關(guān)于非線性失真，你需要知道的（2020remix）
這個(gè)問題其實(shí)并不難理解。
非線性失真聽起來是什么樣的？
我賭你的槍里沒有子彈，絕大多數(shù)覺得非線性失真很重要影響音質(zhì)的發(fā)燒友，其實(shí)根本不知道典型的非線性失真聽起來是什么樣的。
人類聽覺有一種特性叫作掩蔽效應(yīng)，對(duì)于常見的立體聲耳機(jī)和立體聲音箱而言，如果一個(gè)較大的聲音和一個(gè)較小的聲音同時(shí)存在，那么較小的聲音可能會(huì)被較大的聲音掩蔽掉。而對(duì)于諧波而言，有一個(gè)范圍叫作諧波掩蔽閾，低于這個(gè)范圍的諧波失真會(huì)被掩蔽掉。也就是說，諧波失真要超出一定的值，才能被我們的人耳感知。其他類型的非線性失真也有類似的閾值。他們都屬于我們的聽覺極限。
對(duì)于非線性失真而言。并不是數(shù)值越小影響就越小。JBL的Alex Voishvillo博士曾經(jīng)證明，硬削波產(chǎn)生的22.6%的THD，比交越失真產(chǎn)生的2.8%的THD更容易令人接受一些。
Voishvillo A. Assessment of Nonlinearity in Transducers and Sound Systems–from THD to Perceptual Models[C]//Audio Engineering Society Convention 121. Audio Engineering Society, 2006.
對(duì)于大部分情況下出現(xiàn)的低次諧波失真，恰好能夠被人耳感知到的數(shù)值大約是1%.
Moir J. Just detectable' distortion levels[J]. Wireless World, 1981, 87: 32.
交越失真有可能在0.3%或者更低一些被人耳感知到。
Moir J. Transients and Loudspeaker Damping[J]. Wireless World, 1950, 56: 166-170.
P.A. Fryer的研究表明，對(duì)于鋼琴而言，剛好能被人耳感知的互調(diào)失真IMD約為2%~4%，而對(duì)于其他類型的測(cè)試信號(hào)，約為5%.
Russell K F, Fryer P A. Loudspeakers: An Approach to Objective Listening[C]//Audio Engineering Society Convention 63. Audio Engineering Society, 1979.
我們不難發(fā)現(xiàn)，以上引用的數(shù)值都很高。因此，你可能想要知道，為什么這么多年過去了，對(duì)于HiFi產(chǎn)品的低失真的追求沒有被停止。一方面是，以上這些數(shù)字如此之高，對(duì)于很多人來說是難以置信的。另一方面則是，會(huì)有商業(yè)利益推動(dòng)這些技術(shù)指標(biāo)繼續(xù)進(jìn)步，不論這些技術(shù)指標(biāo)是否可以被人感知。
Douglas Self, Audio Power Amplifier Design
想要知道你自己的非線性失真的聽覺極限是多少，還是這個(gè)視頻，可以去做一下測(cè)試，如果有興趣也可以下載視頻中的源文件。
幾年前調(diào)音時(shí)遇到過一次功放有問題，大面積4%的THD還是非常明顯和典型的。
如果說幾百塊的或者一些一千多的音箱，還有一些特別廉價(jià)或者有問題的耳機(jī)非線性失真高，或者一些大功率的專業(yè)音箱，能聽出來，或者說影響聽感，確實(shí)是這樣的。但是對(duì)于很多家用的高端音箱、很多HiFi耳機(jī)，非線性失真就并不重要，或者更流行的說法就是感知不強(qiáng)、方向錯(cuò)了，此時(shí)通常線性失真也就是頻率響應(yīng)才是影響聲音的主要因素。
因?yàn)橥ǔ４藭r(shí)，頻響曲線帶來的線性失真對(duì)聲音諧波組成的影響，遠(yuǎn)高于非線性失真帶來的。
要弄清楚這個(gè)問題，你還要知道什么是dB，什么是百分比，我相信百分比大家應(yīng)該都知道。dB是如何計(jì)算的，可以很容易百度到。
至于很多人說的音箱或者一些開放式耳機(jī)低頻非線性失真高。
這個(gè)問題只要你稍微讀一遍南京大學(xué)的聲學(xué)基礎(chǔ)，就明白為什么低頻的頻響曲線和低頻的非線性失真是存在一定關(guān)系的。因?yàn)槔萬0越低，那么在低頻特定頻率的諧波失真通常就越小。例如f0為50Hz的喇叭，可能1m/1w 60Hz的THD已經(jīng)有5~10%了，但如果是一個(gè)f0為25Hz的喇叭，可能60Hz的THD只有0.5%~1%。有時(shí)具體也要看具體喇叭設(shè)計(jì)，但是大概意思或者說大致趨勢(shì)是這樣的。
以上是聽力測(cè)試和聲學(xué)、心理聲學(xué)原理。以下再講幾個(gè)權(quán)威的主觀聽音實(shí)驗(yàn)吧。
在Wolfgang Klippel的一次實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，聽音測(cè)試中的所有感知量度，與非線性失真無關(guān)。
Sean Olive博士的音箱聽音實(shí)驗(yàn)中：
The effects of nonlinear distortion on preference are not factored into our model. Listeners did not report nonlinear distortion as factoring into their preference ratings, except in the one or two cases reported in Part One. In other large loudspeaker studies conducted by Toole [12]-[13] and Klippel [14] both authors concluded that nearly all of the variance in listener sound quality ratings can be explained by frequency response. Still, nonlinear distortion can be a factor and should not be ignored.
我們的模型沒有考慮非線性失真對(duì)偏好的影響。除了第一部分中提到的一兩個(gè)個(gè)例外，聽音者們并沒有將非線性失真因素納入他們的偏好評(píng)分。在Toole[12]-[13]和Klippel[14]進(jìn)行的其他大規(guī)模音箱研究中，兩位作者都得出結(jié)論，聽音者音質(zhì)評(píng)分的幾乎所有差異都可以用頻率響應(yīng)來解釋。然而，非線性失真仍然是一個(gè)不應(yīng)該被忽視的因素。
哈曼國(guó)際與Sound Check公司的實(shí)驗(yàn)中：
這個(gè)實(shí)驗(yàn)的亮點(diǎn)在于，不但討論了THD與IMD的影響，還討論了Multitone Distortion和以音樂為測(cè)試信號(hào)的非相干失真。其中，以音樂為測(cè)試信號(hào)的非相干失真更能體現(xiàn)不同耳機(jī)實(shí)際播放音樂時(shí)的非線性失真差異。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，除了某個(gè)耳機(jī)具有可聞的失真、主觀評(píng)分明顯低于其他耳機(jī)以外，其他耳機(jī)的主觀評(píng)分均比較接近。
總之，非線性失真通常對(duì)于人的主觀聽感和音質(zhì)并不重要，除非高到一定的數(shù)值。很多時(shí)候，即便THD略高，頻響依然是影響聲音的主導(dǎo)因素，如果頻響也不標(biāo)準(zhǔn)的話，當(dāng)然，還要看具體情況。
基礎(chǔ)：指事物發(fā)展的根本或起點(diǎn)
重要：意思是具有重大影響或后果的；有很大意義的。
次要：指重要性較差,不起主要決定作用的。
當(dāng)然，有時(shí)主要矛盾和次要矛盾也是可以相互轉(zhuǎn)化的，例如你說把兩個(gè)耳機(jī)在耳道內(nèi)頻響調(diào)成一樣有時(shí)也會(huì)有區(qū)別。從控制變量的角度，把兩個(gè)耳機(jī)的頻響曲線調(diào)成一樣，就意味著排除了頻響曲線這一因素的影響。既然你都把這個(gè)因素的影響排除了，你又是如何證明這個(gè)因素是否起作用以及是否重要？而對(duì)于實(shí)際的耳機(jī)產(chǎn)品，不同產(chǎn)品間的頻響曲線差異通常遠(yuǎn)大于非線性失真的差異。
最后是吐槽時(shí)間。明明這么簡(jiǎn)單容易理解的問題，也很容易測(cè)試的問題，為什么那么多人還搞不懂？我的推測(cè)是：
因?yàn)槊掷镉小笆д妗倍郑哉J(rèn)為對(duì)音質(zhì)影響很大，所以很重要。
“我感覺這個(gè)東西好像是那么回事，我能聽到一些東西，所以我聽到的就是因?yàn)樗?，所以它很重要?/strong>
“我能聽到一些現(xiàn)象，我看到了一些概念和數(shù)據(jù)，所以它們之間是有聯(lián)系的”
我看到了A，我又看到了B，所以A是由B決定的。
類似的問題還有瀑布圖：
鬼斧神工119：【預(yù)告】市面上主流音箱表現(xiàn)究竟如何？如何通過數(shù)據(jù)解讀音箱的音質(zhì)？——頻響曲線的Q值與再談瀑布圖。
鬼斧神工119：耳機(jī)的瀑布圖真的有意義嗎？關(guān)于耳機(jī)的瀑布圖，你需要知道的。
而對(duì)于非線性失真這個(gè)問題，如果你實(shí)在還是不理解，我就舉個(gè)不恰當(dāng)?shù)睦影桑瑸榱朔奖隳隳芾斫狻?/p>
大部分游戲，顯卡重要，cpu夠用就行。
這個(gè)時(shí)候突然有人蹦出來說：你說的不對(duì)，cpu才重要，因?yàn)閏pu的名字叫中央處理器，名字聽起來就很重要！
當(dāng)然，對(duì)于杠精而言，則會(huì)說，如果cpu是fx8350，那配2080ti打游戲也一般，所以打游戲應(yīng)該10900k+GT610狂牛。
這個(gè)問題實(shí)在。。。我真的很難想出系統(tǒng)的方法去講，只能講到這個(gè)程度了。
