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音响传真技术需要变革 [复制链接]

阿杜
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阿杜

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t T
发表于 2010-11-24 19:34 |只看楼主

音响传真技术需要变革


留声机发明至今的一百多年里，人们为了提高声音记录的传真度付出了不懈的努力。随着人类科技的进步，音响技术领域在技术规格、电路形式、记录手段以及元器件材料等方面取得了长足的进步,进入了所谓的高传真时代,但现实中却存在许多理论与实际的不相匹配现象。技术测量指标接近完美的音响器材不一定有好的听感表现,而有些技术指标看似不佳的器材反而可获得更好的听感,例如现今流行的真空电子管器材的回归等。在人类不断追求音响传真及更好听感的过程中,出现了许多说不清道不明的类似迷信的发烧现象及行为,由此产生的一些发烧理论观点往往被说成是玄学或伪科学。在一个具有迷信色彩的领域里往往存在科学盲区。因此人们不得不违背常理,采用许多浪费资源及高成本的所谓发烧技术,如大静态电流的A类偏置技术以及大马拉小车地使用大功率功放等手段,事倍功半地追求微弱的听感提升,竭尽所能地设计生产出许多所谓顶级的HI-END天价音响器材,却始终未能获得真正的音响传真。

以下提出两个新概念以便后续的分析。
一、关于信号熵:熵是描述宇宙万千事物变化信息包含时间的不可逆时空函数,信号熵归为狭义熵(假设时间可逆)。传真信号熵就是还原信号中的所有时空信息，重放过程必须保证信号时间及相应幅值的绝对精准。时间和幅值的任何差错都会导致信号熵的失真，熵增或熵减，其包含了传统概念中所有类型的失真，熵的失真就是空间信息量的变化。人的听感对空间信息量的变化是很敏感的。
许多传统专业理论无法理解的问题可以通过信号熵的原理来解释，如争论不休的数字信号的处理是否会产生失真。根据信号熵原理，失真源于数字处理过程中产生的时序误差，由于时间的错位而产生空间信号的失真，在搞不清所以然的情形下，时基重建技术因而未能获得重视及广泛的应用。


二、关于物质谐振特性对音响的影响：自然界丰富多彩的声音是由物质的振动而产生的，不同的物质结构及组合形态形成不同的谐振特性，通过物质外界能量触发振动产生不同的音色。音响器材也是由不同的物质材料所构成的机箱、电路板、元器件导线、扬声器及它们所处的空间环境等联环组合形成复杂的谐振特性，会因系统的非线性将这类谐振因素调制到所处理的声音信号中，从而影响音响系统的音质与音效。这就是人们可以通过器材摆位搭配、零配件与线材的选配等种种手段对音响系统及器材施行校声的基本原理。此原理可以破解许多应用中的音响玄象。


笔者根据长期的实践经验总结认为：细节决定音质与听感。还原声音的信息量越丰富，失真就越小，越能符合人的听感。不同乐器的音色是由不同频率分量的泛音组合形成的，泛音的丰富与否可以判断乐器表现的优劣，同理还原声音细节的多少亦可判断音响器材及系统的优劣。信号熵传真的本质即还原信号中所有的细节。

音响系统链中的每个环节都有其不同的信息传递能力，处理信息的能力越强信息量的损失就越少。我们可以将信号熵比作圆形气球内的空气形态，气球表面就如音响信号处理的各个环节，如果气球表面受到不均衡的压力就会发生变形，同样音响系统各个环节的信息通过能力参差不齐以及负载呈非线性的谐振特性，必将导致信号各频段能量分布的不均衡失真。实践中虽然可以利用繁杂的校声手段来达到大致的频响平衡，但细节的缺失及细部的平衡无法还原。当今数码信号规格的大幅提高并没能使音响的音效获得相应的提升，是由器材电路的信息瓶颈造成的。归根到底必须全面提高各电路环节的信息处理能力，消除信号通道的信息瓶颈。
传统音响设计理论一般以单正弦波信号为分析及测量对象，以此作为电路分析设计的依据。电路瞬时只考虑单方向电流的通过处理，以简单的单正弦波信号为对象得出的测量技术指标极易达到高水准，但并不能代表真实的电路性能，因为电路实际处理的对象是复杂的多频率多幅值同时存在的复合信号。信号中包含丰富的信息，需要音响电路同时能处理不同频率及不同方向的电流信号，才可以传真所有的信息。传统设计的电路并不具备这样的能力（如推挽电路），往往会顾此失彼无所适从，从而产生改变信息量的失真即信号熵的失真。传统的A类偏置手段只能有限降低此类失真，没有彻底根除的能力，只能治标不治本，通常认为可大幅降低失真的负反馈电路，对付信号熵失真不仅收效甚微还有可能适得其反，特别是大回路负反馈。只有理想的信号放大电路才能彻底解决信号熵失真的问题。无限宽频的理想放大器在目前的科技状况下还难以企及，现实中我们可以选择理想信号放大器的区间零输出阻抗范围。采用音频频段零输出阻抗的设计理念来设计音频信号放大电路，使放大器在其有效工作频段内输出阻抗尽量接近零，放大器只有在零输出阻抗状态才能彻底理顺由惯性负载所产生的非线性电流。设计中不能单纯采用负反馈技术，而要适当应用具有补偿作用的正反馈技术，可以抵消因施加负反馈而产生的熵减失真。
音响系统通常应用低通及相位补偿网络来提高电路的稳定性。根据信号熵原理这类电路往往会产生信号熵失真（传统称相位失真），因此必须突破传统的电路模式，采用全程无相位失真的设计，从数模DA转换开始到扬声器端口，都可以通过示波器观察到完整的阶梯波形，即在输出44KHz方波时不能出现明显倒角。传统理论往往认为这样的波形会产生所谓的数码声，事实上对比传统电路其更具有“模拟味道”，且有压倒性的声音表现。
实验证明采用信号熵传真原理及全工作频段零输出阻抗概念设计制作的实验音频前置放大器及后级平均功率20W左右的小功率放大器，它们均具备超强的驱动能力，可以令不易出低音效果的扬声器（音箱）随时随地发挥正常的低频，将一些号称世上最难推的扬声器如单拿早期出品的Compound系列以及直流阻抗低至一欧姆的马田卢根静电全屏扬声器等推出虎虎生威的低频，且全频响应平顺，密度质感及饱满的声音形态前所未有，完全没有传统器材尖锐刺耳高频、粗糙中音、全无低频的失真表现。说明欲驯服低阻抗低灵敏度的扬声器不宜采用通常的片面提高音频功率放大器功率储备的牛劲方法，而必须在提高音响系统信息量的巧劲上做文章。
音响器材的工作原理及其制作看似简单实则不然，许多音响DIY爱好者都曾制作或仿制过音响器材，希望靠个人能力设计制作或仿制出发声效果全面超越经典厂机，但往往事与愿违。笔者也曾经历过很多的尝试，才逐渐发觉之前的无知及对传真音响技术的轻视，在屡败屡战中不断总结经验教训。其间剖析了许多音响铭机，从中探寻铭机靓声的原因规律及不足，取其精华去其糟粕，在实践中不断推导、论证一些新的理念与方法。二十几年的历练与沉淀，理论与技术不断完善提高，创新了技术与电路（技术发明专利可查阅相关专利文献）。采用新理念设计制作的实验器材的综合表现能力终于逐步超越了一些不同类型不同档次的经典铭机，以至于后期的实验器材在与资深音响发烧友的交流中被认为是创造了音响神话。笔者以目前个人实验条件设计制作的实验系统（在电源提供环节、数码信号IC外部处理环节、DA转换、模拟信号的有源传输﹑前置放大、功率放大等多方面的创新）之声音表现已经脱离了传统音响固有的冷硬薄而单调的“罐头音乐”形态，取而代之的是既有厚度又有清晰度、丰满平顺、刻画细致入微、“精气神”兼备的声音特质，以往难以统一的声音特性得以共存。系统基本没有个性，对听音环境的变化适应能力强，适合播放几乎所有的音乐类型。低音量下的细节刻画能力是空前的，相同音量下播放同样的曲目对比传统音响可听到更多的内容。

综上所述，现今的音响设计理论存在方向性错误，真实复杂的信号处理对象没有获得重视，却以简单的单正弦波信号作为分析测量的对象，满足于虚假的高技术指标，使得传统的音响设计从拾音录音开始就存在信息瓶颈；其应用电路更是缺陷重重，就连基本的射极跟随单元电路都存在问题，令整个音响领域产生理论和实际的严重背离，充满许多似是而非的东西，使得所谓的传真音响名不符实，成了欺骗听觉的仿真音响。理论的导向性错误，致使追求音响传真的理想目标难以实现。为了满足人类对声音传真更高层面的需求，让真实的声乐传真早日实现，杜绝盲目设计导致的资源浪费，有必要正视客观存在的问题、全面检讨及完善电声音响技术基础理论，变革传真音响的设计理念及其方法。



福建省泉州市
杜一敏
2010- 9- 15
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clk
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-面向未来-

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t T
发表于 2010-11-24 19:35 |只看该用户

沙发观看。。。
CLK发烧信号线！
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阿杜
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阿杜

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t T
发表于 2010-11-24 19:37 |只看楼主

音博行
2010年11月8日至10日，笔者自带一套音源及功率只有十几瓦功放的前端实验系统专程前往广东阳江拜访“世界发烧音响博物馆”，在此特别感谢博物馆工作人员的热情接待。其间系统聆听了由多种器材所组合的音响系统，其中不乏天价顶级的知名器材。遗憾的是所听到的系统声音表现并不尽人意，更加明显地感觉到传统音响设计弊病带来的声音缺陷，始终解决不了清晰度与厚度之间的矛盾，两者很难兼顾。系统普遍存在驱动力不足（亦即信息量不足：不是单纯的功率不足，因为已搭配巨无霸功放），声音总感捉襟见肘力不从心，罐头音乐的感觉。遗憾的还有自带的器材未能实地试听。11日途经广州，幸运购得一对单拿COMPOUND3二手书架扬声器，COMPOUND系列音箱是单拿的开山之作，以难推但声靓闻名，COMPOUND3灵敏度只有83DB，传统器材很难搞定她（早已停产）。笔者的信息熵原理与该系列扬声器的设计思路不谋而合。COMPOUND系列具有丰富的信息表达能力，对提供给她的信息能量有更高更全面的需求，信息能量不足就不要指望她能出好的效果。在试听面积四十几平米空间，将COMPOUND3搭配笔者采用还原信息熵原理设计的仅十几瓦功放的前端实验系统，她就像是大型的落地音箱在发声，从容大气气定神闲，平顺饱满厚实细致且声像凝聚，同时具有超高的全频分析力与密度，十足的模拟味道，具有非常真实的存在感。这是一种与传统音响大相径庭的声音，绝对是人类实现音响传真的一个新的里程碑！
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不学有术
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t T
发表于 2010-11-24 20:34 |只看该用户

“细节决定音质与听感。还原声音的信息量越丰富，失真就越小，越能符合人的听感。”有道理。
其他的看不懂。能有照片和原理框图么？
毋意、毋比、毋固、毋我。
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胡思
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胡思

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t T
发表于 2010-11-24 21:32 |只看该用户

支持阿杜。
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阿杜
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阿杜

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t T
发表于 2010-11-24 22:34 |只看楼主

回4楼：要什么样的照片？原理框图与传统差不多，主要是具体的电路架构不同
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hopeman
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音乐文盲, 无任何音乐细胞

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t T
发表于 2010-11-25 09:11 |只看该用户

仔细看了以下, 原来是广告贴
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时光车间
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时光车间

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t T
发表于 2010-11-25 09:20 |只看该用户

光明正大把里程碑产品、价格展示出来！
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MBL1521
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阿庄

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t T
发表于 2010-11-25 10:04 |只看该用户

回复 1# 阿杜 的帖子

下个阶段你要开发你自己的喇叭，不然与已在广大爱好音响的消费者心目中定型的、已广泛在市面上存在并受拥戴的喇叭难以搭配协调好，就难以得到认可，得不到认可就打不开市场。
最后编辑MBL1521 最后编辑于 2010-11-25 10:05:52
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jamesgjh
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t T
发表于 2010-11-25 10:39 |只看该用户

楼主的文章挺长，但看来感觉如下：

1，目前音响技术里面没什么说不清楚的问题，除去音响玄学，因为这本身就是迷信。你试图用“科学”的东西去解释玄学，那是瞎耽误功夫。

2，你所说的东西，虽然用了“信号熵”这个词，但实际上没什么创新的东西，最后还是回到目前应用的音响技术上来了。

3，不知道此文是针对何种读者的，对音响技术初学者，显然太过玄疑了，而且没什么具体的技术知识。如果针对懂技术的人，似乎又是老调重弹，很多是说烂了的东西。音响玄学者恐也不会喜欢，因为文章又强调了技术。

冒昧之处请见谅，可能是本人未明白文章的精髓吧！
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逸之仕
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音乐殿堂

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t T
发表于 2010-11-25 12:37 |只看该用户

凡是大众认知的技术肯定不是最先进的。因为科技的进步不是单靠人的聪明才智，而是要靠人的专业精神所至的。聪明的人可以轻易的了解事物发展的方向，而要达到目的就唯有靠具备专业的和有不懈钻研精神的人才能实现的。大多数的人的思维肯定是规距正常的，对于超前的东西肯定是由抗拒到疑惑再到半信半疑，然后在事实面前才认可最后是肯定了。音响技术的发展方向其实国外早就了解透彻了，只是解决问题的方法是按步就班而已。恰好这个方式奠定了音响技术的坚实基础，为日后的高速发展创造了必要条件。期待样机效果，强列支持楼主的专业精神。
电声学核心探究实验室和音乐,艺术核心探究创意室

打造尊贵品牌    开创音响先河        http://289652502.qzone.qq.com/
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时光车间
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时光车间

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t T
发表于 2010-11-25 15:35 |只看该用户

俺们是粗人，以产品讲话最直接，技术不懂也不关心。
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sometimes
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sometimes

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t T
发表于 2010-11-25 16:28 |只看该用户

建议寄一台给版主试听一下
倏忽虚无境 迷离山水情
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阿杜
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阿杜

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t T
发表于 2010-11-25 18:22 |只看楼主

在此声明本技术还没有产品，只有实验装置，只希望交流，不存在产品广告，当然也欢迎不同的观点，谢谢！
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阿杜
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阿杜

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t T
发表于 2010-11-25 18:32 |只看楼主

回复 10# jamesgjh 的帖子

本文只是说明一些问题，不同层次都能理解一些，真正能完全领悟的应该是高手
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阿杜
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阿杜

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t T
发表于 2010-11-25 18:42 |只看楼主

回复 9# MBL1521 的帖子

谢谢庄兄指点，现在应该是各种音箱可以通吃，当然要选择表现力最佳的产品来推，至于音箱设计已有一套简单而实用的方法。
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老浦东
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老浦东

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t T
发表于 2010-11-25 18:44 |只看该用户

码了这么多字，不顶不行！！！
欢迎访问淘宝店：http://store.taobao.com/shop/view_shop-842906440f6f98c0679d50b162e7a065.htm
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阿杜
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t T
发表于 2010-11-25 19:03 |只看楼主

笔者的本意还在于技术的推广，用来造福广大的音响发烧友。
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zl2211
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t T
发表于 2010-11-25 19:11 |只看该用户

“关于物质谐振特性对音响的影响：自然界丰富多彩的声音是由物质的振动而产生的，不同的物质结构及组合形态形成不同的谐振特性，通过物质外界能量触发振动产生不同的音色。音响器材也是由不同的物质材料所构成的机箱、电路板、元器件导线、扬声器及它们所处的空间环境等联环组合形成复杂的谐振特性，会因系统的非线性将这类谐振因素调制到所处理的声音信号中，从而影响音响系统的音质与音效。这就是人们可以通过器材摆位搭配、零配件与线材的选配等种种手段对音响系统及器材施行校声的基本原理。此原理可以破解许多应用中的音响玄象。”

我对这一段深表同意。我的感觉就是如此，只是不能这样有条理并且清晰的讲出来。
最后编辑zl2211 最后编辑于 2010-11-25 19:12:21
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胡思
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胡思

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t T
发表于 2010-11-25 22:06 |只看该用户

回复 1# 阿杜 的帖子

“采用全程无相位失真的设计，从数模DA转换开始到扬声器端口，都可以通过示波器观察到完整的阶梯波形，即在输出44KHz方波时不能出现明显倒角。”
如果能这样，CD就没必要升频了，不了解44kHz会不会影响喇叭的还原？喇叭的互调失真？
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