一个DIY的误区。。关于解决声音相位问题。

zenglj

四十而惑 发表于 2019-4-22 16:20
著名物理学家乔治·西蒙·欧姆（1787年3月16日到1854年7月7日）发现了电学中的欧姆定律,同时他还发现了人 ...

说人耳只分辨频率，不分辨不同频率的相位关系。这个说法并不完全，虽然多数情况下如此。
两个不同的频率信号，以不同的相位（延时）关系叠加在一起，在时域上来说，波形是完全不一样的。人耳在一些情况下（比如低频端）会分析具体波形（影院里捶胸的震撼场面，黑夜里开枪的声音）。
所以耳朵可以是一个频域分析器，也可以是一个时域分析器。这个物理学家就是个物理学家，他那个时候玩的是钢丝录音机，仅仅用来记录信息，用今天的标准那个算1D效果而已。

OP37

在错误相位基础上调平的频响曲线没意义，只能得到错误的声场定位，相位矫正后的频响肯定不会还是平的。

发烧天使

错误的相位,是无法调平相位曲线的,我不信有人可以做到

发烧天使

csdmq 发表于 2018-11-19 13:09
照这种理论，人听音乐不仅仅要找皇帝位，还要找两个箱子的绝对中心，脑袋还不能偏离一丝一毫，否则就有相 ...

linkwitz的lxmini颠覆设计,偶极+单极子;明显弱化和皇帝位

scjayyldiy

其实从因果关系来说都是滞后时延。

reqius

看完全帖好辛苦好费时间，为这楼主也该给我点个赞！
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前面你一直在纠结的，就是相位延迟导致的高低音播放相干信号到达人耳的时间差，这是建立在考察波形是脉冲信号、或是一个、一段信号波形从头到尾在时间轴上都是没有一点重复的复杂函数曲线，类似鼻涕虫随意爬过的轨迹曲线，我没有理解错吧？
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这种情况的波形的声音，一般是噪音或自然音效。任何乐器声波或是语音，都是特征非常明显的，复杂的，但却周期重复的波形，人耳是个天生的傅里叶频谱分析仪，会把这复杂函数曲线分解成N个简单的正弦波集合，称之为频谱。不同声音，频谱不同，因此决定了音色不同。
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高低音喇叭在分频重合频带内播放的两个相干信号之一相位滞后90度时候，合成的波形再到达人耳，就会出现跟无相移时，合成的波形不同，于是人耳分析出来的频谱就与无相移合成的不同，音色就改变了。在360度，既一个周期内，不论超前还是滞后，两相干信号相位差是多少，是正是负都会造成不同的结果。
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其实之所以需要区分90度跟270度，还是考虑到了音乐信号波形的正负非对称性，如果是考量对称的正弦波的话，90度270度的矢量合成根本就是一个结果，听到耳朵都是一个结果，所以音箱、功放设计在考察相移、群延迟的时候，经常会做如此处理，因为它的测试信号本来就是正弦波，90度跟270度绘制在频率、相位图上区分不出来的。
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那么回答你200楼的问题，超过360度的绝对相位延迟，跟360度内有没有分别呢？很明显，除了从开始到结束从来不重复的突发性噪音，其它的单调或复杂的周期性函数曲线波形，两个周期的波形必然是相同的，对应在相位轴上，0-360度，360-720度，它们是完全一样的。给进入稳态后的第一个波形编号为1，第二个为2，那么两喇叭重放出来的1高+1低，合成的波形，跟1高+2低，是完全一样的，到耳朵听到为止都是一样的，解析出来的影响音色的频谱，也就是完全相同的。
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回到实际应用，设分频点处高音相移量90度对应的声音波形超前了5厘米，那么按一些线性相位箱的做法，就要往后缩5厘米；但是如果因为高阶分频，相移是270度，这个时候，如果只考察正弦波，那么高音可以不用挪窝了，但是考虑到音乐信号波形的非对称性，那么还的老实往后再退10厘米，与低音单元前后拉开15厘米；如果是450度呢？是不要再缩个10厘米？不需要了，相反，它得回到90度相移的5厘米位置；但是如果强迫症严重到连突发性噪音都要完美重放，那就得继续往后走！个人揣测，德国喇叭花那N个声中心相差甚远的号角，安装位置前后落差极大，大概就是这种强迫症晚期患者整出来的杰作。当然，也许我想多了，只是外观设计师觉得这样很有美感，很艺术，很个性的样子，谁知道呢？

dtbfhw

做好功课，少走弯路

zenglj

reqius 发表于 2019-6-21 02:02
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给你点赞是必须的，说明写这些讨论碰撞还是有一些意义的，但是这个问题可能最后只能是一个开放的结果。
从这段时间的讨论，我能感到能完全明白时域分析和频域分析关系的人不是太多。
对于震动、声音我们还是脱离不了感性的认识。我感觉声音的分析理论目前稍有欠缺。就像在数学领域我们对有关素数的分析猜想一样，我们不知道为什么要去分析素数和它的特性，但是都把它作为数学思想终极难题看待。因为终极的数学家想破解纯二次元的数学概念映射到三次元物质世界到底有什么对应关系。
傅立叶变换给出信号波数学含义和物理含义的对应关系，但是声波并不能等同于信号波来分析。我认为信号工作于二次元，但是声波工作于三次元。傅立叶分析给出一个途径，但并非完全对应起来。
这个问题会让人最后进入一个怀疑，就是我们可能生活在一个被限定的知识框架内，和黑客帝国一样。我们被设置了天花板，并且有声音告诉我们不要碰just let it be！

lbx

reqius 发表于 2019-6-21 02:02
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我认为是大家都对相位想当了。

lbx

想多了

kylinlo

好长的贴，说一大通，怎么不做个实验证明一下自己是正确的呢，

kylinlo

感觉还是不明白分频点相位重合的目的

lanyuflyin

认同lz说法

jamesgjh

zenglj 发表于 2019-7-24 12:26
给你点赞是必须的，说明写这些讨论碰撞还是有一些意义的，但是这个问题可能最后只能是一个开放的结果。
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看来折腾相位的人不少呀。

为了简化相位的复杂性，俺是直接用4阶的L-R电子分频器，并且高音是独立的，位置可调，于是进行了各种相位方面的实测，实际上移动高音喇叭位置对声音的影响俺是听不出来。而且专门用脉冲信号进行了测试，这个脉冲信号实际是包含了很宽频谱的波形，前后±10cm移动高音喇叭，结果也听不出啥变化，但波形是变化很大的。至于所用的喇叭，虽然不是顶级的，但瞬态失真细节方面都是不错的，且都是功放直推。

其实成品音箱里面，也只是个别顶级的系统才会追求相位的无失真，比如高文。俺不能说相位对声音没影响，但实际影响确实不大，可能需要金耳朵才能听出来吧。当然对diy来讲，还是要注意相位，别搞出相位差180度把声音抵消掉。

renwoai

分频点附近两单元相位是必须要认真考虑的，最极端的情况是两单元反相后会有一个深坑，根本无法听。再好一点的情况是会引起幅度的随机起伏，从而影响听感。分频点处两单元只有保证在一定小的相位差内才可把曲线稳定地调平。否则人稍移动一点位置分频处曲线就有巨大变化，而相位控制在一定范围内后就不会，稍移动位置幅度曲线会变得比较稳定。有人说对齐了没有意义，人会移动。实际上2m处听音，人即使上下移动20cm，两单元到人耳的距离变化也只不过最多2-3cm。如2K处分频，换算成相位差也就60-70度。能控制在90内，我觉得对齐有意义。

renwoai

zenglj 发表于 2019-7-24 12:26
给你点赞是必须的，说明写这些讨论碰撞还是有一些意义的，但是这个问题可能最后只能是一个开放的结果。
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有一个群延时的问题想了很久一直没有理解透。如用于电分的4阶林奎高低/通滤波器，分频点2k。相位曲线上，从左到右看，高通相位超前180度然后慢慢到0; 低通从0慢慢到-180度。也可以说是高通超前180，低通滞后180。问题来了，群延时曲线上，不管是高通低通，都是在从0hz到约2khz这一段有约90us的delay，高频段确几乎没有延时，高通低通的群延时曲线一样。按我的理解，高通由于高频段易通过没有延时容易理解，而超前的这180实际是低频段信号在RC中冲放电造成的。过程是，低频段的输入信号刚来时，由于低端相移超前了180，低频这段的0度信号在高通输出端要过一段时间才有输出，即约90us后这个0度才有输出。而高频段信号却几乎不需要时间就直接输出。我是这样想的，即使超前180度，高通的输出信号也总得要比输入信号晚吧，不可没有输入信号自己能超前。所以认为高通的这个超前180实际是在这里有延时造成的，这里的低频段的输出实际比输入信号晚了90us。如果这样正确，低通来说，0到2k群延时也是约90us。按之前的想法，低频段信号通入低通，由于低频段相位差为0，没有时间差啊，信号应该瞬间通过低通没有延时才对啊。为什么低频段有个群延时约90us。这里一定有矛盾，问题是出在哪里？按我的理解是，对于高通，低频段有延时，高频段无;
对于低通，高频段有延时低频段无。由于一个是低端延时，一个是高端延时，在分频点处是没有时间差的。不知道这样理解对不对？那个群延时曲线为什么只有低段有延时？希望求解

renwoai

为什么高通，低通的群延时曲线都显示是低频段才有延时，高频没有？

renwoai

换句话说，我想知道一个低频脉冲信号瞬间同时进入4阶高通和低通后，高通还是低通哪一个先输出这个脉冲信号。

zenglj

renwoai 发表于 2019-11-5 23:24
有一个群延时的问题想了很久一直没有理解透。如用于电分的4阶林奎高低/通滤波器，分频点2k。相位曲线上， ...

没错，这个困惑我也曾经想不通。我看了一些关于“震动”的最初描述，我明白过来，现实中的信号这个“相位”和“延时“并不能完全对等来看待。
其实你开始分析的没错，低通对高频信号产生“相位滞后”，而高通对低频信号产生‘相位超前’。这个滞后和超前是频域分析的用语，不能简单对应于脉冲信号的描述。如果你输入标准的正玄波信号（标准正玄波意思是连续的，只有一个频率分量的信号），比如分频点2Khz，我们就输入一个2Khz信号，你发现通过低通后的2Khz信号相位滞后180°（整个波形在横轴上右移180），但是通过高通后，相位却是超前180°（整个波形在横轴上左移180°）。因为是连续信号，这两个波形移动后整好重合了。
你的问题是：频域分析里面，横轴的相位是否等同于时间的先后？这个问题目前无解，因为唯物主义里面没有未扑先知这一说。其实你用开放的，再开放一点的心态来看就有答案了。能延迟为什么不能提前？是的，提前是存在的，如果是标准正玄波信号，这个提前出现的信号不会有时间上的悖论，因为标准正玄波是一个无头无尾，时间永恒的信号。
你提到一个低频脉冲信号会怎么样？傅里叶变换告诉我们，任何一个脉冲信号都可以分解成若干正玄波信号的叠加。说一个简单的冲击信号，相当于无穷多的无头无尾的正玄波信号的叠加而已。所以这些频率分量的相位可以延迟也可以提前。
这才是就是我们这个世界构成的原理。

jamesgjh

zenglj 发表于 2019-11-7 11:28
没错，这个困惑我也曾经抓想不通。我看了一些关于“震动”的最初描述，我明白过来，现实中的信号这个“ ...

“说一个简单的冲击信号，相当于无穷多的无头无尾的正玄波信号的叠加而已。所以这些频率分量的相位可以延迟也可以提前。”

恐怕还不能这样说，一个冲击信号，实际上可以分解为无数幅度、相位确定的正弦信号，而且这些信号是有头有尾的，如果相位变化了，就不是这个信号了，甚至可能变成噪音了。