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了解立体声和多声道的音箱延时会出现的问题

       立体声的Hi-Fi系统(高保真系统)与多声道的AV系统(家庭影院系统)是音响器材市场的两大阵营,这两种音响系统有着很多共通点,同时又存在着很多不一样的东西,对于许多音响用家来说,或许只能了解其中几个关键点,例如安装、摆放、连接等等,其实还有一个很重要的地方,大家或许都遗忘了,那就是音箱自身的声音延时问题Delay(Audio Effect)。 


 
       由于音响房间的设计、产品自身的设计等问题,声音的播放效果往往会受到很多干扰,必须通过各种技术的手段来纠正这些干扰,例如声音的延迟。下面就为大家进行详细解读。
 
声音延时的出现
 
       这个问题其实非常大,覆盖的内容十分多,可以用两个方面来进行分析,那就是主观和客观两个因素,在音响系统的主观因素来看,音响系统的搭配本身就会让声音出现延时,从信号源到播放端、从数字到模拟,各种方面都会让声音出现延时,这里内容较多就不展开说明了。另一个客观因素,就是听音环境的问题,有隔音、有声学、也有室内布置装饰等问题,这些都会让声音在播放过程中,受到各种各样的二次反射,让室内的声音效果产生各种各样的区别和不同,所以说这个世界上没有两个视听空间的声音效果是可以做得一模一样的。  
 
立体声的Hi-Fi系统(高保真系统)的延时
 
       大家都知道声波的传输形式是一种正负交替变化的正弦波形,这种正负也就是说的相位,正半周的时候声波的相位是正,负半周的时候声波的相位是负。多只音箱或者叫音源,发出的声音到达同一地点的时候如果时间不一致,就会出现声音模糊不干净的情况,听起来总感觉声音朦朦胧胧的;还有可能出现声波的相位不同的情况,有可能会出现一正一负,就会发生能量相互抵消的情况,能量抵消浪费了可惜不说,还会导致声压的下降,声压下降就需要增益的提升,就有可能导致电平输出过大而引起信号失真,损坏单元,造成损失和不良的影响。  
 
       除了要提供优美的听感,声音要干净有力,另外还要保证专业音响设备的正常运行。因为上述问题导致效果不理想或者设备损坏也是常有之事,那么就要想办法消除这样的隐患,进行音箱的延时测试和相位调整。当然进行调整之前要搞清楚多只音箱声音到达同一地点时间不一致的原因是什么?本文将具体为您分析这种现象所产生的原因。  
 
声波传输的控制
 
       也许有人说低频跑的慢,高音跑得快。听上去很有道理,其实完全没有道理,从物理学上讲,声音在空气中的传播速度与海拔高度,温度和湿度这几个因素有关,并没有频率的高低啥事情;的音箱是在同一个环境下的,与上述的几个因素好像都没有关系。那么,还有什么原因会造成这种现象呢?  
 
       最直接的原因就是音箱的摆放位置不同,导致声波传输到达同一位置时间的差异而产生相位的不同。现在的视听系统设计,基本上很少人去注意音箱摆位的问题,导致很多的问题出现,这也是其中的一个原因,通过延时的调整,效果能够得到一定的改善。大家熟知的音箱摆放八法也有基于这样的因素考虑的。  
 
       解决好位置的问题是不是就处理好了呢,不一定,还有一个原因,就是音箱箱体结构的不同,导致声波的传输时间出现偏差,尤其是超低音箱与全频音箱的构造。全频音箱的单元基本都是安装在音箱面板上的吧,但是有的超低音箱的单元却是安装在箱体内部的,声波的传输先要经过箱体内部才出来,也需要时间吧,所以,也会造成时间的差别。也是需要来处理的。 
 
喇叭的换能过程
 
       也许有人发现,我的超低音箱的单元也是安装在音箱面板上的呀,声波传输没有经过箱体内部啊,上面的两个原因都没有问题啊,怎么还是存在时间差异呢,这里就引出了一个比较深的原因,喇叭的能量转换时间。知道喇叭是一个换能元件,把电能转化为热能和声能,热能先不讨论,只介绍声能转化问题,那喇叭是不是直接把电能转化为声能呢,可能有朋友就会说了,喇叭不就是一个电声转换元件吗,其实所见的喇叭电声转换只是一头一尾而已,电能进去,声能出来。 
 
       其实能量转换还有中间的部分,这个中间部分还包含了三种能量转换过程。首先电能进入喇叭音圈,通电后音圈在喇叭的磁路通过电磁感应产生运动,也就是电能首先转换为动能;然后在磁路中运动的音圈带动纸盆运动,导致纸盆前后的空气振动,这时候带动空气振动的纸盆动能就转化为声能了。
 
       这三种能量的转换过程大家看到了是物理转换过程,既然是物理转换过程就不可能在同一时间完成,是需要一定的时间才能完成的,那么这个转换时间是又什么来决定的呢?  
 
第一个过程,要想喇叭的运动部分动起来就需要外力,这个外力就是电能进入音圈,通过电磁感应产生动力,那么这个外力就与输入的电功率和磁通量有关系了,同样的喇叭,输入功率越大,转换的时间就越短,不同的喇叭,结构不同,性能不同,磁通量不等,转换时间也就有区别了。 
 
       接下来,有了外力,要让纸盆动起来也需要时间吧,而这个时间却和喇叭振动部分的重量有关,重量越轻的时间越短,越容易动起来。那么来看喇叭的结构,大口径的纸盆要比小口径的纸盆重吧。那么,在同等外力下,小口径的纸盆就先动起来吧,也就是说小口径的纸盆动起来需要的时间就短一些吧。所以从这个角度上来讲,口径越小的喇叭,声波传输的速度越快,前面说低频传输比高频传输慢其实应该说低音单元传输比高音单元传输慢才对。  
 
多声道的延时问题
 
       与立体声相比,多声道最大的差别就是能够产生更多的“声音结像”,立体声采用两个声道来虚拟出一个立体声像,而多声道,则是通过多个声道来虚拟出多个声像,因此如果声音出现延时,那么这个“声音结像”就会走样,或者没有那么真实,更偏离了电影要表现的包围感和效果。和立体声不一样的是,立体声的声音延时比较容易被察觉,因为一旦人的耳朵只关注到一个声音结像的时候,经过摆位、EQ等调整,声音的改善是明显的。 
 
但是多声道则变得十分复杂,首先要有一个符合的测试信号,再来就是复杂摆位、EQ调整,因此很多人都会借助测试工具来完成延时校正,但是无论如何,多声道的延时修正都是十分艰巨的过程,这也对整个多声道系统的设计、建造、调试等工作提出了极高的要求,更多的内容就不展开说明了。

       北京德合艺通科技有限是一家综合性机构。始终致力于为成功人士量身打造高品质生活方式的服务供应商,专业从事高档家庭影院、卡拉OK系统、高级Hi-Fi音箱等销售设计及安装,同时又以专业音视频综合布线系统,安防监控系统,舞台灯光音响系统技术见长于同行业。
 
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