影响声场、定位感因素的研究

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声场、定位感应该是众多烧友鉴别音响好坏的一项重要指标，但对于影响它的因素，大家可能有不同的理解，但作为物理现象，必定有其内在的联系和规律，下面就从声学楼整理一份相关理论与实践的研究，希望能对大家有所启示。
体声系统鉴别前后左右上下（高低）方位的信息已经存在于我们手上的唱片里。这些信息是怎样获得的呢？

立体声系统鉴别前后左右方位的信息，自然环境条件下时（人为加工先不谈）主要包括1、发声点的声音达到两主麦克风时的强弱对比（信息）；2、发声点的声音达到两主麦克风的时间（相位）延迟的差别关系（信息）；3、发声点的声音经地面反射达到两主麦克风时的强弱对比（信息）；4、发声点的声音经地面反射达到两主麦克风时的时间（相位）延迟的差别关系（信息）。5、发声点的声音达到两主麦克风时频谱变化关系等。

如果我们的音响系统能够把这些差别精细的信息准确地还原出来，辨别前后左右方位（定位）那是没有任何问题的。而且我们的耳朵天生就对前后左右具有较强的辨别能力，实际生活中相信大家应该有这些方面的、非常明确的“声象定位”体会。
立体声系统鉴别高低方位的信息也是怎样获得的呢？自然环境条件下时（人为加工先不谈）主要依靠1、发声点的直达声与经地面反射达到两主麦克风的反射声的入射角、强弱对比（信息）；2、发声点的直达声与声音经地面反射达到两主麦克风的反射声的时间（相位）延迟的差别关系（信息）。即主要依靠发声点与地面反射点的声音强弱对比（信息）和声音时间（相位）延迟的差别关系（信息）。3、发声点的直达声与经地面反射达到两主麦克风的反射声的频谱差别（信息）等。

如果我们把地面反射点也看作一个“跟随音源”（滞后于发声点的跟随音源，事实上也是如此），垂直方向就有了“方位”的定向元素条件，高低方位的信息就由此产生。
  
但是，这些高低方位信息的变化与左右方位信息相比，来得更加细微，垂直方向发声点与“跟随音源”的方位角往往也比较小，时间（相位）延迟的差往往在几ms以内，要想音响系统能够精准的还原他们，这就对对音响系统提出了非常高的要求。另外，人的两耳是水平生长的，天生具来就对水平方向的前后左右方位有着比较好的辨别能力，而对垂直方向的方位辨别能力比较差。因此个人认为：——声场声像高低定向（定位），是对两声道立体声系统提出的最严格要求。

假如上面分析指出的【立体声系统“前后上下左右”声场声象立体空间定向定位的形成原因（条件）】成立，声学的许多研究成果（定律、试验、结论等）就可以帮助我们解释三维立体声像形成的原因…………
影响立体声系统“前后上下左右”声场声象立体空间定向定位的原因有许多，现在先从下面三个主要因素讲起。它们分别是：

1、电子电路工作过程的相位延时、时间差Δｔ；

2、声还原过程的频率干涉现象与相位延时、时间差Δｔ；

3、导体传导（递）信号过程的频率相位群延时；

此外还有如：环境的对称性影响、环境的形态影响、小附件小道具调整的影响，等等等等。

以上三个问题，在实际生活实践中，我们应该是有些体会的，只是或许被忽略了，所以许多朋友甚至认为或怀疑立体声音响系统的声场声象立体定向定位是“靠想像”出来的，“虚渺”而不存在的。

但事实上绝非如此，当我们了解了了这些问题，并最大限度地控制或解决了这些问题，立体声音响系统的声场声象立体定向定位会非常清晰明确地展现在你眼前，不用想像，也绝非虚渺。

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上面几方面影响立体声系统声场声象立体空间定向定位因素（观点），是根据以下声学研究结论（定律和效应）提出来的。
1、听觉的欧姆定律

　　著名科学家欧姆发现了电学中的欧姆定律，同时他还发现了人耳听觉上的欧姆定律，这一定律揭示：人耳的听觉只与声音中各分音的频率和强度有关，而与各分音之间的相位无关。根据这一定律，音响系统中的记录、重放等过程的控制可以不去考虑复杂声音中各分音的相位关系。

　　人耳是一个频率分析器，可以将复音中的各谐音分开，人耳对频率的分辨灵敏度很高，在这一点上人耳比眼睛的分辨度高，人眼无法看出白光中的各种彩色光分量。

2、掩蔽效应

　　环境中的其他声音会使听音者对某一个声音的听力降低，这称之为掩蔽。当一个声音的强度远比另一个声音大，当大到一定程度而这两个声音同时存在时，人们只能听到响的那个声音存在，而觉察不到另一个声音存在。掩蔽量与掩蔽声的声压有关，掩蔽声的声压级增加，掩蔽量随之增大。另外，低频声的掩蔽范围大于高频声的掩蔽范围。

　　人耳的这一听觉特性给设计降低噪声电路提供了重要启发。磁带放音中，有这样的听音体会，当音乐节目在连续变化且声音较大时，我们不会听到磁带的本底噪声，可当音乐节目结束（空白段磁带）时，便能感觉到磁带的“咝……”噪声存在。

　　为了降低噪声对节目声音的影响，提出了信噪比（ＳＮ）的概念，即要求信号强度比噪声强度足够的大，这样听音便不会觉得有噪声的存在。一些降噪系统就是利用掩蔽效应的原理设计而成的。

3、双耳效应

　　双耳效应的基本原理是这样：如果声音来自听音者的正前方，此时由于声源到左、右耳的距离相等，从而声波到达左、右耳的时间差（相位差）、音色差为零，此时感受出声音来自听音者的正前方，而不是偏向某一侧。声音强弱不同时，可感受出声源与听音者之间的距离。
4、哈斯效应

　　哈斯的试验证明：在两个声源同时发声时，根据一个声源与另一个声源的延时量不同时，双耳听音的感受是不同的，可以分成以下三种情况来说明：

　　（1）两个声源中一个声源与另一个声源的延时量在５～３５ｍＳ以内时，就好像两个声源合二为一，听音者只能感觉到超前一个声源的存在和方向，感觉不到另一个声源的存在。

　　（2）若一个声源延时另一个声源３０～５０ｍＳ，已能感觉到两个声源的存在，但方向仍由前导所定。

　　（3）若一个声源延时量大于另一个声源为５０ｍＳ时，则能感觉到两个声源的同时存在，方向由各个声源来确定，滞后声为清晰的回声。

　　哈斯效应是立体声系统定向的基础之一。


5、.德·波埃效应

　　德·波埃效应是立体声系统定向的另一基础。德·波埃效应的实验是：放置左、右声道两只音箱，听音者在两只音箱对称线上听音，给两只音箱馈入不同的信号，可以得到以下几个定论：

　　（１）如果给两只音箱馈入相同的信号，即强度级差ΔＬ＝０，时间差Δｔ＝０，此时只感觉到一个声音，且来自两只音箱的对称线上。

　　（２）如果两只音箱的强度级差ΔＬ不为０，此时听音感觉声音偏向较响的一只音箱，如果强度级差ΔＬ大于等于１５ｄＢ，此时感觉声音完全来自较响的那一只音箱。

　　（３）如果强度级差ΔＬ＝０，但两只音箱的时间差Δｔ不为０，此时感觉声音向先到达的那只音箱方向移动。如果时间差Δｔ大于等于３ｍｓ时，感觉声音完全来自先到达的那只音箱方向。

6、  
李开试验

　　李开试验证明：两个声源的相位相反时，声像可以超出两个声源以外，甚至跳到听音身后。

　　李开试验还提示，只要适当控制两声源（左、右声道扬声器）的强度、相位，就可以获得一个范围广阔（角度、深度）的声像移动场。


归纳起来，频率的相位延时、时间差Δｔ、声压差Δp，是主导立体声系统声场声象立体空间定向定位的决定性因素。
理论上，立体声还原系统如果能把这些问题“解决”了，就能够相对良好完整地把录音里已经存在的三维空间（立体）信息还原出来。
事实上也是完全可以做到的。

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1、电子电路和电子元件对声场声像方位立体感信息的影响：

一、信号源对立体声像形成的影响

就音像的前后左右高低定向（定位）而言，除了箱子设计的影响以外，信号源系统的影响应该是最为重要的环节。源头的误差，后面是无论怎么也无法“完全”弥补的，这是一个很容易理解的道理。在实际玩机的过程中大家会有这样的体会吗？有的信号源系统（例如某CD，某LP系统）声音平衡和谐自然，音场“下盘”扎实稳重，声象凝聚明确且声象融合自然，整体上给人平衡、和谐、流畅、自然、鲜活，象征度极高的感觉，能令听者的灵魂似乎进入自然交流的状态。哪怕是在不同档次的系统里使用，这些优秀的表现特征仍然是可以比较出来的。
有的信号源系统的声音表现就非常一般，或许音色还不错但鲜活不足，动态不错但又失去了和谐；有的信号源系统声音甚至恰恰相反——一开声就令人讨厌。
这又是为什么呢？我想，这就是器材声音表现的“档次”差别了。
这里需要注意的是，声音表现的“档次”差别虽然与价格档次差别有着一定的关系，常言道：“一分钱一分货”，也是市场流通的基本价值规律，但绝不是唯一绝对的规律。个人认为，声音表现的“档次”差别——更多的是与设计功力制造水平有关，以及用料、安装时的“扬长避短，物尽所能”的理念运用等有关。

为了避免误会说明一下：实际上功率放大器和线材、脚钉等等也能对立体声象还原效果产生明显影响，可以说，每一个细微的环节变化都会带来可闻的声音改变，这也是音响好玩、并令人沉迷的地方。这里只是从影响相对更明显的环节说起而已。

二、相位延时、频率特性和信号强度变异的产生
由于方位感信息经过大量试验和理论分析与相位延时、声强度差别等直接相关。在讨论音响系统中涉及电子电路的音源如CD、SACD、LP（LP唱头放大器），包括前置放大器、功率放大器之前，我们应该先来了解一下他们在相位延时、声强度差别等相关方面都有那些可控制或不可避免的特征呢？
我们知道，电容、电感、晶体管（电子管）、集成电路放大器件、电阻、金属导体等，是组成音响器材电路最基本、最常用的元器件。在这些元器件里，电容、电感属于储能元件，当不同的电容量或者不同电感量时，相同的充电（或放电）电流下会具有不同的充电放电时间，这是不可避免的元件物理性质（特征）。在电路工作时，他们将以信号相位延时不同和通过的音频电流大小不同表现出来。这就造成了在使用不同容量的电容、电感时，由于容抗、感抗不同，通过的信号产生的相位延时也不同，通过的音频电流大小不同（信号强度差别）的现象。因此电容、电感如果应用在音频信号通道上，或是音频信号处理电路里，将对音频信号产生明显的相位延时或音频信号强度“变异”的影响。
还好，他们的这些改变或影响（特征）是很有规律的，（相同品牌产品时）主要是随容量和电感量的变化而变化的。如果我们已经注意到使用相同品牌的产品，并注意将使用在左右声道“相同功能”位置上的电容量或者电感量严格配对。那么，无论是放大或者其他，最后处理出来的信号在相位延时、频率特性和音频信号强度等方面将基本完全一致的。

反之，将产生左右两个声道在相位延时、频率特性和信号强度等方面的明显差异，引起频率特性及频率相位混乱。由于方位感信息与相位延时、声强度差别等直接相关。因此，当左右声道相位延时、频率特性和信号强度等产生明显差异和变异时，唱片里原有的音频相位信息关系将受到严重破坏，造成声场声像聚焦定位方面出现严重问题。这就是低档器材（包括电路不重视元器件配对的器材）声场声像聚焦定位往往不良的主要原因之一。

信号通过晶体管（电子管）、集成电路放大器件，也会产生时间延时的情况，主要原因晶体管存在开启时间（ton）和存储时间（tstg）等延时现象；例如： 2SA1668/2SC4382的ton为0.4/1.0us；2SA1859/2SC4883的ton为0.5us；再如MJE172/MJE182的ton为0.04us；MJE15031/MJE15030的ton为0.05/0.1us。这些开关时间参数指标厂家很少提供，许多时候各厂家的称呼和测量条件也不完全相同，很难比较，一般在相同厂家提供的产品参数中比较才有意义。但是，有一点毋庸置疑，他们的数值越小越好。
集成电路放大器件是由许多的晶体管（有时候还有许多的小电容，小电感）构成的，延时积累的作用使时间延时的情况更为突出。
电子管也存在类似的问题，而且比晶体管更为突出。但是使用管子的数量比较少，延时积累相对较少。
假如元件选择使用不当或者电路设计不当，晶体管（包括电子管、集成电路放大器件）的开启时间（ton）和存储时间（tstg）的延时（积累）作用，也是立体声系统声场声像聚焦不良的重要原因之一。

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三、解决电子器件相位延时、频率特性和信号强度变异的建议

由此可见，在使用电子元件的时候，为了尽量保证左右两个声道的频率特性完全一致，尽量减少与“方位感信息”直接相关的相位延时、声强度差别，在元件型号的选择和左右两个声道的配对一致性方面就显得非常重要。个人认为，这是声场声像精确定向定位（指精确还原唱片里的定向定位信息）的提前保证，也是高品质立体声系统的前提保证。

虽然电阻、金属导体等也能够产生相位延时和相位失真的问题，但在选择较好质量的电阻和电路板、及连接线时，问题相对已经非常小，但仍然需要注意质量品质的一致性。

所以立体声系统的制作过程是一个非常精细的工程，马虎大意是出不了高品质音响器材的。能够认识到这一点，不管是DIY也好，摩机也罢，还是批量生产，就有了起码的前提保证。

但是，这离"好声"还远着哦。

尽管如此，我们还是有了一个努力的方向。
在元件型号的选择和左右两个声道的配对一致性，是人为控制相位延时、声强度差的有效方法。
另一有效方法就是平衡放大电路的应用。例如对管：2SA1668/2SC4382的ton为0.4/1.0us，他们的ton并不相等，平衡放大电路的应用可有效消除对管ton不相等产生的延时差问题。但是，左右两个声道的配对一致性仍然是重要的。
电容、电感在音频输出、输入电路的应用是比较普遍的。
原因是电容具有通过交流隔断直流的特性。电感具有交流阻抗变换和电压、电流变换的作用。
电子管电路上，电容、电感在音频输出、输入信号通路上的应用是最常见的。输出、输入变压器就是一个电感量不小的电感哦。呵呵！问题可能就来了…………
四、相位延时、频率特性和信号强度变异的其他问题：
前面介绍了一些与声场声象聚焦定向定位相关的知识和问题。因此我们知道：声场声像高低定向（定位）的好坏，涉及到许多的方面。
从声学的角度讲，箱子的外形设计、扬声器单元安装的位置等，影响是明显的；
从电声学的角度讲，扬声器单元的振盆刚、形状、材料等，影响也是明显的；
从电子电路的角度讲，在元件型号的选择和元件配对，以及左右两个声道的配对一致性方面，电路方案选择方面，以及尽可能避免或减少储能元件（电容、电感）用于声信号通道上等等，也是非常重要的。
从线材等连接件的角度讲，也要选择频率特性群延时尽量小，高频与低频群延时差尽量小的。
但是，在这些谈到的问题里，往往就没有得到足够的重视。我曾经测量过一些进口箱子里分频器上的电容、电感（包括扬声器单元），他们是用于音频通道上的，而且往往又工作在大电流状态，可是配对的“概念”似乎不怎么样，这令我感到“吃惊不小”。实际听音表现也是一般。我不禁在想，这些进口的产品到底要多高的价格，才会贯彻配对的理念呢？？
当然，实际上还有许多上面没有说到的因素，同样能对声场声像高低层次定向定位产生影响，所以说声场声像高低层次定向（定位），是对立体声系统提出的最严格考验，也是最高的要求，这绝对不是刻意地夸张。
好的声音表现，总是科学正确的方法和措施一点一滴地积累得到的。不理想的声音表现，恐怕一不留神就发生了！！
玩HIFI是要十分地“认真对待”才行的！我们常说：好器材不见得就一定能出好声音。——就是这个道理。
当你埋怨器材不好或者计划升级器材的时候，你想过手上现有的器材还有那些方面是自己没有认识到的、或者还没有认真努力改善的问题吗？
但是，在信号还原放大和声还原过程中，影响（电信号、或声频率）相位延时、声强度差别的因素太多太多，尤其是相位延时问题，因为许多电子元件（特别是感性、容性元件）对交流频率信号大多是非线性的，这些元件的应用必然会产生信号的相位延时（或相位超前）后果。
但其实这并不可怕，最可怕的是，可能同时会发生“相位异变”、“相位混乱”的问题，以及左右声道频率特性不一致的问题等。往往一不小心，“相位异变”、“相位混乱”就完全可能发生，并覆盖到人耳可闻的频率范围内，这才是破坏立体声音响系统声场声像立体层次定位聚焦的重要根源。
在电子电路里，尽管相位延时（或相位超前）问题是不可100%完全避免的，但我们希望在人耳可闻频率范围内尽量地少些，并努力使左右声道频率特性尽量地一致些，同时尽可能地防止“相位异变、混乱”问题发生，这样我们就仍然可以获得一个相当理想的立体的声场声像定位信号还原。事实上这是完全可以做到的。
关于：
2、声还原过程的频率干涉现象与相位延时、时间差Δｔ；

3、信号（导体）传导（递）过程的频率相位群延时；

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声还原过程的频率干涉现象与相位延时、时间差Δｔ和障板边缘衍射；
一.自然环境里的“立体声”信息：
日常生活中，当两个人面对面谈话的时候，我们能够明确他的声音方向和高低方位；当一群人面对面谈话的时候，我们仍然能够明确他们的声音方向和高低方位。这是因为这些发声点传来的声音已经“具备”或者说已经“包涵”了辨别这些声音方向和高低方位的信息。而且，距离越近，所包涵辨别这些声音方向的信息、特别是高低方位的信息就越丰富。
  
二、唱片里的“立体声”信息：

麦克风录音时，它距离录音对象总是比较近的，由于位置和距离的关系，麦克风能录音下辨别声音方向和高低方位的信息就比较丰富。辨别声音方向和高低方位的信息甚至比我们听现场时的贵宾席位还要好。
立体声系统鉴别前后左右上下（高低）方位的信息已经存在于我们手上的唱片里。这些信息是怎样获得的呢？
立体声系统鉴别前后左右方位的信息，自然环境条件下时（人为加工先不谈）主要包括1、发声点的声音达到两主麦克风时的强弱对比（信息）；2、发声点的声音达到两主麦克风的时间（相位）延迟的差别关系（信息）；3、发声点的声音经地面反射达到两主麦克风时的强弱对比（信息）；4、发声点的声音经地面反射达到两主麦克风时的时间（相位）延迟的差别关系（信息）。5、发声点的声音达到两主麦克风时频谱变化关系等。
如果我们的音响系统能够把这些差别精细的信息准确地还原出来，辨别前后左右方位（定位）那是没有任何问题的。而且我们的耳朵天生就对前后左右具有较强的辨别能力，实际生活中相信大家应该有这些方面的、非常明确的“声象定位”体会。
立体声系统鉴别高低方位的信息也是怎样获得的呢？自然环境条件下时（人为加工先不谈）主要依靠1、发声点的直达声与经地面反射达到两主麦克风的反射声的强弱对比（信息）；2、发声点的直达声与声音经地面反射达到两主麦克风的反射声的时间（相位）延迟的差别关系（信息）。即主要依靠发声点与地面反射点的声音强弱对比（信息）和声音时间（相位）延迟的差别关系（信息）。3、发声点的直达声与经地面反射达到两主麦克风的反射声的频谱差别（信息）等。
如果我们把地面反射点也看作一个“跟随音源”（滞后于发声点的跟随音源，事实上也是如此），垂直方向就有了“方位”的定向元素条件，高低方位的信息就由此产生。
但是，这些高低方位信息的变化与左右方位信息相比，来得更加细微，垂直方向发声点与“跟随音源”的方位角往往以比较小，时间（相位）延迟的差往往在几ms以内，要想音响系统能够精准的还原他们，这就对对音响系统提出了非常高的要求。另外，人的两耳是水平生长的，天生具来就对水平方向的前后左右方位有着比较好的辨别能力，而对垂直方向的方位辨别能力比较差。因此个人认为：——声场声像高低定向（定位），是对立体声系统提出的最严格要求。

三、 HIFI（高保真）音响系统
玩HIFI的目标就是要尽可能的还原HIFI（高保真），唱片有什么就应该尽量还原出什么，没有的东西就不应该有。立体声的录音就应该有立体声定向（定位）的再现，…………

但是立体声定向（定位）的再现并不容易获得，优秀的立体声“高保真”还原需要音响系统具备良好且平坦的频率特性，优秀的动态、瞬态能力，足够的信噪比，丰富流畅的信息量，尽可能小的相位延时等等，并且要求两个声道各项指标完全一致。
尤其是瞬态反应特性和相位延时特性的一致性更是非常重要，因为根据声学研究的成果表明，许多立体声定向（定位）的再现都与相位延时有关。虽然我们不可能使系统从“信号产生——放大——传输——电声还原”的全过程做到没有相位延时和相位失真，但是尽可能地改善瞬态反应特性，尽可能减小相位延时，尽可能减小相位失真，并尽可能使两个声道的相位特性和各项指标完全一致，还是可以努力和控制的。

老实说，在还没有接触《声学》以前，我也一直认为“如果两只音箱的强度级差ΔＬ不为０，此时听音感觉声音偏向较响的一只音箱”是唯一的左右定向根据，而且当时自己的音响系统也不能表现声象的高低方位感，那时侯我对声音的认识水平恐怕还不如现在的大多数发烧友。后来才知道，德.波埃效应（３）如果强度级差ΔＬ＝０（即两只音箱的声强度级完全相等），但两只音箱的时间差Δｔ不为０（存在延时或说存在相位差），此时感觉声音向先到达的那只音箱方向移动。如果时间差Δｔ大于等于３ｍｓ时，感觉声音完全来自先到达的那只音箱方向。
哈哈！这样，两只音箱的声强度级就不再是左右定向的唯一根据了。
我曾经做过这样的试验实验，我甚至把延时5ms的声道加大两倍以上的功率，声音仍然是感觉来自信号没有延时的音箱一方…………

后来还慢慢知道，声音的强弱对比也不是“远近距离感”的唯一根据，因为，李开试验提示我们，只要适当控制两声源（左、右声道扬声器）的强度、相位，就可以获得一个范围广阔（角度、深度）的声像移动场。
系统从“信号产生——放大——传输——电声还原”的全过程中，相位延时及相位失真最严重最突出的环节，是电声还原——即箱子。它与分频器的设计、分频器元件品质、扬声器电声参数、箱子的形体设计等等关系都非常密切。从电声学的角度，可以分析发现分频器的设计、分频器元件品质、扬声器电声参数与相位延时及相位失真的关系；箱子的形体设计更是与声还原“质量”有着密切关系。

下面则是准备从声学的角度，谈谈箱子的形体设计对声波产生相位延时及相位干涉失真的一些影响。

四、引用一些相关的基础声学知识：
声波在空气中传播时遇到无限大障板上的一个小孔时，如果小孔的尺寸比波长小的多，则小孔会将原来的平面波变为球面波，衍射现象如下图所示：
1、声波传输时遇到小孔时产生衍射
当声波在空气中传播遇到与波长尺寸同一数量级大小的障碍物时，会在障碍物的边缘处发生类似小孔的衍射现象。当障碍物尺寸比波长大时，边界诱发的衍射声波为球面波，它们跟原来声波的组合后形成特殊的波阵面。
2、声波在传输时遇到障碍物时产生衍射
理想的点声源假设有如下特征：
1）半径无限小，因此向各个方向辐射的声压都一样。因此从较近距离看，它发出的声波为球面波。
2）假如该点声源受激发，则所有频率下其声压和相位响应都是平直的。因此把该点声源置于无限大障板上，所有频率下其声压和相位响应同样也是平直的。
为了便于分析，我们把多分频的箱子上扬声器看成是不同频率段下的“理想的点声源”。
五、 障板边缘衍射和障板平面反射的影响
根据《关于障板形状对单元频率响应影响的分析》一文（作者：肖鹏）中的研究结论：有限大障板的尺寸和形状影响了理想点音源辐射到观察轴上的频率特性，其频率波动的形式和峰、谷点受点声源到障板边缘上各点的距离影响。为了减少这种影响，我们可以通过调整点声源在障板上的位置，来达到降低波动的效果。
在现实的设计中不可能找到理想的点声源，或者该种理想状态仅在某些频率下有效。
对于一指定口径的扬声器单元，我们可以认为，波长大于指定口径周长以下的频率，声波为球面波（或半球面波）。障板形状以及障板平面将对这些频率产生障板边缘衍射和障板平面反射的影响。

音源辐射到障板边缘上各点将产生衍射现象，并能够以障板边缘为中心形成一独立球面波，这个声波与音源声波存在相位延时和“跟随”的关系，延时量可由音源中心到障板边缘的距离决定；当相位延时小于1ms时，具有“早期反射”和“前腔效应”的某些客观特征。例如它可干扰音源声音的纯净度，使声象聚焦变差等。

音源辐射到障板上的声波的1/4波长小于音源中心到障板边缘的距离的以上频率，还能产生反射现象；反射波也存在相位延时和“跟随”的关系；反射的声强度则与障板反射面积的大小有关。

当障板是平面时，反射波的方向与球面波位于（到达）障板的切线相同；即当障板是平面时，且扬声器安装在障板平面上，反射波的方向将与障板成垂直方向传播。通常的音箱前障板大多数是一平面，这时候障板上的反射波将与扬声器同一方向传播给听音者。由于大多数音箱高宽都不会超过2米，形成的反射相位延时将小于1ms；这类相位延时小于1ms的反射称为早期反射。早期反射最主要的客观负面影响是引起声音的混乱浑浊，干扰音源（扬声器）声音的纯净度，使声象聚焦变差。

由于立体声定向（定位）的再现都与相位延时有关，障板边缘衍射也好，障板早期反射也罢，他们都产生了相位延时的另外独立的“跟随”声源，这些相位延时了的声波在“跟随”音源的过程中，能“抵消或者叠加”录音中原有的相位延时信息，使立体声定向（定位）的再现大打折扣。

那么，我们应该怎样选择箱子？或者怎样设法减少这些负面影响呢？


通过实验和理论分析证明，障板边缘衍射与障板边缘的锐利度以及形状有关，将障板边缘进行圆弧或半抛弧线处理，甚至进行斜面倒边处理，障板边缘衍射干扰将会大幅度降低。


实验和理论分析还证明，障板早期反射与障板面积大小以及扬声器安装的位置有关，减小障板面积，或者将扬声器安装在偏离障板几何中心时，障板早期反射干扰将会大幅度降低。

说到障板边缘衍射，最容易出现明显问题的情况，就是增加了“超高音”的系统。通常表现是高频不够自然不够流畅，有类似高频失真的“毛刺感”，高频过亮过刺等…………
这些情况往往就可能是障板边缘衍射引起的现象。

去年（07年）5.1陪同湖南的一发烧友到桂林我的一位老烧友家“发烧”，主人是一位非常认真甚至到了“严肃级”的发烧友。几曲下来湖南的烧友就发现了类似问题，后来在湖南烧友的建议下，在超高音前面到前障板边缘部分铺垫一张擦眼镜用的“小手帕”（类似眼镜布吧），声音立即大为改善。

主人问我这是什么原因？我当时就告诉主人说：这就是障板边缘衍射引起的问题。尤其是玩“超高音头”，因为“超高音头”常常是安装在箱子的顶部中间位置，并直接指向箱子顶部障板边缘，边缘衍射效应非常强烈，铺垫了“眼镜布”之类的吸音材料，能有效地控制并减少障蔽边缘衍射效应，大大降低了障蔽边缘衍射效应的影响，超高频出来的声音就能够自然流畅了许多。

但是，有的主人并不能发现（听出）这些问题，外人就不好给什么建议了。就算是给了建议，主人也不一定能够接受，更不用说采纳。今天借论坛这块宝地，给所有玩“超高音”的朋友一个经验借鉴，信不信就是自己的事了，外人总是不好说得太多的。
六、小结
由于立体声定向（定位）的再现都与相位延时有关，障板边缘衍射也好，障板早期反射也罢，他们都产生了相位延时的另外独立的“跟随”声源，这些相位延时了的声波在“跟随”音源的过程中，能“抵消或者叠加”录音中原有的相位延时信息，使立体声定向（定位）的再现大打折扣。

那么，我们如果非常注重立体声象还原效果，我们应该怎样选择箱子？或者怎样设法减少这些负面影响呢？

通过实验和理论分析证明，障板边缘衍射与障板边缘的锐利度以及形状有关，将障板边缘进行圆弧或半抛弧线处理，甚至进行斜面倒边处理，障板边缘衍射干扰将会大幅度降低。
实验和理论分析还证明，障板早期反射与障板面积大小以及扬声器安装的位置有关，减小障板面积，或者将扬声器安装在偏离障板几何中心时，障板早期反射干扰将会大幅度降低。

所以，现代箱子的主流设计是：障板边缘圆弧或半抛弧线处理（至少是进行斜面倒边处理）；障板的面积尽量采取减小化设计；主要影响立体声象形成的中高频单元，采取尽量靠近安装方式并考虑分频点相位衔接问题。





为什么书架箱的立体声像还原能力往往都比落地箱要好许多？



根据现代箱子的主流设计理念：1、障板边缘圆弧或半抛弧线处理（至少是进行斜面倒边处理）；2、障板的面积尽量采取减小化设计；3、主要影响立体声象形成的中高频单元，采取尽量靠近安装方式并考虑分频点相位衔接问题。



从中便可获得答案。

3、导体传导（递）信号过程的频率相位群延时；

（音频）信号通过导体传导（递）过程中，往往会产生频率相位延时或频率相位超前现象，这种现象通常认为是由于导体的分布电容和分布电感引起的。这是因为任何形状的任何导体都会存在一定的分布电容和分布电感。



导线中的分布电容和分布电感通常是比较小的。导线在绝大多数用电器（包括绝大多数家用电器）上使用时，只要能够满足电流供需要求就可以了，分布电容和分布电感的影响基本上完全可以忽略，因为根本就“感觉不出”他们的影响和存在。但是在音响系统上，往往更换不同的电源线、信号线、音箱线、甚至数字信号线，声场声像和音色都会发生明显的变化；尤其是对立体声系统的声场声像三维空间表达方面的影响更是明显，好的线材总是能还原出一个广阔的、定向定位明确的声像三维空间感；而不好的线材却相反…………。



这是为什么呢？

1、导体的分布电容和分布电感引起的频率相位延时或频率相位超前现象，严重干扰和破坏了唱片里原有的声像三维空间感定向定位信息。



2、因为人耳对声音的“分析能力”太精密了，正如《听觉的欧姆定律》里的“补充”描述那样：人耳是一个频率分析器，可以将复音中的各谐音分开，人耳对频率的分辨灵敏度很高，在这一点上人耳比眼睛的分辨度高，人眼无法看出白光中的各种彩色光分量。



那么，导体的分布电容和分布电感引起的频率相位延时或频率相位超前现象，和更换不同的电源线、信号线、音箱线、甚至数字信号线，声场声像和音色都会发生明显的变化就有着因果关系了。





所以，个人认为：哈斯效应、.德·波埃效应、劳氏效应、李开试验，是立体声系统定向的基础。

okk

多谢LZ归纳。

znmok38

文章太长没仔细看完，楼主能不能再精简一下？
人耳没有想象中的定位哪么准确，一个很简单的生活中的例子，手机忘记放那里了，叫同伴拨打自己的手机。然后顺着铃声去找，不是能马上发现，只能懂得个大概的方位，一群人还要慢慢找。
这还不是最重要的，重要的是声音定位和声场是有冲突的，定位越准确，声场就越窄。因为定位是音箱中的微观，声场是音箱中的宏观。
我举例个山水照片的例子：从微观上看山上的树叶，每一片叶子很美丽。远距离宏观上就看到了山的宏伟，而叶子就会被疏忽。不存在既能欣赏到山的雄伟，又不放过每一片叶子的美丽。
这一点就反应到音箱的设计上，监听音箱是为了录音师容易的听出乐器的定位，所以对音箱的定位准确比较重视，扬声器指向性比较尖锐（近距离看叶子），但是声场就不够宽阔。
而家用音箱和AV音箱比较注重声场，营造气势磅礴的效果，至于定位是否准确不是很在意，只是大概的听出方位就可以了。当我在欣赏音乐和看AV片的时候，注意力全都集中在美丽的音乐和紧张的情节中，谁还会去注意细微的定位？就如同我欣赏山的壮丽时，就忽略了叶子的存在。
所以楼主过分的注重定位的因素，甚至连一个线，和一个零件都不放过，是不是会陷入微观的死胡同？音箱不单是看微观，还要从宏观上看，只有微观上过得去，宏观上表现不错的音箱才是好音箱吧。

scc

楼主很辛苦，领受了。

这只(老老兔子)非同小可，基本上道出了本人的观点。

另外还想说，关于‘定位’，最准确的莫过于音乐会现场了吧。但是，想想看，谁能做到正襟危坐，脑袋不偏不倚、一动不动？

绝对不会！

因为感知声源的方位只是一方面，多数时候我们可能更关心的其实是乐曲内含的引人入胜、演职人员的形体表演、乐曲表现形式的和谐流畅以及身处声场的特殊‘愉悦’感受。

感官健全的人判断声响方位是一个综合判断的过程。

只有事关要紧的时候，我们才会特别注重定位。

eedfee

声音定位和声场也有冲突啊？我还第一次听说捏……
这两个是彼消彼涨的关系？
我过去都认为定位要靠声场来支撑，听得出声场，定位也出来了
楼主的文章我也看不完……

得宝乐

谢谢楼主给大家分享

CXSGJ

相位,谐波,均衡,都有关系.

我来也

原帖由 znmok38 于 2009-6-2 13:10 发表
文章太长没仔细看完，楼主能不能再精简一下？
人耳没有想象中的定位哪么准确，一个很简单的生活中的例子，手机忘记放那里了，叫同伴拨打自己的手机。然后顺着铃声去找，不是能马上发现，只能懂得个大概的方位， ...

顶老兄一下

我来也

原帖由 eedfee 于 2009-6-3 02:10 发表
声音定位和声场也有冲突啊？我还第一次听说捏……
这两个是彼消彼涨的关系？
我过去都认为定位要靠声场来支撑，听得出声场，定位也出来了
楼主的文章我也看不完……

兄不妨留意一下，那些声场型箱子无一不是对定位稍作弱化处理的

cencal

拗口!看了一楼晚上继续学习

qybear

好贴，收藏了。

bennyting

水蛇春禁长，顶了慢慢睇

zhyeshan

好贴。

killvcd

太棒了，学习！

htc98

谢谢楼主给大家分享

石头剪子布

直觉常识感觉定位和声埸应该是相互依存的吧,应该是通过定位感(方向感)营造出(感觉到)埸感的存在吧?不知对否?