音響的失真問題分析
- 703天前
音響一般都是由音源以及功放還有音箱這三個部分組成的,根據測算,功放跟音箱的失真度占據了整個音響系統的80%以上,所以功放和音響的品質就顯得格外重要了。
功放是功率放大器的簡稱,能夠把音源讀出的微弱音樂信號放大大可以推動音箱的發聲,從元件上面的分類可以分為:電子管功放和晶體管功放。工作原理上可以分為:甲類、甲乙類、乙類這三種。理論上來說,甲類功放的諧波失真是很小的,所以保真度很高。甲乙類功放保真度低于甲類,如果制作的工藝很高,也可以達到比較高的保真度。
功放的失真就是輸出信號波形中出現了不希望出現的波形變化,引起了聲音失真,主要有諧波失真、互調失真、瞬態失真和相讓失真等等。
諧波失真指的是音響設備重放后聲音比原有的聲源信號多出的額外諧波部分,負反饋網絡的缺陷或者功放的非線性均可以引起諧波失真,這樣可以增加諧波有效值總和占原有信號強度的百分比來表示,一臺高保真功放的諧波失真在全頻范圍內應該低于0.6%,否則聲音聽起來會發干、發硬。一般來說1000HZ是功放失真最小的頻率,很多的廠家把這一頻率的失真作為標準,這是不全面的。
互調失真指的是兩個振幅按照一定的比例,一般是取4:1混合的高低頻信號,通過音響設備后,產生的新非線性信號的現象,用非線性的信號有效值總占原高頻信號振幅的百分比來表示,通常大多數功放的互調失真都會大于諧波失真一點,對于高保真功放而言,互調失真不應該比諧波失真大很多,最好不能大于10%,在諧波失真小于一定值的時候,信號的保真度在很大程度上取決于互調失真。
瞬態失真也成為瞬態響應,通常是以輸入方波信號或者具有方形包絡的正弦信號波列(碎發聲、爆炸聲、槍聲、鼓聲等)在通過音響設備后,其波形的保持形狀能力。瞬態失真有瞬態互調失真和轉換速率過低失真兩種,瞬態互調失真的產生是由于功放的負反饋設計有誤或者是甲類功放工作點不當引起的,通常晶體管功放采用大環路深度反饋,這種情況下一個信號必須經過功放放大,然后再反饋到輸入端,由于“時間差”的原因,兩種波形不調不一致,就會導致互調失真。
由轉換速率過低引起的瞬態失真是由于功放跟不上信號迅速變化,出現的反應慢的現象,一般情況功放轉化速率最低不低于20V/us(即功放在1微秒內電壓從0到20V,優質的功放可以達到100V/US)。
從聽覺上來判斷,瞬態失真會讓聲音的高頻分辨率變差,影響聲音的清晰度,使音樂失去透明感,聲像也模糊,相位失真是指不同的頻率的信號重放后,時間關系不對應所形成的失真,在音樂重播的時候,相位失真也會直接影響到“聲象”的質量和方位,所以在購買功放的時候一定要注意“聲象”的質量和方位如何。
音響系統的噪聲一般來源于兩個部分,一個是由系統外部的干擾,另一個是系統內部產生的,組成系統的各種元件本身所產生的噪聲,外部的噪聲消除之后,系統內部的噪聲就顯得尤為重要,通常功放的噪聲大小常用信號的最大電平與噪聲電平比值的對數即分貝表示。其比值稱為“信號噪聲比”,簡寫為S/N或SBR,簡稱為信噪比,大多數優質的功放的信噪比可以達到90db以上。