DSP---中文含義為數字信號處理器,用途極為廣泛,但用在音響上面的DSP,是特別的,專門用于處理聲學信號的數字處理器,不僅僅在高端的家用音響和影院設備中有使用,在汽車音響和便攜音響中使用也逐步增多。
便攜藍牙音響,因為突出便攜性,不可能將體積做大,對于藍牙音響來說,想得到出色的音質,是極為困難的, 因為腔體容積受限,揚聲器口徑也不能太大, 越大口徑的揚聲器在受限的腔體中,聲音反而會更差, 這樣一來,也給小口徑全頻揚聲器單元的設計制造帶來了前所未有的困難,做好中高頻還容易,做好低頻就非常的困難, 都要有所兼顧到的話(其實也做不到), 揚聲器的頻響曲線就會變得波動很大, 音樂中的不同頻段的響應會不同,聽感上就會聽出聲音不平衡,高音過亮,中音欠缺,低音沒有或者不實,低頻下潛不足等等各式各樣的聽感缺陷,無從談起出色的音質表現.那些普通的,甚至是當玩具用的低端便攜藍牙音響,自然不需要考慮這些.
在這里為對藍牙音響設計有興趣的朋友,討論音頻DSP在高端便攜藍牙音響中的設計應用:
先了解一些音頻DSP的知識和便攜音響的基礎物理聲學常識作鋪墊:
1: 音頻DSP是Digital Signal Processor(數字信號處理器)的簡稱,在這里我們提到的專指音頻DSP, 是使用在音響上面,用于提升音響性能表現用的, 前些年有兩個國際音響大牌廠商各自都推出過一款帶DSP用3英寸喇叭的電腦桌面音響,以其超小的體積,達到近乎6英寸喇叭書架音響的音頻表現,效果令人驚嘆,當然也價格不菲,一對小尺寸桌面有源音響的價格分別達到3000元和近5000元.前年某德國品牌車廠,專門在中國區推出過限量500臺的帶DSP高檔音響的音樂專享型的車款.近日,香港一位發燒玩家朋友,坐了其朋友花10多萬港幣改裝了麥景圖帶DSP旗艦型汽車音響的車之后, 猛然發現雖然喇叭都是安裝在小腿位置,但是通過DSP處理和其48段EQ專業調校后,播音聲場竟然是落在擋風玻璃位置,由此可見專業型的音頻DSP在高檔音響中的力量, 當然,市面一些只有噱頭,沒有實質的"偽音頻DSP"不在我們討論之列.
2: 口袋便攜型藍牙音響, 因為體積大小的限制,通常使用的全頻揚聲器單元口徑大約是在35mm/40mm/45mm/47mm. 有些超小型的,就使用一個全頻單元, 體積稍大的,通常就使用兩個全頻單元,以求獲得更高的輸出聲壓(即更大聲),口徑大一些的揚聲器,通常聲音(聲壓)也大一些.
3: 便攜藍牙音響通常用3.7V鋰電池供電(用5V USB電源充電),不經過升壓到功率放大器的音響,物理定律決定了4歐揚聲器的輸出功率就3W, 兩個揚聲器的就是3W+3W,這個還是使用最優質高效D類功放IC在電池電壓4.2V時得到的最大功率,如果要獲得更高輸出功率,就要將電池升壓到6V或者用7.4V電池供電了(可得到6W功率輸出),當然前提是:全頻揚聲器也要可以承受那個功率.
4: 當前小口徑(35mm~47mm)全頻揚聲器的物理低頻播放能力, 大約在180~250Hz, 在音箱設計加入低頻輻射器或者倒相管之后, 可以得到150Hz~200Hz的低頻下潛播放能力,估計大家都看過真正的音響低音炮,口徑越大的喇叭音箱,低頻下潛就越低,因為是揚聲器的傳統物理特性限制的.口徑越大的揚聲器頻率下潛可以越低,小口徑全頻揚聲器設計有諸多限制,因為同時要兼顧到高中低三個頻段的響應品質,所以更加不可能將低頻下潛做到特別低,否則就要犧牲中高頻的表現了. 全頻揚聲器要做好中高頻比做好低頻容易很多.
5:便攜藍牙音響的聲音好聽與否,有幾個最主要的指標(那些參數虛假標稱的音響不在討論之列):
A: 頻率范圍(即可播放頻寬)
高端HiFi系統有20Hz~20KHz的頻率范圍,這個頻段的音樂都可以播放出來.但是便攜音響實際的的頻率范圍要窄很多, 高頻部分,一般普通級的大多數不超過10KHz, 不過由于很多人的耳朵,對10KHz以上的頻率是不敏感甚至是聽不到的,所以對便攜音響來說,高頻播放能力差距在便攜音響中不是太大的問題,除非是那些很差的,高頻只有7KHz多的那種,就聽感明顯不好了, 低頻播放能力,口袋便攜音響大多處于150Hz~200Hz之間,看起來好像與頂級HiFi的20Hz播放能力沒有差多遠,但是事實上,聽感上會差很遠很遠, 因為對音樂氣氛感染力有明顯影響的音頻都在這個頻段,低頻表現差一點.音樂氣氛可能就少很多了.
便攜藍牙音響之所以最好的聲音級別也只能做到發燒入門級的音質, 就是因頻率范圍這個主要參數達不到HiFi那樣寬的頻率范圍, 即使將音色與頻響應曲線等參數做到極致的理想程度,也只能算屬于發燒入門級聲音.
上圖是某款普通級別的便攜藍牙音響實測曲線, 可以看到的頻率范圍和響應曲線平衡度,曲線波動起伏遠遠超出+/-3dB之外, 實際中低頻下潛也就180Hz.而不是其標稱的50Hz. 這個音響聽起來, 它音樂聲音的還原性是很不好的.音樂原有的聲音魅力被大幅減低了.
B: 響應曲線的平衡度.
是指音響是否能把音樂所有頻率聲音的音量回放到和當初錄制音樂的時候一樣. 平衡度很好的音響,您聽到音樂的每個細節響度與音樂錄音制作時是一樣的,音樂原來的魅力可以近似無損地傳遞給您,比如: 響應曲線平衡度不錯的某水果牌手機喇叭播放出來的音樂聲音:雖然不大聲,也沒有什么低音,高音也不能去到很高,但是聽起來很悅耳. 而某些山寨手機播放的音樂聲音很大,但是非常刺耳不好聽(一些街邊商店促銷廣播用的音響和某些廣場舞音響也屬于此類,您何時曾經聽過它們發出過美妙動聽/讓人感動的音樂聲音?). 便攜藍牙音響也是一樣,響應曲線平衡度不好的,聽感上就不會那么好聽了,或中音不足/高音過度/人聲不夠飽滿等等
傳統設計的便攜音響,調整這個響應平衡度是依賴不斷修改全頻揚聲器材料/聲學箱體設計/電路高通頻點來匹配來調整平衡度的,但是始終無法做到HiFi音箱那樣的平衡度,因為HiFi音箱是取高中低三個揚聲器最平直最好的那段曲線通過分頻器組合而成的,其曲線可以達到+/-3dB內很高的平衡度. 而傳統設計的便攜音響,頻率響應曲線通常都是波動起伏較大并且可能曲線上斜的.聽感上會感覺高音過于明亮,中低頻部聲音比較薄. 甚至人聲和樂器聲音不自然失真等等.
C: 音色和聲音解析度
除了上面的頻寬和平衡度會對音色有一定影響之外,便攜藍牙音響,對音色和聲音解析度的影響,由全頻揚聲器工藝材料設計/音箱聲學腔體設計/普通D類功放的數碼音等的不同構成, 其實還有一個對音色有極大影響的地方,就是某些便攜音響為了盡量大聲而調大聲音輸出帶來的高失真率對音色的影響. 不好的音色會讓你直接可以感覺到唱歌的人聲好像都不是原唱, 聽著總不是那么舒服,有些聲音解析度不好的音響,人聲都和音樂聲音混合交叉影響,聽起來什么聲音都是渾濁,根本聽不出不到其中樂器或者人聲部分的那種感染力.
D: 輸出聲壓( 對應最佳聽音距離)
即音響輸出聲音的大小,聲壓大的音響最大音量聲音大,聲壓小的音響最大音量聲音相對小聲. 其實用任何音響聽音樂, 適當的聲壓才會得到最好聲音效果. 便攜音響這種小功率音響,都屬于近場音響, 即是用于近距離聽音的, 因為他小功率帶來的聲壓,距離遠了,聲壓就降低到最佳聽音聲壓級以外了, 這時候不是聽不見聲音了,而是聽音效果會衰減, 這也是為什么將家里數萬元一對的英國書架音響搬到戶外球場播放, 聲音沒有在室內聽那種美妙感覺了一樣,這也是為什么大型戶外演唱會的音響系統要用到幾十千瓦音響陣列的緣故.
便攜音響的聲壓,如果是頻率范圍相同的音響,通常功率越大的音響,聲壓越高,即聲音越大,最佳聽音距離相對可以較遠一點.同等功率但不同頻率范圍的便攜音響, 低頻下潛差的音響,會比低頻下潛深的音響聲音要大,因為低頻非常消耗功率,低頻不好的音響,功率反而可以全部用在中高頻部分,聲音(聲壓)自然就會大聲一些.
在便攜藍牙音響的聲壓設計上, 依照產品定位的不同,我們分成兩類來看:
戶外型的便攜音響, 會比較專注追求輸出聲壓這個指標,某些千元級的戶外專用型音響,甚至充分利用戶外環境聽音對失真率不敏感和高音空氣衰減比低頻小很多的特性, 用允許相對較高的聲音失真率和調高高頻輸出來得到更大聲的聲壓, 這類偏向戶外使用的便攜音響,低頻下潛往往是不太追求, 實際(非標稱)低頻下潛厲害的也就 130Hz ,一般的也就160Hz甚至180Hz, 因為低頻在戶外空氣衰減很厲害,除非近距離聽,遠了根本就衰減很多很多了, 同時,低頻下潛不深還可以更加省電,讓電池播放時間可以更長. 這類音響的設計主要考慮用在戶外便攜聽音, 室內聽音效果,有些可能不是很好聽. 這也是有些用戶說: "我買了這么貴的便攜音響, 聲音怎么讓我有失望的感覺呢",其實真不是人家東西不好, 而是您用錯了聽音環境的緣故!
室內聽音和戶外聽音兼顧型的便攜音響, 同等功率下, 聲壓相對會小一些, 因為室內聽音,環境噪聲什么都很小, 音響的任何失真和不平衡等等缺陷,是非常容易暴露出來的, 用戶對好聲音效果的需求,也比在戶外聽音時的需求要大, 這樣就需要盡量好的低頻下潛和很低的失真率以及聲音平衡度來確保室內聽音得到更好的音樂還原度, 所以, 即使是室內型的音響與戶外音響有相同的功率,但是輸出聲壓肯定沒有戶外型的那么大.最佳聽音距離會相對近一些. |
