DSP---中文含義為數(shù)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(xué)信號的數(shù)字處理器,不僅僅在高端的家用音響和影院設(shè)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(lán)牙音響,因?yàn)橥怀霰銛y性,不可能將體積做大,對于藍(lán)牙音響來說,想得到出色的音質(zhì),是極為困難的, 因?yàn)榍惑w容積受限,揚(yáng)聲器口徑也不能太大, 越大口徑的揚(yáng)聲器在受限的腔體中,聲音反而會(huì)更差, 這樣一來,也給小口徑全頻揚(yáng)聲器單元的設(shè)計(jì)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(shí)也做不到), 揚(yáng)聲器的頻響曲線就會(huì)變得波動(dòng)很大, 音樂中的不同頻段的響應(yīng)會(huì)不同,聽感上就會(huì)聽出聲音不平衡,高音過亮,中音欠缺,低音沒有或者不實(shí),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(zhì)表現(xiàn).那些普通的,甚至是當(dāng)玩具用的低端便攜藍(lán)牙音響,自然不需要考慮這些.
在這里為對藍(lán)牙音響設(shè)計(jì)有興趣的朋友,討論音頻DSP在高端便攜藍(lán)牙音響中的設(shè)計(jì)應(yīng)用:
先了解一些音頻DSP的知識和便攜音響的基礎(chǔ)物理聲學(xué)常識作鋪墊:
1: 音頻DSP是Digital Signal Processor(數(shù)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(xiàn)用的, 前些年有兩個(gè)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(dá)到近乎6英寸喇叭書架音響的音頻表現(xiàn),效果令人驚嘆,當(dāng)然也價(jià)格不菲,一對小尺寸桌面有源音響的價(jià)格分別達(dá)到3000元和近5000元.前年某德國品牌車廠,專門在中國區(qū)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(fā)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(fā)現(xiàn)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(yè)調(diào)校后,播音聲場竟然是落在擋風(fēng)玻璃位置,由此可見專業(yè)型的音頻DSP在高檔音響中的力量, 當(dāng)然,市面一些只有噱頭,沒有實(shí)質(zhì)的'偽音頻DSP'不在我們討論之列.
2: 口袋便攜型藍(lán)牙音響, 因?yàn)轶w積大小的限制,通常使用的全頻揚(yáng)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(gè)全頻單元, 體積稍大的,通常就使用兩個(gè)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(yáng)聲器,通常聲音(聲壓)也大一些.
3: 便攜藍(lán)牙音響通常用3.7V鋰電池供電(用5V USB電源充電),不經(jīng)過升壓到功率放大器的音響,物理定律決定了4歐揚(yáng)聲器的輸出功率就3W, 兩個(gè)揚(yáng)聲器的就是3W+3W,這個(gè)還是使用最優(yōu)質(zhì)高效D類功放IC在電池電壓4.2V時(shí)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(dāng)然前提是:全頻揚(yáng)聲器也要可以承受那個(gè)功率.
4: 當(dāng)前小口徑(35mm~47mm)全頻揚(yáng)聲器的物理低頻播放能力, 大約在180~250Hz, 在音箱設(shè)計(jì)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(jì)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?yàn)槭菗P(yáng)聲器的傳統(tǒng)物理特性限制的.口徑越大的揚(yáng)聲器頻率下潛可以越低,小口徑全頻揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)有諸多限制,因?yàn)橥瑫r(shí)要兼顧到高中低三個(gè)頻段的響應(yīng)品質(zhì),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(xiàn)了. 全頻揚(yáng)聲器要做好中高頻比做好低頻容易很多.
5:便攜藍(lán)牙音響的聲音好聽與否,有幾個(gè)最主要的指標(biāo)(那些參數(shù)虛假標(biāo)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(tǒng)有20Hz~20KHz的頻率范圍,這個(gè)頻段的音樂都可以播放出來.但是便攜音響實(shí)際的的頻率范圍要窄很多, 高頻部分,一般普通級的大多數(shù)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(yuǎn),但是事實(shí)上,聽感上會(huì)差很遠(yuǎn)很遠(yuǎn), 因?yàn)閷σ魳窔夥崭腥玖τ忻黠@影響的音頻都在這個(gè)頻段,低頻表現(xiàn)差一點(diǎn).音樂氣氛可能就少很多了.
便攜藍(lán)牙音響之所以最好的聲音級別也只能做到發(fā)燒入門級的音質(zhì), 就是因頻率范圍這個(gè)主要參數(shù)達(dá)不到HiFi那樣寬的頻率范圍, 即使將音色與頻響應(yīng)曲線等參數(shù)做到極致的理想程度,也只能算屬于發(fā)燒入門級聲音.
上圖是某款普通級別的便攜藍(lán)牙音響實(shí)測曲線, 可以看到的頻率范圍和響應(yīng)曲線平衡度,曲線波動(dòng)起伏遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出+/-3dB之外, 實(shí)際中低頻下潛也就180Hz.而不是其標(biāo)稱的50Hz. 這個(gè)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(yīng)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(dāng)初錄制音樂的時(shí)候一樣. 平衡度很好的音響,您聽到音樂的每個(gè)細(xì)節(jié)響度與音樂錄音制作時(shí)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(yīng)曲線平衡度不錯(cuò)的某水果牌手機(jī)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(jī)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(shí)曾經(jīng)聽過它們發(fā)出過美妙動(dòng)聽/讓人感動(dòng)的音樂聲音?). 便攜藍(lán)牙音響也是一樣,響應(yīng)曲線平衡度不好的,聽感上就不會(huì)那么好聽了,或中音不足/高音過度/人聲不夠飽滿等等
傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的便攜音響,調(diào)整這個(gè)響應(yīng)平衡度是依賴不斷修改全頻揚(yáng)聲器材料/聲學(xué)箱體設(shè)計(jì)/電路高通頻點(diǎn)來匹配來調(diào)整平衡度的,但是始終無法做到HiFi音箱那樣的平衡度,因?yàn)镠iFi音箱是取高中低三個(gè)揚(yáng)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(dá)到+/-3dB內(nèi)很高的平衡度. 而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的便攜音響,頻率響應(yīng)曲線通常都是波動(dòng)起伏較大并且可能曲線上斜的.聽感上會(huì)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(huì)對音色有一定影響之外,便攜藍(lán)牙音響,對音色和聲音解析度的影響,由全頻揚(yáng)聲器工藝材料設(shè)計(jì)/音箱聲學(xué)腔體設(shè)計(jì)/普通D類功放的數(shù)碼音等的不同構(gòu)成, 其實(shí)還有一個(gè)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(diào)大聲音輸出帶來的高失真率對音色的影響. 不好的音色會(huì)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(yīng)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(shí)用任何音響聽音樂, 適當(dāng)?shù)穆晧翰艜?huì)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?yàn)樗」β蕩淼穆晧?距離遠(yuǎn)了,聲壓就降低到最佳聽音聲壓級以外了, 這時(shí)候不是聽不見聲音了,而是聽音效果會(huì)衰減, 這也是為什么將家里數(shù)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(nèi)聽那種美妙感覺了一樣,這也是為什么大型戶外演唱會(huì)的音響系統(tǒng)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(yuǎn)一點(diǎn).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(huì)比低頻下潛深的音響聲音要大,因?yàn)榈皖l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(huì)大聲一些.
在便攜藍(lán)牙音響的聲壓設(shè)計(jì)上, 依照產(chǎn)品定位的不同,我們分成兩類來看:
戶外型的便攜音響, 會(huì)比較專注追求輸出聲壓這個(gè)指標(biāo),某些千元級的戶外專用型音響,甚至充分利用戶外環(huán)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(diào)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(shí)際(非標(biāo)稱)低頻下潛厲害的也就 130Hz ,一般的也就160Hz甚至180Hz, 因?yàn)榈皖l在戶外空氣衰減很厲害,除非近距離聽,遠(yuǎn)了根本就衰減很多很多了, 同時(shí),低頻下潛不深還可以更加省電,讓電池播放時(shí)間可以更長. 這類音響的設(shè)計(jì)主要考慮用在戶外便攜聽音, 室內(nèi)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(shí)真不是人家東西不好, 而是您用錯(cuò)了聽音環(huán)境的緣故!
室內(nèi)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(huì)小一些, 因?yàn)槭覂?nèi)聽音,環(huán)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(shí)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(nèi)聽音得到更好的音樂還原度, 所以, 即使是室內(nèi)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(huì)相對近一些.
