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失真,什么叫失真?

2010年03月31日 16:00 www.elecfans.com 作者:佚名 用户评论(0

失真,什么叫失真?


 按波形失真的不同情况,可分为幅度失真、频率失真、相位失真三种。对幅度不同的信号放大量不同称为幅度失真。对频率不同的信号放大量不同称为频率失真。对频率不同的信号,经放大后产生的时间延迟不同称为相位失真(或时延失真)。
  失真是输入信号与输出信号在幅度比例关系、相位关系及波形形状产生变化的现象。音频功放的失真分为电失真和声失真两大类。电失真是由电路引起的,声失真是由还音器件扬声器引起的。电失真的类型有:谐波失真、互调失真、瞬态失真。声失真主要是交流接口失真。按性质分,有非线性失真和线性失真。
  线性失真是指信号频率分量间幅度和相位关系的变化,仅出现波形的幅度及相位失真,这种失真的特点是不产生新的频率分量。
  非线性失真是指信号波形发生了畸变,并产生了新的频率分量的失真。音频功放所产生的失真要点如下:
  一、谐波失真
  这种失真是由电路中的非线性元件引起的,信号通过这些元件后,产生了新的频率分量(谐波),这些新的频率分量对原信号形成干扰,这种失真的特点是输入信号的波形与输出信号波形形状不一致,即波形发生了畸变。降低谐波失真的办法主要有:1、施加适量的负反馈。2、选用特征频率高、噪声系数小和线性好的放大器件。3、提高电源的功率储备,改善电源的滤波性能。
  二、互调失真
  
  两种或多种不同频率的信号通过放大器或扬声器后产生差拍与构成新的频率分量,这种失真通常都是由电路中的有源器件(如晶体管电子管)产生的。失真的大小与输出功率有关,由于新产生的这些频率分量与原信号没有相似性,因此较少的互调失真也很容易被人耳觉察到。
  减少互调失真的方法:1、采用电子分频方式,限制放大电路或扬声器的工作带宽,从而减少差拍的产生。2、选用线性好的管子或电路结构。
  三、瞬态失真
  瞬态失真是现代声学的一个重要指标,它反映了功放电路对瞬态跃变信号的保持跟踪能力,故又称瞬态反应。这种失真使音乐缺少层次或透明度,有两种表现形式:
  A、瞬态互调失真。
  在输入脉冲性瞬态信号时,因电路中的电容使输出端不能立即得到应有的输出电压,而使负反馈电路不能得到及时的响应,放大器在这一瞬间处于开环状态,使输出瞬间过载而产生削波,这一削波失真称为瞬态互调失真,这种失真在石机上表现较为严重。
  瞬态互调失真是功放的一个动态指标,主要由功放内部的深度负反馈引起的。是影响石机音质、导致“晶体管声”和“金属声”的罪魁祸首。降低这种失真的方法主要有:1、选择好的器件和调整工作点,尽量提高放大器的开环增益和开环频响。2、加强各放大级自身的负反馈,取消大环路负反馈。
  B、转换速率过低引起的失真。
  以上所述,高电平的输入脉冲使放大器产生削波而造成瞬态互调失真。那么低电平的输入脉冲是否会引起失真呢?这就看放大器的响应时间了,由于放大器的响应时间太长使放大器输出信号的变化跟不上输入信号的迅速变化而引起的瞬态失真,称为转换速率过低失真。它反映了放大器对信号的反应速度,这项失真小的放大器,其重放的音质解析力、层次感及定位感都很好。
  四、交流接口失真
  交流接口失真是由扬声器的反电动势(扬声器发音振动时,切割磁力线所产生的电势)反馈到电路而引起的。改善方法有:1、减少电路的输出阻抗。2、选择合适的扬声器,使阻尼系数更趋合理。3、减少电源内阻。

失真是一个令人害怕讨厌的词语, 大概是由于它的负面意义吧。一直以来,在电声产品上,失真都是一个重要的指针。但对发烧友来说,失真的真正意义在哪?当一个讯号经过传输,或经过放大,理论上来说要保持和原讯号完完全全不变是不可能的,故此,从技术的角度看,人们总希望它的失真度越小越好。可是近年大部份资深发烧友都会同意,在听感上来说,失真度这指标却不能有效地反映器材的好声程度。如方才说过,既然讯号经过传输或放大不能保持和原讯号完完全全一样,其间一定出现一些变化,这变化是什么呢?大体不外乎“加多”和“减少”。“减少”这概念较容易明白,就是原讯号在传输或放大过程中遗失了一些东西。至于“加多”就有较复杂的内容了,简单来说,就是在传输或放大过程中,衍生出一些既源于原讯号又有别于原讯号的东西。由于这些都是原来没有的,故也只能是失真的部份内容。

在听感上,这类衍生物有时竟会有神奇的作用,譬如说,一些新增的谐波,明显起了像味精的作用,喜欢的人会觉得加了声音更音乐化。又如话筒效应(microphonic)又提供了一些发烧友用作调音的一种有效手段。甚至乎相移(Phase Shift),这个一听起来都不像好东西的,也可以巧妙地被利用来美化音色。在录音过程中加进激励效果使低音冲激力更大更结实,就是运用了相移这东西。于是有一派以最后听音为取舍的,大叫失真无伤大雅,因为如果把失真换成“美化物”,或“味精”,相信人们对之的抗拒会大为减少,而另一派主要是工程师,却大声说:“数字胜于雄辩”(numbers don't lie)。这样的争论,旷日持久,究竟谁是谁非? 这里,我们先不用发烧友这概念,因为一般人可能会倾向于认为发烧友是一些走火入魔的怪人,上面的争论会对什么人有最大的影响呢?答案是喜欢音响的人,这也就是英文的Audiophile,音响爱好者了。

至于谁是音响爱好者,这本身已有很大争议。我想这应该涵盖一切喜欢音响技术和听音乐的人,而不应把它局限于拥有价值连城的Hi End器材的一小撮。相信大部份读者发展音响的爱好,往往都是由喜欢听音乐开始,而最先接触或使用的都会是一些普及的器材。我还记得在小三的时候跟?邻家的大孩子一起自己弄矿石收音机,那时候从晶体耳塞传来的音乐,至今难忘,当然晶体耳塞根本不能提供什么低频,可是它的中频瞬变,与及高音的表现,都不是一般晶体管收音机的小扬声器所能比拟。虽然后来才知道AM广播的高频只有7 KHz,连谐波也不会高到10 KHz,但当年的简单矿石收音机却开始了我往后漫长的发烧历程。还记得多年前到香港电台听他们第4台的每月音乐会,在不太大的一个录音间里听钢琴独奏。当时的感受非常美好,音色通透自然。于是心想,如何在钢琴前放两支胆咪,第三支挂高以收取堂音,在混音之前经胆器材调校…想得很远。但当回到现场的乐音中,我很快明白,要重现当时的效果,要重拾当时聆听者的感受,恐怕人类还要作很大的努力。说回先前的争论,以发烧友为主的一派,大可称之为主观主义者(subjectivist),他们坚持现今对失真的了解和运用还很有限,故失真的测量并不是故事的全部。至于以工程师为主的一派可称为客观主义者(objectivist),他们坚持以科学手段去测量和区分器材的优劣。现实可能确是由矛盾组成,综观各种失真的被发现,被测量,以至人们找出对策,诸如总谐波失真,当改善它之后,原来带来了TIM瞬态互调失真;又譬如CD的jitter,被发现和对付,还只是很近年的事。至于两派谁对,我想两者各有各对,因为他们争论的不是同一样东西。发烧友其实不自觉在听感上找寻自己的喜好,而工程师却力图客观地找出衡量器材的标准。故此争论的答案是客观测量标准并不能决定主观的个人喜好。

有人喜欢无源前级,有人反对,一下子大家都升级到什么音乐感等抽象名词上争论,其实这只是两种个人喜好的争论,是两种不同的主观立场。说实在一点,他们争论的,其实不是音乐回放的表现,而是两种前级本身的特有音色。究竟讯号经过这两者,有多少“加多”,有多少“减少”,工程师插到其中,又能否排难解纷,抑或是会使浑水更浑。这一切,由读者自己下答案好了.

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