喇叭失真

[River]

這個話題很少資料在談
音響系統裡頭失真最大應該就是唱頭和喇叭了
用squarewave來看喇叭的反應的, google不到幾張, 還真的是蠻慘的...所以大家可能都不敢貼出來了
QUAD 2805, 500Hz


Klipsch cornwall, 1kHz


Vandersteen, 500Hz


唱頭也一樣, 我只有找到Decca Jubilee的, 1kHz

[drunkenlife]

音響系統裡頭失真最大應該就是唱頭和喇叭了

因為這二者是機械/電訊號轉換，電很快，機械則有質量/動量/加速度這些因素快不起來

用squarewave來看喇叭的反應的, google不到幾張, 還真的是蠻慘的...所以大家可能都不敢貼出來了
...
Klipsch cornwall, 1kHz

這種測試可以看二方面

輸入訊號（左邊）雖說是1KHz，但這頻率是指方波的規律出現頻率，
倘若看方波的上升/下降緣與sine波來比較呢？其實那是非常高的頻率，
這個方波可以視為1KHz的sine波 x3, x5, x7, x9....一堆高頻的疊合，上升/下降緣越陡，則高頻成分越多，
因此看喇叭輸出的上升/下降緣可以看出其高頻響應，或者說，動的快不快
而我們知道喇叭動得再快，通常也不過是20KHz

另一方面，方波的平的部份，則是倒過來，是一堆低頻的組合
由上升/下降緣到平直，簡單的理解便是瞬發瞬收，
瞬發或許還可以，瞬收那就難了...
因此看來亂七八糟，挺複雜，又呈現一種規律，也就是這喇叭收不住的部份

不難理解為何Quad看來最漂亮，振膜最輕

看Step Response更全面，低頻段比重更多，只是喇叭的低頻響應也是有限
這張的輸入訊號看來也是限制其高頻到20KHz

看impulse response其實也可以，

只是這二者都得要由計算推導出來，用方波比較簡單，可以直接記錄結果

[drunkenlife]

另一個方向的觀點，
喇叭類似個樂器，每件樂器皆有其聲音特色，也就是其諧波組合；
喇叭也是如此，只是我們對喇叭的要求是盡量沒特色，也就是沒失真；
特色比較明顯的喇叭唱啥都有那個味道，與沒特色的喇叭比較起來，類似某人平時的聲音與感冒時的聲音，
我們還是聽得出來是其人，只是聲音有點差異。

這就帶出一點，喇叭的失真形式是什麼類型？
倘若類似樂器般是偶次諧波，那麼這喇叭唱出來的聲音雖不傳真，但會顯得豐富，不會刺耳。
倘若是奇次諧波，那就不太好聽，
若是其他雜七雜八雜訊，那就很吵。

[River]

或許我是習慣了QUAD以及Decca,
我比較重視的特性會是瞬變的反應速度....
因為我相信真實樂器發聲時, 振動的傳遞是非常快速的

[River]

再來看看其他喇叭吧.....
QUAD ESL63 1kHz

Thiel CS5 1kHz

Martin Logan Sequel II 500Hz


所以原音重現........

[drunkenlife]

這圖得要注意一點，
以1KHz測試，那麼主要呈現的是1KHz以上瞬發瞬收的能力，較低的頻率比重很少。
取二喇叭，其一500Hz分頻，另一則是3KHz分頻，
那麼我們可以預期500Hz分頻這個唱這測試訊號時，都是由較輕薄的單體唱，結果會比另一個得用能唱到50Hz的單體來唱要好很多

比較完整的是看step response，也就是0~無限大Hz的響應
http://records2ear.blogspot.tw/2010/12/ ... ponse.html

只是，看來都很差，很難理解...
不過這張看來還是jagdzaku家的Quad ESL63 pro＋Radient SW最好，

另一個方向的觀點，
喇叭類似個樂器，每件樂器皆有其聲音特色，也就是其諧波組合；
喇叭也是如此，只是我們對喇叭的要求是盡量沒特色，也就是沒失真；
特色比較明顯的喇叭唱啥都有那個味道，與沒特色的喇叭比較起來，類似某人平時的聲音與感冒時的聲音，
我們還是聽得出來是其人，只是聲音有點差異。

這就帶出一點，喇叭的失真形式是什麼類型？
倘若類似樂器般是偶次諧波，那麼這喇叭唱出來的聲音雖不傳真，但會顯得豐富，不會刺耳。
倘若是奇次諧波，那就不太好聽，
若是其他雜七雜八雜訊，那就很吵。

談這個，是在想，為何喇叭的失真那麼嚴重，我們聽來卻不覺得很糟呢？
我想，問題在各種失真對人耳來說，感受度並不同，
與音樂相關的（如偶次諧波失真），不太會讓人注意到（很多老管機是類似的道理..），
與音樂無關的（如電源雜訊，jitter），人就很敏感

因此，度量失真，也該加上人耳感受度的權重，
一如音壓的測量有20~20KHz平直的C weight，也有加上人耳感受度的A weight

[River]

這個有意思....等你開講了
所以以LP為例, 唱頭, 喇叭是頭尾兩個機械能轉電能的裝置, 卻也是失真最大之處
可以為何我們(好啦, 我啦)還是覺得LP的發聲比較自然?
以技術來說, LP的總失真應該是要大於CD的

[drunkenlife]

LP是個好例子，
若是問一般人對LP的聲音有啥印象？
炒豆聲、woo & flutter
這二者與音樂內容沒相關，炒豆聲隨機出現，難以忍受，
woo & flutter總是出現，揮之不去，也令人受不了
倘若搞定這二項呢？
那沒幾個非音響迷會抱怨LP的聲音吧？

但，同一套系統，同一張LP，換不同唱臂，所有人都聽得出來聲音有明顯的差異，
這多半總是某方面這個臂好，某方面那個臂好，
而且，音色多半會有些不同，音色者，聲音的頻譜分布組成也，
音色差異部分是訊號pickup傳真度、部分是諧波失真，這表示，至少會有一個臂有失真，
但不比較，或是不內行，或是某套不熟悉的LP＋音響，我們都說不出那到底是唱片本身記錄的便是如此，還是音響系統造成的
正如沒聽過蔡琴當面唱歌，誰也不能說這錄音＋唱片＋音響出來的聲音非常接近蔡琴的歌聲

另一方面，數位音樂的主要失真有二項，quantization error及jitter，
quantization error是指16、24bits那小於1bit的訊號能記錄的細節差異，這平均而言無處不存在，但細看是隨機、差異量不穩定變異，與音樂內容沒直接相關，
為了解決這個，加上dither，就是加個小雜訊，如上回這串（ viewtopic.php?f=4&t=3381 ）提的雨聲一般，也就是用個不太容易注意到的，無時不存在的穩定雜訊，掩蓋隨機出現的小雜訊，如此人耳便不會察覺那隨機雜訊。
但這當然還是聽的出來，如果你特別注意，或是比較過、訓練過，尤其喇叭的高頻反應極好時，正如下雨時聽音樂一般。

jitter這東西當然是與音樂沒啥關聯，更糟糕的是jitter的頻譜會轉化成類比輸出的很寬廣的頻帶，造成的影響很大，
這稍微提一下，無需熟悉的唱片、音響，大家都能聽的出來，音像飄忽不定、高音刺耳毛躁便是。
小孩與女人尤其對此敏感，我這種dirty old man耳朵都不行了，充耳不聞...

那麼，若jitter壓的夠低，數位音樂還是會有個dither的聲音可聞，這也就是沒LP那麼滑順的部份，
若是24bits音樂，quantization error只有16bits的1/256，dithter量也只要1/256，當然就滑順的多，更接近LP的聲音。

[drunkenlife]

http://en.wikipedia.org/wiki/ITU-R_468_noise_weighting

A-weighting was intended for measurement of the audibility of sounds by themselves. It was never specifically intended for the measurement of the more random (near-white or pink) noise in electronic equipment, though has been used for this purpose by most microphone manufacturers since the 1970s. The human ear responds quite differently to clicks and bursts of random noise, and it is this difference that gave rise to the 468-weighting, which together with quasi-peak measurement (rather than the rms measurement used with A-weighting)

這段提出的觀點與我上一篇提出的類似

黑色這線是ITU-R 468的曲線，4K~9KHz比重最高，這段也正是那些劈啪聲的主要頻段。
這測法著重在峰值，而非平均值，
峰值呈現的高頻比重多，平均值當然高頻比重就低很多，
高頻的變動快，不容易維持長時間。

[drunkenlife]

http://en.wikipedia.org/wiki/Loudspeake ... easurement

Most speakers give around 3% distortion measured 468-weighted 'distortion residue' reducing slightly at low levels.

相較於擴大機0.1%以下這數字，3%當然算高。

Electrostatic speakers can have lower harmonic distortion, but suffer higher intermodulation distortion. 3% distortion residue corresponds to 1 or 2% Total harmonic distortion.

這有趣，不知其中的機制是啥...