真实声音重现的条件

077703203003 · 发表于 2009-5-19 10:21

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　　人的听觉系统对声音的感受具有一定特性，在高保真重放技术中需要考虑。响的声音在较宽的频率范围内，听起来都具有很好的保真度，音量减小时，人耳对高音和低音有衰减，对中音则仍有成比例的响度。正常的听觉系统具有方向性。人耳的听觉响度随声强的变化并不线性，而是接近对数式。
声音是由听觉器官随着心理的作用感觉到的结果，所以用一般物理量来测量非常困难，而必须依据听觉感受加相关物理数据来决定，为了得到声音的真实重现，对声频放大器就要满足一定技术条件。
　　①平坦的频率特性：声音的频率范围是 16～20000Hz，听觉好的人通常能听到30～16000Hz间，老年人则通常在50～10000Hz间，高保真放大器的频率特性，至少应能在32～18000Hz范围内，增益变化不超过±2dB，因为该频段复盖了音乐和语言的全部频率。对频率特性最重要的是不能在某些频率上出现尖峰，整个频率范围内要平坦无起伏。
　　人耳可分辨的频率响应不平坦度，因人、因节目内容而异，大多数人对同一节目的频率响应变化如小于2～4dB就不易觉察。高保真放大器在所需的频率范围，其频率特性变化以不超过±ldB（以1000Hz为基准）为好。
　　负反馈能改善频率特性，使它更宽阔、更平坦，好的放大器在额定输出时，仍有良好的频率特性。不标明平坦度的频率响应特性是无意义的。
频率特性与音质密切相关，功率放大器实际使用状态下的频率范围可用功率带宽（PWB）表征，它是功率放大器在失真度一定时，额定输出功率降低一半（-3dB）时的高频上限和低频下限范围，在功率带宽范围内，所有频率的失真度均低于中间频率（1kHz）。
　　②小的失真度：放大器的非线性不仅使信号波形混乱，产生很多谐波，还会在同时存在很多频率时产生互调作用，谐波失真的各高次谐波的含有量，即总谐波失真（THD），是衡量放大器非线性失真量的标准。谐波失真不允许大于10％，因人耳对音乐节目的 2次及3次谐波失真分别在5.2％及4.4％时就能觉察，而语言节目则分别为9.6％及2.l％时可觉察。一般电子管放大器以小于1％的总谐波失真系数作为低失真的界限。晶体管放大器的总谐波失真大多低于0.1％。
　　存在非线性失真时，信号中高频率信号会被低频率信号所调制，产生两频率和及差的信号，这就是互调失真（ IMD），它与原信号无谐波关系，若能减小谐波失真，互调失真就能消除，互调失真与音质有较大关系，一般与总谐波失真接近。
　　另外，信号在通过放大器时，不同频率分量相互间的时间关系不对所形成的失真，称为相位失真。相位失真会降低声像定位准确性和使放大器不稳定。放大器对瞬间变化信号的跟随能力，即是它的瞬态响应，瞬态响应可用转换速度（SR）表征，它是放大器输出电压对时间的变化率，即放大器对瞬间变化信号的跟随能力，单位V／μs，转换速率越高，瞬态响应越好，处理猝发脉冲信号能力越好，高频响应越好，声音的清晰度和层次感越好，重现细节越多。为了实现高保真，放大器的转换速率应大于 10V／μs反映瞬态失真的还有瞬态互调失真（TIM），这两种瞬态失真都和各个声频电路的响应时间有关，强负反馈环造成的信号延迟也会引起瞬态失真。瞬态特性可用低频及高频方波对放大器进行测试。
　　好的放大器直至最大输出，其非线性失真仍然极小，而且相位漂移小，瞬态响应好。
　　③低的输出阻抗：电子管功率放大器都有一个固定的负载阻抗，其输出阻抗由它的阻尼系数表征，输出阻抗越小则阻尼系数越大。功率放大器输出阻抗越小，其阻尼系数越大。功率放大器阻尼系数越大，对扬声器机械运动系统的阻尼作用越好，低音的清晰度越好，层次感和力度越好。通常希望多极管输出时阻尼系数大于1，一般认为放大器要大于4才能满意，若阻尼系数在10以上，放大器对大部分音箱的低音重放的影响已可忽略。
　　④良好的信噪比：放大器有噪声时，弱音将被掩盖而使声音不悦耳，还会与声音信号产生互调，降低声音清晰度。高保真放大器的信号对噪声之比应大于60dB，好的放大器应在80dB以上。
　　⑤足够的输出功率：虽不能要求功率放大器的输出功率越大越好，但考虑到音质还是以大小适当为宜。音乐厅适当位置听交响乐团演奏的最大声压约为100dB，一般认为家庭音乐欣赏的平均声压为75dB，为此必须要使听音点（距离音箱2m位置）的平均声压在75dB左右，重放音乐的峰值因数取15dB，峰值声压为90dB，喜欢大音量的人，则要达到100dB。一般情况下家庭聆听音乐用1～2W平均电功率就能得到足够的音量，考虑到功率储备量，在大多数情况下电子管功率放大器取10～15W是合适的，较大房间和使用灵敏度较低的音箱时，放大器要具有35W以上的功率。
　　低音（150Hz以下）是基础，要丰满深沉，中低音（150～500Hz）是力度，要浑厚有力，中高音（500～5000Hz）是亮度，要明亮透彻，高音（5000Hz以上）是色彩，要纤细洁净。低音段含能量大，对音量影响较大，如缺少会使放声单薄，高音段含能量小，对音量影响不大，但对音色影响极大，如缺少会使放声特征丧失，高音或低音不良时，音乐的均衡感就将被破坏，使保真度降低。过度的分析力，过多的细节，会掩盖作为欣赏主体的音乐，破坏平衡度。
　　重放某些已知其音质的语言或音乐节目，是判断音响系统重放声音质量的重要依据。听音时特别要加以确认的重点为：①音乐有无能量充沛感；②是否给声音附加了色彩：③信噪比是否良好；④动态范围是否能很宽。