Phase的揚聲系統,(關於揚聲系統的相位響應與暫態響應,羅哲也曾為文介紹於本刊,湊巧本次講習也提到,故在此從略)。據研究結果,人耳和儀器比較,可以說相當於一個良好的暫態分析儀,而為一個差勁的頻譜分析儀。如此一來,重視揚聲器的頻率響應之外,似乎更應重視暫態響應。確實,有不少揚聲系統,具有極為優異的頻率響應,聽起來並不怎麼樣,或許它們的暫態響應欠佳的緣故罷!也或許還有別的因素,我們一直未曾發現。只要有所新發現,必將有新的儀器被研究出來測試它們。

軟乎?硬乎?

  在音響的用語上,常出現音軟、音硬之類的詞句,老實說,所謂軟與硬的確很抽象。舉例來說,談到低音有人說低音太軟的揚聲器,換了另一個人來聽卻嫌太硬,不是這兩個人的聽感有問題?問題在於兩人所持的定一不同。例如,在本刊中某位作者就提到過,揚聲系統裝箱之後,其系統的最低諧波振頻率fo最好在五六十Hz左右,太高則聲音會硬,太低則聲音太軟。又有人認為與fo的高低無關,而是與諧振尖銳度Qo有關,Qo太大低音較硬,Qo太小則聲音太軟。這兩種說法對不對,羅哲不敢下定論,是不是有第三種、第四種......第N種論斷,很難講,因此聽感上的軟乎?硬乎?也就因人而異。撇開主觀試聽的軟硬,以儀器的測試曲線,確實有軟硬之分的。

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例如,Fig. 1的失真曲線,在第二次轉折點以下的部份,失真與功率之間的變化較為緩和,此種失真稱為軟性失真(Soft Distortion),第二次轉折點以上的部份變化較為急速,則稱為硬性失真(Hard Distortion)。另外,功率放大器在滿功率輸出附近,正弦波的波形會被以水平線截頭,而產急遽截頭失真,最近有人研究可以避免產生這種急遽的截頭失真,而把前者稱為Hard Clipping,後者稱為Soft Clipping,又是一種軟硬之分。一般人都承認的,真空管放大器的音色比電晶體放大器要來得軟,其原因在於真空管放大器的失真曲線,沒有明顯而急速的轉折點,而電晶體放大器,雖然可以把失真率作得比真空管還低數倍,然而其明顯而急速的轉折點,使得振幅大到某一程度之後,失真急速增加,故聽感上產生一種生硬的感覺。總而言之,在音響上,任何的測試曲線,如果出現出一種急劇的變化,總是不好的,一般就將此稱為硬性的。這裡所指的特性曲線,不單指失真曲線,頻率響應曲線等等都包括在內。如果,軟硬是指fo的高低,則「金耳朵」們評論時,只能把這兩個形容詞用於低頻帶是否夠低,可是這兩個形容詞卻也常用以形容中頻帶,甚至高頻帶。總而言之,軟硬只是用以形容其變化是否平滑,和緩和是否尖銳、急劇。

發燒線有必要乎?

  前一陣子流行過發燒線,不知是否還有人繼續發燒下去?當時確實也出現過不少種,用於連接擴大器與揚聲器之間的電纜線。這種燒燒得有道理,但未必都燒對了地方,也就是說未必所有的發燒線都適合您的揚聲系統(甚至擴大器)。大部份的發燒線都以10KHz的方波,來關測擴大器的輸出端,與揚聲器兩端的波形,來證明其發燒是燒對了地方。用兩條平行線作的聯結線,當然會有潛佈電容電感存在的,以高達10KHz的方波來測試,波形會有變化是理所當然的,然而卻燒錯了地方。

  Mr. Poul Ladegaard 曾被詢以何種發燒線最好,他的回答是不一定哪種最好,因為和擴大器的內阻和揚聲器的交流阻抗有關。雖然無法答覆哪一種最好,但是可以提供測試方法,來選擇哪一種線適合某一組擴大器和揚聲器。當然,先要瞭解其理論根據,才能談到測試方法。

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Fig. 2所示為一典型單因路揚聲器的交流阻抗曲線,在A區域是電感性,B點是電阻性,C區域是電容性,然後D區域又是電感性。顯然可見,揚聲器的交流阻抗,隨頻率的不同而有變化,是一個非線性原件。而擴大器的內阻,加上聯結線的電阻,和其潛佈電容電感,則造成一個信號源阻抗,如果信號源阻抗和負載(即揚聲器的交流阻抗)匹配的話,其失真將會降低。也就是這個批配問題,使得發燒友在換用不同的發燒線之後,感覺出聲音有所不同來。Mr. Poul Ladegaard建議的測試法,就是將每條發燒線接上後,在揚聲器兩端測試失真率,失真率最低的就是最適用的發燒線。Mr. Poul Ladegaard雖然沒有提到,應測試諧波失真還是互調失真,蓋非線性元件所造成的互調失真,要比諧波失真來得複雜和嚴重多了。Fig. 2所示的僅是單一揚聲器的阻抗曲線,如果是多音路的話,曲線的變化將更複雜,其互調的機會將更多。或許,今後揚聲器的製造者,也應花點功夫來研究,如何使得揚聲器,以及加上分音器之後的交流阻抗,更接近於純電阻性。如此,消費者可以不必發一此莫名其妙的燒了。

轉載音響技術第61期 JAN. 1981 B&K 測試儀器講習散記/羅 哲

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