專業音響中的相位問題

發布日期:2014-08-01 瀏覽人數:421人一、前言專業音響工程是彙集了多項學科知識的一項綜合性工程。它包含了較高的技術含量，需要嚴格與周全的設計和音響設備的選型；需要合格的管線預埋，需要可靠的焊接技術，需要科學的調試檢測手段等等。而相位的問題則是音響工程中所包含的一個很小部分，但是它有著舉足輕重的作用。音響系統中的相位是很抽象的，涉及到很多相關的問題（如電路中相位，電源相位，音箱單元相位，話筒拾音相位等等）。二、相位概念聲波的一個振動周期等於360度，在這一個振動周期中，一個振動點（或粒子）所達到的階段用度來表示，如果是0度~180度與180度~360度的關係，也就是我們說的正值與負值的關係，它們的相位是相反的。1、在物理學中，相位的概念是反映交流信號任何時刻的狀態的物理量。交流信號的大小和方向是隨時間變化的。2、在音響系統中，相位是對聲場中量感變化相對而言的，於是便有了同相與反相對音響系統的影響問題。兩個頻率相同的音頻信號從功放輸出，如果一個音箱的信號反相，那麼這個相位的差叫做相位差，或者叫做相差。在物理學中，這兩者的相位差正好等於180°，這種情況叫做反相位，或者叫做反相。3、在聲場環境中，相位是相對聽音位置來說的，單個音箱時也可以說是相對它的中軸線來定義的。三、常見的相位問題及解決方法1、對於電路中的相位問題，目前國產測試有些設備可以直接地檢測出線路中是否有反相問題。但不能整個電路連接好之後再測，如果中間有兩條串接的線反相，則負負得正。所以電路中需要分段測量其相位。1/3圖中左邊是輸入信號的電壓和電流波形,右邊是揚聲器的速度和位移波形,在某一時間點各有不同或相同的相位差。在某一頻率,各波形的相位差是固定的某值,不隨時間變化。2、音響系統的電源相位。如果一套音響系統中設備所採用的電源相位不一致，例如：功放用A相供電，調音台或周邊用B相供電，當設備消耗電功率程度不平衡時，相位高與低所產生的差異，會使某些設備電壓高或低導致工作不正常,從而對整個系統帶來一些不良的干擾，如：哼聲、電流聲等，也有可能會因為相位差異過大引起設備的損壞。解決方法：音響系統中最好使用同相電源供電，或者A、B、C相電源供電盡量分配平衡，以免出現上述不良干擾。通常的做法都是用同相電源供電，因為要使A、B、C相電源供電平衡是件比較煩瑣的事。3、音源拾音部份（話筒相位）。話筒相位是指如果有多支話筒同時使用，有一支話筒反相，會導致整體拾音產生不平衡感。拾音話筒接近者，會抵消信號，聲音發悶，動態不足，有壓抑感。而同相的二支話筒近距離一起拾音時，易造成信號重疊，加大正反饋的產生，從而產生自激（聲反饋現象）。話筒相位反相的原因也有可能是話筒線插頭焊掉了或者是焊接反了。出現反相後，要對話筒間相位做同一校正，使所有的話筒間輸出信號相位保持同相狀態。解決方法：（1）在多隻話筒中，首先確定一隻真實相位相同的話筒，將這隻話筒作為基準話筒。一般來說，在所有音箱之間為同相關係的情況下，同一型號話筒中拾音效果相對最好的那隻話筒肯定是真實相位同相。確定了真實相位同相後，將被檢查話筒與基準話筒的頭部緊靠在一起，用話筒拾取同一聲音，輸出音量聲源音量增加而增加的為同相，否則被檢查話筒為反相。重複以上步驟，就可以檢查出所有的反相話筒。（2）對於反相話筒，有兩種解決方法：一是打開反相話筒線卡儂插頭，將卡儂插頭的2、3端對調；二是如果調音台設有倒相鍵，可將反相話筒信號輸入路的倒相鍵按下，相位就調換過來了。4、調音台相位。一般調音台設有φ鍵（即倒相鍵），相位轉換開關，在使用不同型號的幾支話筒平行拾音時，如果發現聲音異常或偏弱，可以將其中一個話筒通道的相位轉換開關按下去判斷是否相位問2/3題引起。另外在兩隻相位正確的音箱同時發出聲音時，因為指向角度，擺放位置，離聽眾距離等因素的影響而導致的聲像漂移，其實也可以列入「相位」這個範疇里討論的，只不過它是兩隻箱的聲音到達人耳不同步而單個音箱是高低音喇叭的聲音到達人耳不同步。這個問題也可以在調音台上有個專用的聲像電位器來平衡處理。5、功放相位。兩入兩出功放的輸出模式有兩種：一是有四個接線端，分別有兩組紅（+）黑（-）接線端子），二是四芯插座（±1、±2）。如果是第一模式的連接方法，四個接線端，則較容易理解正負極，輸出插也有明顯的紅黑二個埠供辨認，但當功放使用橋接以後，注意信號輸入控制（通常為A通道）的紅端為正極，另一輸入控制（通常為B通道）的紅端為負極。6、音箱單元相位。引起音箱單元相位的偏移有幾個因素：（1）接線端反接會反相180度。同頻率的音頻信號從功放輸出後，若一對音箱有一隻接反相（即指「+」「-」兩極接反），這對音箱的單元會產生交流相位差，音頻信號相互抵消，擴聲後的低頻信號明顯偏弱，聲音變硬變干，中高頻漂移，影響整個擴聲系統的調試和整體聲場效果。（2）喇叭安裝方式為反裝（即磁鋼朝外）時，這種情況會反相180度。一階分頻是滯後90度，二階分頻是滯後180度，三階分頻是滯後270度……以此類推。（3）喇叭靈敏度引起的高低音到達人耳的時間差不同，也會導致相位失真，這就是在同一個分頻器里高低音的濾波器階數常常不一致的原因。通常高音驅動頭的靈敏度是遠遠超過低音單元的，所以我們會發現低音分頻的元件很少，而高音部分則是比較多的電阻、電容和電感，就是利用濾波器階數來平衡高低音喇叭之間的靈敏度，使高低音到達人耳的時間同步，同時其相位亦得到校正。（4）在現場擴聲系統中，通常有多隻音箱同時使用，如果使用不同牌子或不同型號的音箱，有可能出現相位差問題，所以實際工程調試時工程人員需要測量每個音箱的相位一致。綜上所述，專業音響工程的相位所產生相位差的原因是多種多樣的，所以我們在做音響過程中應考慮到產品的選型，焊接工藝要求，系統連接方式，調試檢測等問題。相位的問題是音響工程中所包含的一個很小部分，但是它有著舉足輕重的作用。
推薦閱讀：