教您如何降低揚聲器系統(tǒng)設計中的失真

這個老生常談的話題由于具有假冒的可能性而依然很吸引揚聲器師們的興趣。國外專家講過一個故事：話說牛津大學有一位極 這富進取精神的揚聲器設計師驕傲地帶著一只新開發(fā)的揚聲器樣品到著名的吉它演奏家Leo Fender那里，供Leo的吉它放大器使用。Fender試驗了這只揚聲器，然后告訴那位工程師，這只揚聲器"太干凈"了，為了達到滿意度，他要求在揚聲器中必須表達更多的失真。

通常，附加失真對揚聲器不算什么問題，更合適地說，問題在于如何降低失真。成本在音頻聲源(例如CD唱機)和放大器的失真規(guī)定已小于0.01%的時代，揚聲器是音箱鏈中最弱環(huán)節(jié)的老看法已變得越來越準確。但是，人們已經(jīng)學會了在揚聲器系統(tǒng)里怎樣降低失真的好措施了。

首先，要闡明一些術語：所謂失真，是指揚聲器傳輸函數(shù)中的非線性的結果。有一些人定義失真為：在裝置的輸入和輸出的波形幅值之間存在的任何另外的變化。這種定義還包括了頻率響應和相位相應的影響，這類影響本質上是線性影響。

第二，我們來評論一下系統(tǒng)中非線性的影響。非線性的任何形式都有兩種影響：它促成輸入頻率在輸出端出現(xiàn)諧波(頻率的多倍數(shù))，而且它促成出現(xiàn)調制產(chǎn)物(和及差)，影響的形式常常稱為諧波失真;后者則稱為調制失真(或稱互調失真)。由非線性產(chǎn)生的特殊的外來頻率取決于非線性的性質。換句話說，一些非線性形式成比例地引起較多的諧波失真，而另一些形式引起較多的調制失真。

同樣，特殊的諧波或調制的產(chǎn)物也取決于非線性的形式。舉例來說，中心膠接口處松脫就會在揚聲器中產(chǎn)生較高次的諧波--10次、12次等等--而音圈在磁氣隙中偏心就會產(chǎn)生低次的偶次諧波，例如2次和四次。

一般地說，調制失真能更多的聽出而且比諧波失真更令人討厭：音調增添諧波只不過改變了音調的音色，而增添和或差的頻率(這些頻率很可能是與有關節(jié)目源中的任何頻率都不調和的)，就像在管弦樂隊中增添了奏錯了的音調。

通常，失真是以要求信號的百分比規(guī)定的。人們已經(jīng)做過許多試驗以確定能聽到的諧波失真和調制失真的最小的百分比。最終遠離目標的變化證明了這樣一個事實，試驗者尋求的是錯誤的問題。事實上，失真的最小可聽量是由人類聽覺的掩蔽現(xiàn)象決定的。因此，就是由頻率范圍、SPL和聲源的復雜性來決定的。

音箱設備制造商常常對有關失真指標及通過打印出的電子設備的失真曲線圖的主觀反應的難度做出反應(在設備中失真可以好到小于0.01%)，但是忽略了揚聲器在有效頻率范圍內及實際使用的聽音聲級下的失真情況(揚聲器諧波失真是很少小于1%的)。雖然，揚聲器系統(tǒng)的頻響一般是公開的，但是許多實驗證明耳朵能包容大多數(shù)頻響的變化，實際上就是非線性失真的變化隨著令聽音者疲勞的時間而更使人頭痛了。

最近，人們對尋求有用的確定揚聲器失真的方法有了許多興趣(那種方法是與主觀實驗有關)。為此目的近來的一些論文推薦使用多音調測試。這是一種把四個或更多的正弦波饋給被測裝置的測試形式，而在輸出端由FFT完成任務。總的來說，結果能夠以信號/噪音比那樣的方式，或以百分比，或以圖表的形式來表達。在任何情況下，對測出的諧波失真，低次調制失真(例如：和或差)，以及高次調制失真(例如：3f1-3f2)中都是沒有差別的。