标签: 分频点

  • 关于家庭影院 | 每个喇叭的分频点(Crossover Frequency)的定义与重要性

    关于家庭影院 | 每个喇叭的分频点(Crossover Frequency)的定义与重要性

    How to Set the Phase and Crossover Frequency on Your Subwoofer

    在家庭影院系统中,分频点(Crossover Frequency)是一个至关重要的概念,也是提升音频表现的关键技术之一。它直接关系到系统中各个扬声器单元如何分工合作,将完整的音频信号以最优的方式传递给听众。无论是初学者还是资深发烧友,理解分频点的定义和作用都是打造高品质家庭影院的基础。

    Crossover Frequency

    什么是分频点?

    分频点是指音频信号被分割成不同频率范围的边界值。具体而言,它决定了某个扬声器单元开始或停止处理某一频段的音频。例如,低音炮通常负责低于80Hz的低频信号,而主音箱可能处理从80Hz到20kHz的中高频信号。这个分割过程通过分频器(Crossover)完成,分频器可以是硬件(如内置于音箱中的被动分频器)或软件(如AV功放中的数字分频器)。

    分频点的设置目的是为了让每个扬声器单元在其最佳频率范围内工作,从而减少失真并提升音质。例如,低音炮擅长再现低频能量感,而高音单元则可以精准呈现细腻的高频细节。通过合理设置分频点,可以让每个扬声器的优势得以充分发挥,同时避免频率重叠或缺失的问题。

    Crossover Frequency

    分频点的重要性

    分频点的设置直接影响家庭影院系统的整体音效表现,以下是几个关键方面:

    1. 声音的平衡性 在家庭影院中,不同扬声器单元承担不同的频率范围。如果分频点设置不当,可能会导致某些频段的声音过强或过弱。例如,如果分频点设置得过低,可能让低音炮的输出超出其最佳工作范围,导致低频模糊或失去力度。而如果分频点设置过高,则可能让主音箱承担过多的低频,导致中频和高频表现受到影响。
    2. 音频表现的衔接性 合理的分频点设置可以保证频段之间的平滑过渡。例如,从主音箱到低音炮的频率切换应该尽可能无缝,以避免出现”频率断层”或”频段重叠”的问题。这种衔接性对营造家庭影院的临场感和声音定位尤为重要,尤其是在观看电影时,可以更精准地感受到声音从屏幕中传来的方向和深度。
    3. 系统效率的优化 分频点设置还能影响扬声器的工作效率。不同单元在其最佳频率范围内工作时,能够以更少的功率输出更清晰的声音。例如,让低音炮专注于再现低频,而不需要处理中高频,可以避免单元”力不从心”的现象,从而提升整体音质。
    4. 适应不同的使用场景 家庭影院不仅用于观看电影,还可能用于聆听音乐或玩游戏。不同场景对音频表现的需求各不相同。例如,音乐播放时可能更注重中高频的细腻表现,而动作电影则更需要低频的冲击力。通过调整分频点,可以为不同的使用场景提供最佳的音频表现。

    如何设置合适的分频点?

    一般来说,分频点的设置需要结合以下几个因素:

    • 扬声器的频率响应范围:例如,如果主音箱的频率响应是40Hz-20kHz,而低音炮的频率响应是20Hz-150Hz,那么可以将分频点设置在80Hz,以实现最佳的频率衔接。
    • 房间的声学特性:房间大小、布局和吸音材料都会影响声音的传播,进而影响分频点的选择。
    • 用户的听音偏好:有些用户喜欢更强的低频冲击力,可以适当降低分频点,而喜欢清晰人声和细节的用户则可以提高分频点。
    • 自动校准工具:许多现代AV功放内置了自动校准功能(如Audyssey或Dirac Live),可以根据房间和扬声器的实际情况自动调整分频点。

    分频点的实际应用案例

    THX标准推荐将低音炮的分频点设置为80Hz,因为这一频率能够在大多数系统中实现平衡的声音表现。但在具体应用中,设置分频点需要根据实际情况灵活调整。例如,在小型书架音箱搭配低音炮的系统中,可以将分频点提高到100Hz或120Hz,以减轻书架音箱的负担。而对于大型落地音箱,可以将分频点降低至60Hz甚至更低,让它们充分发挥低频表现。

    分频点是家庭影院音频设置中不可忽视的一环,它不仅影响每个扬声器单元的表现,还直接关系到系统整体的音效平衡和听感体验。通过合理理解和调整分频点,可以让家庭影院在不同场景下都能呈现最佳表现,无论是震撼的动作大片,还是细腻的人声音乐,都能带来令人满意的听觉享受。

  • 技术|关于时间:脉冲响应(Impulse Response)

    在《关于时间/It’s About Time》系列的最后一篇文章中,我们将了解时域的重要性。它不但在多个扬声器之间显得极为重要,同时在每个扬声器自身不同频率中,也极其重要。

    传统扬声器使用多个驱动单元来重现全频域声音。这些驱动单元都具有不同的时域特性,并且它们通过分频器相连,而分频器本身也具有不同的时域效果。

    Trinnov的扬声器/房间优化器(Speaker/Room Optimizer)以多种方式增强了扬声器的优势。它能做的、最重要改进之一就在时域上,即确保所有不同频率在正确的时间到达聆听位置。从技术上讲,未校正系统的“脉冲响应”很差,这会产生各种有害影响:

    分频点周围的响应受损导致音色不准确(例如更难分辨出是Martin还是Gibson的吉他);

    清晰度下降,特别是在分频点附近,导致对话清晰度差和整体细节差(“那个演员刚才说了什么”);

    将扬声器听作可识别的声源,而不是呈现无缝的三维声场(因为它们没有像应该实现的那样协同工作)。

    想象一下,将一个短暂的瞬态信号输入扬声器,例如我们的脉冲信号。该信号听起来像一个短暂的“滴答声”,表示如下。

    瞬态脉冲响应

    理想情况下,在(任意)3ms时,扬声器中的所有驱动单元都会快速向前移动,然后立即完全同步地返回到静止位置,没有任何迟滞或过载。当然,在现实世界中,它们有惯性和像弹簧一样的悬架。没有扬声器可以完美地再现这种“脉冲”,只是有些扬声器比其它扬声器会做得更好(或更接近)。

    为了让您有所了解,让我们来看看一些优秀扬声器的实际测量结果。在这种情况下,屏幕声道(即LCR主声道)都是相同的,因此顶部的“之前(Before)”响应非常相似;但是,我们可以通过比较输入信号和麦克风返回信号来改善此扬声器的强度。根据定义,输入和输出之间的任何差异都是一种失真。因此,我们仔细测量失真并以相等但相反的方式的“预失真”发送给扬声器信号,以迫使扬声器表现得更好。这就是您在下面“之后(After)”曲线中看到的内容。

    LCR扬声器优化之前(Before)与之后(After)的对比

    从上述结果中可以看出,主声道(LCR)出现了一些小的过载,但它们很快就稳定下来了。它在屏幕截图底部的“之后(After)”曲线中,甚至更为可控。

    让我们从基本的9.1配置中添加增宽(Wides)和环绕扬声器(侧环绕和后环绕)。

    9.1配置优化的前后对比

    您可以在这里看到,“之前(Before)”的结果开始看起来有点混乱,不同的扬声器对相同的输入信号有不同的响应。这是因为它们是较小的扬声器,驱动单元和分频器不同,必然存在时域差异。要理解这个问题,想象一下,如果您以立体声收听两个来自不同制造商的扬声器,成像会有多差——您无法听到衔接良好的左右立体声像,仅仅是两个扬声器在发出相似的声音而已。

    优化器完成工作后(在幅度和时域中),瞬态更加清晰、阻尼更好。在我们的立体声成像类比中,再次看起来像是通过匹配后的扬声器来创建声音。它们相似(更接近理想的)性能意味着可以协同工作,以创建似乎来自实际扬声器之间的声音。从右上角附近的彩色按钮可以看出,该系统中有相当多的扬声器。因此,您希望在听众的上方和周围形成一个无缝的高空间分辨率声音“气泡”。让我们添加其余的扬声器。

    多个扬声器优化的前后对比

    由于我们专利的独家优化技术,Trinnov系统的声音清晰度更高、对话更清晰、无缝“气泡”效果更令人信服,这是Trinnov系统的标志。

    Optimizer可以在所有Trinnov支持line-level的产品中找到,它们广泛应用于音乐和电影录音室、后期制作室、配音室、商业剧院、高端立体声系统和高性能家庭影院。世界各地的音频专业人士都依靠Optimizer来帮助他们准确地听到混音中的内容,然后再完成混音。您也可以。

    现在,回想一下,这些都是非常出色的扬声器。即便如此,之前的曲线看起来也有点像火车失事,不同的扬声器对同一输入信号的响应完全不同。但是经过我们的时域校正后,所有这些扬声器中的所有驱动单元都以更加一致和协调的方式协同工作。

    概括

    音响发烧友和专业人士有时都会对时间如何成为高质量音响系统性能的关键因素感到困惑。与许多主题一样,人们倾向于强化他们对世界运作方式的现有观念,而不是努力理解其他可能性。

    我们希望本系列文章能帮助您理解为什么两个经过均衡具有相同(幅度)响应的系统最终听起来会非常不同,以及至少一些原本优秀的系统听起来比其他系统更像真实生活的原因。

    如果您想进一步了解时域如何影响我们感知周围世界的方式,请阅读Jens Blauert 的《空间听觉》。

    ※ 本文原载自Trinnov官方博客。

  • 攻略 | “低频延伸让声音充沛饱满而完整”12个超低音疑问解答

    攻略 | “低频延伸让声音充沛饱满而完整”12个超低音疑问解答

    1、什么是超低音喇叭?

    故名思义,超低音喇叭就是只负责重播低频的喇叭。大多数超低音喇叭的实际重播频率都在80或100Hz以下,通常可以向下延伸到40-20Hz的极低频领域。超低音喇叭大多是内建放大机的主动式设计,通常具备音量、分频点、相位三个基本调整项目。超低音必须搭配主喇叭,无法单独使用,而且上述音量、分频点与相位必须要妥善设定,才能与主喇叭顺畅衔接,补足主喇叭的低频延伸。

    SVS 2000pro

    2、我的喇叭需要加上超低音吗?

    这要视主喇叭本身的低频延伸能力而定,如果你的主喇叭本身已经具备重播到40-20Hz极低频的能力,那么加上超低音喇叭可能帮助有限。但是如果你使用的是书架喇叭或是体积较小的落地喇叭,那加上超低音喇叭就可以补足低频延伸,让整体表现更为完整,甚至让小喇叭展现出大型落地喇叭的气势。必须注意的是,大多数喇叭的频率响应规格都是参考值,有些并没有标示测试标准是-3dB或-6dB,以致于实际低频延伸会与规格标示不同,有时虽然规格标示低频延伸40Hz,但实际上低频可能在50Hz甚至60Hz就开始滚降。此时如果将超低音的分频点设定在50-60Hz,就可以补足主喇叭过早滚降的低频,让低频延伸更为充沛饱满而完整。

    对播放纯音乐的两声道系统而言,加上超低音的第一个的好处,是可以用最合理的价钱,换取最全面的低频重播表现。一套两声道系统要能重播够大的规模感与够沉的极低频,一来主喇叭的体积要够大,二来放大机的驱动力要足,这些都是要用钱换来的。但是如果将低频下段交给超低音喇叭负责,主系统的投资就可以大幅降低。简单的说,为两声道系统加上超低音,是取得完整低频重播最经济超值的解决方案。

    第二个好处,是将超低音喇叭独立于主喇叭之外,可以让超低音的摆位更有弹性,更能避开空间中Room Mode驻波的影响,让超低音更能妥善的与空间耦合。

    第三个好处是,如果空间有限,可以用体积小一点的主喇叭,再搭配超低音喇叭,就能展现完整的低频重播。第四个好处,是在小音量聆听时,一般主喇叭的低频量感通常会大幅滚降,但是超低音喇叭比较没有这种问题,更适合在小音量的状况,让我们听到更完整的低频。

    3、到底是“超低音”还是“重低音”?

    许多人会将超低音喇叭说成“重低音”喇叭,两种说法虽然看似差别不大,但其所代表的基本定义却大不相同,必也正名,观念才能导正,调校超低音时也才能掌握正确的方向。对音乐重播而言,加上超低音喇叭的目的,在于“补足主喇叭的低频延伸,而不是让低频听起来更大声”。在调校时,不是要突显超低音的角色,反而是要让人感觉不到超低音喇叭的存在,只有在音乐中更低的频率出现时,超低音才适时发挥效用,这才是正确的超低音运作状态。由此观之,“超低音”应该是比“重低音”更正确的说法。

    4、什么音乐有极低频?

    虽然说超低音调校的最高境界,是让人感觉不到超低音的存在,但是或许你会发现,听大多数音乐时,好像都只有主喇叭在发声,加上超低音似乎没有太大帮助。难怪许多人会想调高超低音喇叭的音量,让超低音喇叭听来更有存在感。

    为什么会这样呢?真正的原因,是大多数我们认为频率很低的乐器,实际上发声频率并没有我们想像的那么低。许多人用大提琴测试音响的低频,但其实大提琴的频率分布在61Hz-988Hz之间,主要发声频率是160Hz以上的中频区域,大多数喇叭已经可以完整重播。低音提琴与电贝斯的最低音是41Hz,真正演奏到最低音的时候也极其有限。爵士套鼓中的脚踩大鼓(直径14-22吋)频率约在60Hz-80Hz,电子舞曲中听起来频率似乎很低的电子低频,实际上也不会低于50Hz,大多数主喇叭都可以涵盖重播。

    这么说来,对于音乐重播来说,超低音似乎并不是那么重要?并非如此,一架88键钢琴的最低音是27.5Hz,要完整重现钢琴的低音频段与真实的规模气势,就需要超低音的辅助。一般管风琴最长的管子是16英尺,最低音可以达到32Hz,此时超低音也会派上用场。听大编制交响乐或电影配乐,超低音可以补足小喇叭所欠缺的低频量感、气势与规模感。就算是听电贝斯或电子舞曲,超低音也可以补足大多数主喇叭过早滚降的低频,让小喇叭展现出比拟大型喇叭的规模与气势。

    5、听说超低音不适合音乐重播?

    许多两声道玩家排斥使用超低音的主要原因,是认为超低音的速度会跟不上主喇叭,导致两者无法妥善衔接,无法完美重播音乐。为什么超低音的速度会不够快?有人认为是振膜振动的速度不够快,不过精确的说,应该是单元“即放即停”的能力不够好,所以听起来感觉速度偏慢。

    什么叫“即放即停”?当信号输入时,单元必须立即动作,当信号停止时,单元必须立刻完全停止。如果信号停止时,单元还煞不住车,还有残余振动拖尾,低频听起来就会让人觉得不够清晰、解析层次变差,速度感也就不那么干脆俐落。

    上述要求对于超低音喇叭的单元而言,其实并不是那么容易办到。根据物理法则,单元要发出够低的低频,一来振膜尺寸不能太小,才能推动足够的空气量;二来振膜必须要有一定重量,才能降低最低共振频率;三来必需采用重量较重的大音圈,才能提升承受功率,上述三个条件都增加了单元“即放即停”的难度。

    市面上许多价位较低的超低音喇叭,通常是为了搭配家庭剧院而设计,单元“即放即停”的能力不够理想,虽然在播放电影音效时影响不大,但是在播放音乐时,就会出现“速度跟不上”主喇叭的状况。但是如果超低音的单元设计够好,内建放大机的驱动力够强,它的速度感不但可以跟上主喇叭,甚至可以提升主喇叭的低频表现,只要摆位调校得当,并不会有不适合音乐重播的状况发生。

    6、超低音的单元是不是越大越厉害?

    一般超低音喇叭的单元尺寸通常从8吋起跳,超低音的单元与箱体越大,低频延伸的确可以越低,低频的宽松感也更好。如果主喇叭本身的低频量感与延伸已经非常优异,的确不建议搭配单元太小的超低音。不过单元尺寸并非评断超低音喇叭表现的唯一标准,只要超低音的低频延伸能力比主喇叭更低,重播能量可以与主喇叭匹配,并且具备良好的暂态响应特性,都是可以考虑的选择。

    7、超低音有方向性吗?

    除非你的主喇叭是低频延伸极其有限的迷你卫星喇叭,搭配的超低音必须负责重播100Hz以上的频域,否则对一般只负责重播100Hz以下的超低音喇叭而言,因为100Hz以下的低频波长超过3.4米,声波到达空间中任何位置的时间已经没有差异,所以没有明显的指向性,不会让我们察觉超低音的发声位置。也因为如此,所以超低音没有左右声道之分,只需要使用一颗即可,而且不一定要摆在两只喇叭的正中央。许多人建议将超低音放在空间的右侧,模拟交响乐团的低音部位置。不过超低音绝非随便摆哪都可以,在下一个单元的摆位调校攻略中,会有更详细的说明。

    8、超低音可以放在墙角吗?

    一般而言,墙角是一个空间中最容易产生驻波的地方,如果将喇叭放在墙角,声波能量会因为驻波而在某些频段明显增强,破坏音乐重播的均衡性。不过将超低音放在墙角,却是许多超低音制造厂家建议的摆位方式,主要原因是超低音的重播能量,可以藉由墙角两侧墙的反射而大幅提升(一侧墙可以提升6dB,两侧墙理论上可以提升12dB),让超低音的工作更为轻松。另一方面,墙角摆位可以同时激发所有与墙角有关的驻波频率,反而可以避免单一频率的能量过于突出,而且绝对不会遇到空间中能量完全抵销凹陷的结点,是问题最小的超低音摆位地点。到底我们该如何有效利用墙面补强低频能量,同时将驻波问题降到最低呢?请看下个单元的摆位攻略。必须注意的是,如果超低音的反射孔位在背板,超低音不建议离墙面或墙角太近,以免造成低频浑浊。到底此类超低音应该离墙多远? Klipsch提供了一个简易的计算法则,他们建议超低音离墙距离,应该是低音反射孔直径的两倍,提供给大家参考。

    9、可以一次使用两只超低音吗?

    如果空间许可,同时使用两颗超低音会是更好的解决方案。SVS原厂建议了四种双超低音的摆位方式,在这种状态下,双超低音可以更均衡的激发空间中的所有驻波,反而可以避免某个频段的驻波特别突出。除此之外,双超低音也可以让每个超低音的工作更为轻松,尤其是在大音压下,可以展现出更好的动态。用两个较小的超低音取代一颗大型超低音,往往可以展现出更好的暂态表现。

    See the source image

    10、超低音如何与音响系统连接?

    如果你的综扩或前级有前级输出(Pre Out)端子,直接用一对信号线从Pre Out接到超低音的输入端子即可。如果你的放大机只有一个Sub Out输出端子,那么只用一条信号线,接到超低音的左声道或右声道其中一个输入端子也可以。如果你的放大机没有前级输出,那么可以选购具备喇叭端子输入的主动式超低音喇叭,从放大机的喇叭端子同时输出信号给主喇叭与超低音,此时主动式超低音只会从放大机撷取低频信号,而不会吃放大机的功率。请注意放大机的Record Out是固定音量信号直出,不会与放大机的音量连动,所以不能与超低音连接。

    11、超低音的分频点该如何调整?

    超低音的分频点是一种低通滤波,如果将分频点设在50Hz,代表超低音只会重播低于50Hz的信号,50Hz以上的信号则会快速滚降滤除。超低音分频点的设定,必须以主喇叭的最低延伸频率为依据,如果主喇叭的低频可以延伸到60Hz,那么超低音的分频点就可以从60Hz开始调整。下一个单元将会详细介绍调整方式。

    12、相位如何调整?

    几乎所有超低音都有相位调整装置,有的只有0、180度两档切换,有的是0-180度连续可调。如果超低音与主喇叭距离聆听位置的距离相等,理论上两者的相位也就一致,此时只要将超低音的相位设定在0度即可。但是实际上因为空间限制,超低音与主喇叭距离聆听位置的距离通常不一样,此时就必须调整超低音的相位,避免两者在分频点衔接处的声波能量相互抵销。请看下个单元的摆位调整攻略。

    文/AudioArt

  • 关于影院|超低音的分频点如何设定

    家庭影院系统中有一个重点必须再三提醒您,在超低音的各项设定中,“分频点”的设定绝对不能遗漏,也绝对不可设错。分频点的设定,决定了超低音喇叭发岀多少Hz以下的低频,其它声道发岀多少Hz以上的高频。如果设定错误可能会造成某一个频段的重叠或凹陷例如超低音的分频点设在120Hz,左右声道设在80Hz,那么80-120Hz之间的频段,左右声道和超低音都会发声,那廖此频段自然会有能量增强的情形。

    反之,如果左右声道设在120Hz超低音设在80Hz,那么80~120Hz之间就成了三不管地带,在频率响应曲线上80-120Hz就会呈现明显的凹陷,自然会让低频听起来“很有问题”,所以您在开始进行摆位或作其它调音之前请务必再三确认分频点的设定是否正确。一般来说常见的设定,是在环绕放大器内部将分频点设在80Hz,而超低音背板的分频点设定在相同(例如80Hz)或以上。除非其它搭配喇叭低频延伸不到80Hz,那么才视状况将分频点调高一些。

    而且分频点也会对超低音摆位形成影响。因为人耳对愈高的愈频率愈敏感,所以超低音的分频点愈高(超低音会负责到较高频段),人耳愈容易抓到超低音的位置。所以与超低音搭配的其它喇叭如果低频延伸足够,建议分频点可以设得低一些,一方面较不容易听出频段衔接的破绽(人耳对低频较不敏感),同时超低音在摆位上的自由度也比较大些。

    但是如果与超低音搭配的其它声道都是小尺寸的卫星喇叭,低频低伸有限,那么就只好将分频点设得高一些。原则上,100Hz以上就有可能被人耳听出方向,所以如果分频点设定在100Hz以上,那么超低音喇叭摆位的自由度就会比较小些,选择位置时要考虑“声音偏一边”的可能性就不建议将超低音摆到离左右声道太远的位置。