聊一聊一些熒幕和現(xiàn)場背后的音頻故事(24)--一些關(guān)乎過驅(qū)和散射導(dǎo)致的失真問題
在聊這個話題之前,我們先來理解下聲波的本質(zhì)
聲波無論是從空氣為介質(zhì)的傳播,還是以固體的木頭,塑料,金屬,石頭,合金等材質(zhì)中傳播,它都離不開一個問題

它是一種動能
那么既然聲波是種能量波,那么 它會遵循避開大阻力表面和散射的特性
(所以至今弦樂器依舊在使用木頭作為主要的材料,以減少金屬件過于積極反射波破壞基頻)
不知道你有沒有這樣的經(jīng)驗,如果家庭用路由器的發(fā)射天線本身的功率非常低,那可能在關(guān)上房門后就會完全頻率5.0g 頻率的wifi信號和藍牙信號,而2.4g 頻率的信號卻以短距離固體穿透強稍微勝出
其實,這里不是想要討論高頻率型號在傳輸數(shù)據(jù)層面上的帶寬和速度問題,這里只是為了說明,在同樣一個信號強度(功率)下,高頻在空氣中更容易傳播,而低頻在固體中更容易傳播,那么,
問題來了。
聲波從聲源傳輸出來到被人耳和皮膚捕捉的過程中,它并不是線性的,它經(jīng)過了聲源→揚聲器/耳機腔體→空氣/木頭/金屬→人,這個過程,那么它會發(fā)生些什么那?
1、衍射
這個名詞聽起來就非常的抽象啊,但如果我舉例一個生活中的例子,你就能理解這個現(xiàn)象

? ? ? ? 衍射現(xiàn)象是指波在傳播過程中遇到障礙物時,在障礙物的邊緣,一些波偏離直線傳播而進入障礙物后面的“陰影區(qū)”的現(xiàn)象。遙感傳感器中的一些分光部件就是運用多孔衍射原理達到了分光的目的
同理的聲波從揚聲器震摸/耳機震膜發(fā)射出后也不是直接傳到人耳的,它會先對揚聲器/耳機本身的腔體做出反應(yīng)

更多的高頻信息被擴散開,而低頻信號就不容易擴散,反而會有一定相位抵消
所以,在合理驅(qū)動的前提下,揚聲器會根據(jù)物理特性帶來不同程度的對外散射,這部分聲波會更多繼承初始波的中高頻特性。
換句話說,從揚聲器角度所謂的平直響應(yīng)曲線會因為揚聲器和耳機的腔體的反射波而抵消一部分聲波,還會因為散射波而生成原本不存在的一些中高頻信息,從而導(dǎo)致,雖然從運放,聲波上這個聲音的頻響已經(jīng)達到了平直,但實際上,它不可能是真的平直的


衍射作用的應(yīng)用


耳機
相較于音箱來說,耳機因為揚聲器單元小,腔體也小,所以通常很難做到低頻信號不失真的傳達,所以我們先默認耳機是一個低頻表達上有缺陷的揚聲器。
一些廠商給出的解決方案
1。

更柔軟的耳罩材料(主要是解決低頻衍射帶來相位問題而存在,但同時,也需要兼顧在低頻上做一部分增益)
2.更小的單元
越是和整個腔體相比偏大的單元越是會帶動耳機外殼一同震動,這自然對再現(xiàn)聲音是不好的

更小的單元能減少一定程度上因為共振帶來的失真,雖然也不可能做到完全精準(zhǔn),加上工藝原因,這個差別見仁見智
3.更大的外殼,更不規(guī)則的內(nèi)罩

(順便揭發(fā)一個Hifi圈一直玄學(xué)的動鐵和入骨式耳機是否真的優(yōu)于動圈耳機的真相)
答案就是:沒有差別,甚至可能更差,因為你的耳蝸本身成為了第二個腔體,來制造衍射
通常情況下他除了不會帶來更優(yōu)秀的低頻反饋,還可能讓高頻變得生硬而不自然,所以通常是適得其反。
從結(jié)論來說吧

揚聲器的重量要滿足在滿功率驅(qū)動下不會發(fā)生共振,不然會造成失真(低成本解決方案:用重物壓在低價揚聲器上來阻止多余震動)
安裝在箱體正中的揚聲器對衍射帶來的惡性反饋也更大,所以分頻點通常選擇雙分頻,一個高音單元,一個低音單元,一上一下的安裝偏多(這個就是結(jié)構(gòu)問題了,不行就換音箱比較好)
通常而言的低頻下潛需要的是低頻不受到物理限制的釋放(架空音箱或者在音箱底部添加吸音棉等行為來減少低頻的反饋對低頻表現(xiàn)的損失)
單獨的一個揚聲器如果需要還原非常寬的頻響范圍,就需要非常大功率去推動,所以桌面或監(jiān)聽級揚聲器通常不會有單揚聲器,而是雙分頻
表面的結(jié)構(gòu)會很大程度影響揚聲器的表現(xiàn),以規(guī)則向外發(fā)散為最優(yōu),平直為次。

三分頻的音箱面臨非常多的face問題,但也是理論聲音最自然地音箱,缺點就是聲場會會非常不明顯和需要非常大的功率去驅(qū)動