為什麼耳機線因為虛接的時候,會自動產生「除去主唱保留伴奏」的效果?

耳機線總是摺疊著放然後就產生了題目中說的效果,動一動就能正常,一鬆手又只剩下伴奏了。同時從立體聲只剩下單聲道。不同的歌結果都一樣,都挺明顯,甚至能把主唱聲音去除而只剩下和聲和伴奏。


感謝邀請。

首先補充一些預備知識。大家都知道,耳機分左右,一共由兩個小揚聲器組成。每個揚聲器需要接兩根線,一根叫信號線,用於輸入電壓不斷變化的震蕩信號;另一根叫地線,電壓始終穩定在 0 伏。兩個揚聲器,一共引出 4 根線,我們分別把它們稱為左信號線 (L),左地線 (G) 和右信號線 (R),右地線 (G)。

大家也許已經看出來了,既然左地線和右地線,信號都要求始終保持在 0 伏,那這兩根線是不是可以合併成一根呢?沒錯,耳機的插頭就是這麼做的,它把左地線和右地線合併了一下,成為一根公共的地線。因此在耳機插頭上,我們一共有三段觸點,從上到下分別是:左信號線,右信號線,公用地線,如圖:

知道了耳機的構造後,接下來我們討論這三根線分別斷了之後造成的效果。L 斷了的效果很明顯,左耳機收不到信號,因此左邊沒有聲音,右邊不受影響。R 斷了之後也類似,右邊失去信號,左邊不受影響。這兩種情況都不會引發本問題所論述的「除去主唱保留伴奏」。還剩下最後一種可能性,就是 L 和 R 都完好,G 斷開,我們看一下此時發生什麼樣的事情。

當耳機插口上的 G 斷了之後,耳機的 G 就不再連接在正確的 0 伏之上了,但由於左右耳機的 G 是合併在一起的,因此這個時候其實我們相當於把兩個耳機串聯起來,分別接在耳機的 L 和 R 信號上,如圖:

這時候會發生什麼效果呢?這裡再補充一個預備知識:電壓,嚴格地說其實應該叫電勢差,它表示的是兩個電勢之間的差異,並不是一個絕對的度量值。我們說一個電器上的電壓是 1 伏的時候,僅僅是表示它一端的電勢比另一端高 1 伏。譬如,如果我們把一個小電珠一頭接在 10000 伏的電源上,另一頭接 10001.5 伏的電源上,此時小電珠受到的電壓是 1.5 伏,和直接把它接在乾電池上是沒有任何區別的。

了解了這個預備知識之後,再回過頭來看我們壞了的耳機,就很容易理解此時會發生什麼事了。假設此時我們的播放器在左邊信號線上輸出了一個 2 伏的信號,右邊信號線上輸出了一個 3 伏的信號,由於我們的耳機是串聯之後直接接在了兩根信號線上,並沒有連在地線上,因此兩個耳機兩端收到的電勢差,僅僅是兩根信號線上電壓的差,即 1 伏。而又由於串聯電路會根據阻抗分配電勢差,左右耳機的阻抗基本相同,因此此時每個耳機可以均分到 0.5 伏的電勢差。

這點能夠理解之後,接下來的這個結論就很顯而易見了:把耳機的 G 線弄斷之後,兩邊耳機會聽到完全相同的聲音,這個聲音,就是原始聲音左右聲道的信號之間的差的一半。這個「一半」,我們可以通過調大音量的方式給補償回去,因此可以認為我們就是對左右聲道的信號作差。至於為什麼對左右信號作差之後就會消去人聲,這個問題在 @張小核桃 給的文檔里已經給了非常透徹的解答,我這裡就不再重複了。

如果有任何不明白的地方,歡迎添加評論繼續展開討論。


我猜是差分信號在接觸錯誤的時候使左右聲道相減了,而一般混音的時候人聲大多在聲相中間,人聲部分左右聲道的波形非常相似,產生消除人聲效果。如果你注意聽一聽,可以發現低音也變小了,因為低音大多情況下也是放在聲相最中間的。


音頻信號反相疊加了,這也是物理消人聲和音頻軟體消人聲的基本原理。


之前留了個坑,就被知乎摺疊了。。。貌似沒有解決辦法T^T知乎君。。。。。。!今天考完了實驗,來填坑了。

聲明:本人不是專業人士,只不過是前不久看到過有關這方面的問題,算是整理和分享吧。有錯誤請指出!

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排名第一的答案已經講得很清楚了,這裡主要是就「信號作差為什麼會消人聲」進行補充。(排名第二的答案有提到,不過在網盤裡,已經不想去看了......好不容易打開了,挺複雜的說,嗯-w-)

參考資料:《科學世界》、《數字電子技術基礎(第四版)》(高等教育出版社)

我們將連續模擬量通過「採樣」和「量化」,以不連續的數字量的形式記錄下來。假設我們錄製下來的人聲是這樣的。

一般聽音樂,人聲結像(就是你聽的時候感覺的歌手位置)都在正中:其實就是耳機的左右有相同的人聲信號。向上面這樣,記成V吧。

而伴奏的樂器則由不同的位置,則兩邊信號的記錄值則有所不同。最簡單的,如果為了有樂器偏左的效果,則左邊的信號會強一些。假設我們記錄下來的左邊和右邊信號分別如下(記為L和R)

然後,我們左耳聽到的就是L+V,右耳聽到的就是R+V。作差過後,顯然我們消去了人聲,但是得到的L-R使得伴奏也發生了一定程度的畸變。就像下面這樣。。。

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好了,問題說完了,扯點題外話。。。

這種聲道減法也用於獲得伴奏,不過,可以看出來效果十分的不好,甚至有的時候連樂器也一起幹掉了。囧。。。本人為了做宣傳資料而去網上找的伴奏,以及是大家在KTV裡面唱歌時的伴奏,有時候會有完全已經不是原來歌曲伴奏的感覺(對我這種五音不全的人來說簡直就是災難啊,,伴奏君你到了哪了我一點都聽不出來啊。。。。)。對於這一塊領域我沒有了解過,但根據生活中的這些經驗,我感覺要做到完美的「消去人聲,獲得高質量的伴奏」還是挺難的。


再補充一點,錄音的時候人聲在左右聲道的的電平是相近的所以只有人聲沒有了電勢差。


OMTP標準(也叫歐標、國標)的耳機接到電腦或者MP3上會出現樓主所說的情況:

1、完全插進去,A接左聲道,B接右聲道,C接到0電勢,D懸空(斷路),就像頂樓所說的,兩個聲道的信號疊加抵消了

2、拔出來一段(只露出D),就有意思了,其實是A接到右聲道,B接到0電勢,C、D都懸空(斷路),此時聽到的是右聲道的聲音,每個耳機音量為正常的一半。


現在適配蘋果的耳機,都要求地線從3.5mm插頭端就分開,也就是L,L地,R,R地 四股線,應該就是防止這個的吧。


為什麼會把人聲消除掉呢?因為在錄音時,人聲基本上都在正中間,也就是說左、右聲道的人聲信號大小是一樣的。參考前面滇狐的回答裡面的知識,信號大小一樣就是電勢差為0,所以人聲就被消除了。當然這是指理想狀態下,實際上兩個聲道大小不會完全一樣,並且相位也不可能完全一樣,所以實際上不會完全消除掉,還是有一些殘留,聽起來就是人聲變小了很多。


共模與差模


@滇狐木有看到張小核桃的資料呀~~~


針對樓主問題:

以常見的手機播放雙聲道音樂,且以3.5mm,3段插頭的音頻線連接耳機舉例解釋:

音頻線正常連接耳機後,音頻線的左信號端連接耳機L SPK「+」,經SPK音圈再有L SPK「-」連接迴音頻線的「地」信號,形成L通道音頻傳輸迴路。同樣音頻線R信號端連接耳機R SPK「+」,經SPK音圈再有R SPK「-」連接迴音頻線的「地」信號,形成R通道音頻傳輸迴路。以上RL耳SPK共用音頻線的「地」信號。此時雙聲道的音源可以被正常重放。附示意圖1。

而當音頻信號線內部「地」線斷裂,或者在插入耳機是沒有到位/「虛接」,導致「地」信號端懸空時。音頻線的左信號端連接耳機L SPK「+」,經SPK音圈再有L SPK「-」並同時連接至R SPK「-」。同樣音頻線R信號端連接耳機R SPK「+」,經SPK音圈再連接至R SPK「-」。

此時若同時刻在播音源左右聲道頻率成分同且等幅同相,則整個迴路L SPK「+」和有R SPK「+」壓差為零,左右耳無信號輸出。

若同時刻在播音源左右聲道頻率成不同或不等幅或不同相,L SPK「+」和有R SPK「+」兩端會有一定的正/負壓差,則兩耳聽到的是原音源左右聲道信號不同程度相消或疊加後的信號。由於通常雙聲道通俗音樂,RL channel人聲幅度相對較均衡,而配樂樂器可因左右聲道錄製需求而在幅度和頻率成分上會有一定差異。所以這種情況下會出現主唱聲音去除而剩下和聲和伴奏的現象。附示意圖2。

背景1:消費類耳機標配的音頻線多為3.5mm(金屬插頭直徑)轉3.5mm(少數3.5mm轉2.5mm),以暜適於手機、PC、MP3等音源播放設備將雙聲道音源模擬傳送給耳機進行播放。

背景2:金屬插頭也有3段和4段之分,3段插頭自頂依次為左、右、地共3個信號端;該3端插頭只能將音源傳送給耳機左右通道進行重放。4段插頭自頂依次為左、右、地、MIC 共4個信號端(也有標準定義為左、右、MIC、地)。


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