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监听系统的新方案

2007-05-14 王博 王泽祥 依马狮网


    【摘要】 监听系统是供节目录制和节目听音的时候,对节目声音质量与内容进行主观评价的专用设备,由高保真的监听音箱和监听功放所组成。监听系统的新方案:只须配置较小的主音箱(它能够满足中、高音频段的音质需要即可),低音频段,超低音频的声音,由新增加的有源超低音音箱来完成。
    【关键词】 监听系统  低频延伸  有源超低音音箱(Sub-Woofer)  幅频特性曲线
   
    监听系统是供节目录制和节目听音的时候,对节目声音质量与内容进行主观评价的专用设备,由高保真的监听音箱和监听功放所组成。有别于通常的家用音响装置,它属于监测仪器,应能如实地反映出节目源的声音质量,原则上不容许有任何的扭曲或者渲染。因此它必须具有优良的综合电声特性,包含幅频特性、谐波失真、互调失真、瞬态响应、指向性、灵敏度、阻抗特性等。
    传统的录音棚监听系统,大部分采用的都是由左右两只主音箱构成的立体声系统,从原理上没有什么问题,因为这种看上去非常简单的方式,正符合了双耳立体声听感的要求,如果对采用了恰当的录音方式记载在媒体上的声音信息进行还原,可以产生比较理想的声像定位感,较好地还原出声源的本来音色。在前面提到的诸项电声特性,除去幅频特性外,现代音响技术已经能够很大程度地满足作为监听用途的需要。
和所有音响系统一样,监听系统迄今为止仍然面临一个难以解决的,非常重要的问题,就是幅频特性不理想。
    人们都希望幅频特性曲线平直,而且希望它的两端能够延伸到人类听觉的极限,即20Hz~20kHz。
    很合理的要求,看上去也很简单,实际上这却是很难满足的,问题出在了幅频特性的低端,到了超低音这片频域,音箱不出声了。这还不算严重,更为糟糕、也是更为普遍的情况是,它发的是别的声音!(见图1)

监听系统的新方案

    目前监听系统所用的音箱,其幅频特性的低端很难做到40Hz以下。如果真想低达20Hz,那样的监听系统不光是体积巨大,其价格也是无法承受的。

    难能可贵的超低音
   
20Hz~40Hz的低音,被称为“超低音”,它占去了听觉的十分之一。可不能小看这十分之一,在自然界因为它的存在,人们感觉到了“巨大的能量”或者危险的临近;在电影音效中它所产生的心理张力也是显而易见的;动人心魄的管风琴往往被作为教堂的主奏乐器。一个司空见惯的例子,日常生活中用力关门“砰”的一声,其主要声音能量竟然也集中在20Hz附近!如果不能还原出来,真实感就会打很大折扣。
从音响技术的发展历史来看,扬声器单元口径越来越大,音箱也有的做成了“顶天立地”的庞然大物,这样做虽然有些极端,但是反映出了一种追求,人们是在尽其所能把音箱的还音频率极限向下延伸。
    延伸超低频的努力,也体现在“电子三分频”功放和扬声器系统的制作上,这样的系统取得了很好的效果,比起LC分频器方式失真更小,超低频的还原也可以做到更低的频率。但是这样的系统同样存在一个结构复杂,价格高昂的问题,而且低频延伸也仍然不理想。
    经过几十年的探索和发展,人们终于正视超低音的难能可贵之处,现在已经不再简单地把它作为一个普通频段来处理,而是专门设计了独特的扬声器系统结构和独特的电子滤波电路,以及更为强大的功率放大器,用来重放80Hz以下,特别是40Hz以下的声音,这就是有源超重低音扬声器系统,或“有源超低音音箱”(Sub-Woofer),俗称“低音炮”。
    相对于庞大的“落地式音箱”,有源超重低音扬声器系统的低频延伸可以做得更好,并且体积更小,应用方便,两个声道既可以各用、也可以共用一个有源超低音音箱,甚至多个声道共用一个有源超低音音箱。

    低音缺失的录音棚
   
三十年前,独立的超低音音箱就开始用在高保真立体声作为低频的补偿,现在超重低音扬声器系统已经普遍应用在家庭影院方面,一定程度上满足了LFE低频效果。
    但是作为电声性能要求非常高的监听系统来说,有源超低音音箱一直未能成功地引入。原因是多方面的,最重要的原因是,目前作为产品的有源超低音音箱,它们实际的性能指标太低,远远达不到监听的需要,普遍的情况是,加入有源超低音音箱后,不但听不到预期的超低音,而且出现声音“假”、浑浊、不平衡感,甚至出现头晕、胸口闷的现象。录音师长期工作在这样的声音环境里对健康是不利的。
    有源超低音音箱普遍存在的问题是:
    1.频率失真很大,幅频特性曲线很不平坦, 普遍表现为60Hz~120Hz出现非常大的隆起,可以高达100dB(很多商家就是以这个最高点来“迷惑”人,让人以为它频响范围的所有频率都是这么高),而在20Hz连70dB都达不到!这就意味着失去了平衡感,听上去会觉得低音“假”或过于“肥大”,它也是造成许多人对于低音炮产生反感的原因。
    2.谐波失真严重,这个问题的产生通常源于扬声器的“线性冲程”不够,在超低音区音量稍微大一些就会出现,它的后果是,低音炮发出了不该发的声音,比如应该发20Hz的时候,它却发了40Hz、60Hz甚至180Hz的声音,并且往往是不和谐的奇次谐波,感觉浑浊不堪。
    有些商家可以展示出产品相当不错的“频响曲线”,但其主观听感和技术指标却相去甚远,这往往就是不顾失真的结果(见图2),声压是靠谐波“撑”起来的,如果把它的谐波曲线也展示出来,就立刻会真相大白。

监听系统的新方案

    3.超低音延伸不够, 这是更为普遍的一个现象,也是商家以次充好的关键指标。通常能够做到30Hz±3dB的产品已经少之又少,却往往标上20Hz±3dB。这个指标之所以很难做好,除了归咎于扬声器低频效率低这个“先天不足”因素,还因为它和另外一个指标——总谐波失真息息相关,失真太大的“低频延伸”是没有任何价值的,只能添乱。
    4.“拍边”和“碰底”,是一个非常令人头痛的问题,有源超低音音箱在重放一些大动态超低音时经常会出现一种刺耳的,类似碰撞、破裂的噪声。即使一些非常有名的国际品牌也不能处理好。
    正是上面所述的这些问题,使得有源超低音音箱很难进入监听领域。对于超低音,录音师普遍持“宁缺勿滥”的心态。
    除了投资特别巨大的录音棚,在各种监听环境里,40Hz以下超低音的缺失是一种普遍现象,使得音像制品的整个编辑,录制过程中,对于这样相当重要的一段频域没有把握,只能凭想象,凭经验,最后还是无法监听到应该有的效果。
  
    监听系统的新方案
   
近年来,由于科学技术的进步,已经成功地解决了有源超低音音箱的上述问题。
    由北京其真音频科技工作室研制成功的BW-150A有源超低音音箱,10英寸低音单元,连续功率150W,消音室测试频率响应为18Hz~100Hz(±3dB),并且20Hz的不失真(THD≤10%)声压达到了89dB,目前在国内外同类产品中尚未见有望其项背者。其独有的“A-R”(防拍边)技术,低音扬声器单元后置的结构方式,和LED音量显示,对调整和使用带来了很大的方便(见图3a、图3b)。
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