DSP---中文含义为数字信号处理器,用途极为广泛,但用在音响上面的DSP,是特别的,专门用于处理声学信号的数字处理器,不仅仅在高端的家用音响和影院设备中有使用,在汽车音响和便携音响中使用也逐步增多。
便携蓝牙音响,因为突出便携性,不可能将体积做大,对于蓝牙音响来说,想得到出色的音质,是极为困难的, 因为腔体容积受限,扬声器口径也不能太大, 越大口径的扬声器在受限的腔体中,声音反而会更差, 这样一来,也给小口径全频扬声器单元的设计制造带来了前所未有的困难,做好中高频还容易,做好低频就非常的困难, 都要有所兼顾到的话(其实也做不到), 扬声器的频响曲线就会变得波动很大, 音乐中的不同频段的响应会不同,听感上就会听出声音不平衡,高音过亮,中音欠缺,低音没有或者不实,低频下潜不足等等各式各样的听感缺陷,无从谈起出色的音质表现.那些普通的,甚至是当玩具用的低端便携蓝牙音响,自然不需要考虑这些.
在这里为对蓝牙音响设计有兴趣的朋友,讨论音频DSP在高端便携蓝牙音响中的设计应用:
先了解一些音频DSP的知识和便携音响的基础物理声学常识作铺垫:
1: 音频DSP是Digital Signal Processor(数字信号处理器)的简称,在这里我们提到的专指音频DSP, 是使用在音响上面,用于提升音响性能表现用的, 前些年有两个国际音响大牌厂商各自都推出过一款带DSP用3英寸喇叭的电脑桌面音响,以其超小的体积,达到近乎6英寸喇叭书架音响的音频表现,效果令人惊叹,当然也价格不菲,一对小尺寸桌面有源音响的价格分别达到3000元和近5000元.前年某德国品牌车厂,专门在中国区推出过限量500台的带DSP高档音响的音乐专享型的车款.近日,香港一位发烧玩家朋友,坐了其朋友花10多万港币改装了麦景图带DSP旗舰型汽车音响的车之后, 猛然发现虽然喇叭都是安装在小腿位置,但是通过DSP处理和其48段EQ专业调校后,播音声场竟然是落在挡风玻璃位置,由此可见专业型的音频DSP在高档音响中的力量, 当然,市面一些只有噱头,没有实质的"伪音频DSP"不在我们讨论之列.
2: 口袋便携型蓝牙音响, 因为体积大小的限制,通常使用的全频扬声器单元口径大约是在35mm/40mm/45mm/47mm. 有些超小型的,就使用一个全频单元, 体积稍大的,通常就使用两个全频单元,以求获得更高的输出声压(即更大声),口径大一些的扬声器,通常声音(声压)也大一些.
3: 便携蓝牙音响通常用3.7V锂电池供电(用5V USB电源充电),不经过升压到功率放大器的音响,物理定律决定了4欧扬声器的输出功率就3W, 两个扬声器的就是3W+3W,这个还是使用最优质高效D类功放IC在电池电压4.2V时得到的最大功率,如果要获得更高输出功率,就要将电池升压到6V或者用7.4V电池供电了(可得到6W功率输出),当然前提是:全频扬声器也要可以承受那个功率.
4: 当前小口径(35mm~47mm)全频扬声器的物理低频播放能力, 大约在180~250Hz, 在音箱设计加入低频辐射器或者倒相管之后, 可以得到150Hz~200Hz的低频下潜播放能力,估计大家都看过真正的音响低音炮,口径越大的喇叭音箱,低频下潜就越低,因为是扬声器的传统物理特性限制的.口径越大的扬声器频率下潜可以越低,小口径全频扬声器设计有诸多限制,因为同时要兼顾到高中低三个频段的响应品质,所以更加不可能将低频下潜做到特别低,否则就要牺牲中高频的表现了. 全频扬声器要做好中高频比做好低频容易很多.
5:便携蓝牙音响的声音好听与否,有几个最主要的指标(那些参数虚假标称的音响不在讨论之列):
A: 频率范围(即可播放频宽)
高端HiFi系统有20Hz~20KHz的频率范围,这个频段的音乐都可以播放出来.但是便携音响实际的的频率范围要窄很多, 高频部分,一般普通级的大多数不超过10KHz, 不过由于很多人的耳朵,对10KHz以上的频率是不敏感甚至是听不到的,所以对便携音响来说,高频播放能力差距在便携音响中不是太大的问题,除非是那些很差的,高频只有7KHz多的那种,就听感明显不好了, 低频播放能力,口袋便携音响大多处于150Hz~200Hz之间,看起来好像与顶级HiFi的20Hz播放能力没有差多远,但是事实上,听感上会差很远很远, 因为对音乐气氛感染力有明显影响的音频都在这个频段,低频表现差一点.音乐气氛可能就少很多了.
便携蓝牙音响之所以最好的声音级别也只能做到发烧入门级的音质, 就是因频率范围这个主要参数达不到HiFi那样宽的频率范围, 即使将音色与频响应曲线等参数做到极致的理想程度,也只能算属于发烧入门级声音.
上图是某款普通级别的便携蓝牙音响实测曲线, 可以看到的频率范围和响应曲线平衡度,曲线波动起伏远远超出+/-3dB之外, 实际中低频下潜也就180Hz.而不是其标称的50Hz. 这个音响听起来, 它音乐声音的还原性是很不好的.音乐原有的声音魅力被大幅减低了.
B: 响应曲线的平衡度.
是指音响是否能把音乐所有频率声音的音量回放到和当初录制音乐的时候一样. 平衡度很好的音响,您听到音乐的每个细节响度与音乐录音制作时是一样的,音乐原来的魅力可以近似无损地传递给您,比如: 响应曲线平衡度不错的某水果牌手机喇叭播放出来的音乐声音:虽然不大声,也没有什么低音,高音也不能去到很高,但是听起来很悦耳. 而某些山寨手机播放的音乐声音很大,但是非常刺耳不好听(一些街边商店促销广播用的音响和某些广场舞音响也属于此类,您何时曾经听过它们发出过美妙动听/让人感动的音乐声音?). 便携蓝牙音响也是一样,响应曲线平衡度不好的,听感上就不会那么好听了,或中音不足/高音过度/人声不够饱满等等
传统设计的便携音响,调整这个响应平衡度是依赖不断修改全频扬声器材料/声学箱体设计/电路高通频点来匹配来调整平衡度的,但是始终无法做到HiFi音箱那样的平衡度,因为HiFi音箱是取高中低三个扬声器最平直最好的那段曲线通过分频器组合而成的,其曲线可以达到+/-3dB内很高的平衡度. 而传统设计的便携音响,频率响应曲线通常都是波动起伏较大并且可能曲线上斜的.听感上会感觉高音过于明亮,中低频部声音比较薄. 甚至人声和乐器声音不自然失真等等.
C: 音色和声音解析度
除了上面的频宽和平衡度会对音色有一定影响之外,便携蓝牙音响,对音色和声音解析度的影响,由全频扬声器工艺材料设计/音箱声学腔体设计/普通D类功放的数码音等的不同构成, 其实还有一个对音色有极大影响的地方,就是某些便携音响为了尽量大声而调大声音输出带来的高失真率对音色的影响. 不好的音色会让你直接可以感觉到唱歌的人声好像都不是原唱, 听着总不是那么舒服,有些声音解析度不好的音响,人声都和音乐声音混合交叉影响,听起来什么声音都是浑浊,根本听不出不到其中乐器或者人声部分的那种感染力.
D: 输出声压( 对应最佳听音距离)
即音响输出声音的大小,声压大的音响最大音量声音大,声压小的音响最大音量声音相对小声. 其实用任何音响听音乐, 适当的声压才会得到最好声音效果. 便携音响这种小功率音响,都属于近场音响, 即是用于近距离听音的, 因为他小功率带来的声压,距离远了,声压就降低到最佳听音声压级以外了, 这时候不是听不见声音了,而是听音效果会衰减, 这也是为什么将家里数万元一对的英国书架音响搬到户外球场播放, 声音没有在室内听那种美妙感觉了一样,这也是为什么大型户外演唱会的音响系统要用到几十千瓦音响阵列的缘故.
便携音响的声压,如果是频率范围相同的音响,通常功率越大的音响,声压越高,即声音越大,最佳听音距离相对可以较远一点.同等功率但不同频率范围的便携音响, 低频下潜差的音响,会比低频下潜深的音响声音要大,因为低频非常消耗功率,低频不好的音响,功率反而可以全部用在中高频部分,声音(声压)自然就会大声一些.
在便携蓝牙音响的声压设计上, 依照产品定位的不同,我们分成两类来看:
户外型的便携音响, 会比较专注追求输出声压这个指标,某些千元级的户外专用型音响,甚至充分利用户外环境听音对失真率不敏感和高音空气衰减比低频小很多的特性, 用允许相对较高的声音失真率和调高高频输出来得到更大声的声压, 这类偏向户外使用的便携音响,低频下潜往往是不太追求, 实际(非标称)低频下潜厉害的也就 130Hz ,一般的也就160Hz甚至180Hz, 因为低频在户外空气衰减很厉害,除非近距离听,远了根本就衰减很多很多了, 同时,低频下潜不深还可以更加省电,让电池播放时间可以更长. 这类音响的设计主要考虑用在户外便携听音, 室内听音效果,有些可能不是很好听. 这也是有些用户说: "我买了这么贵的便携音响, 声音怎么让我有失望的感觉呢",其实真不是人家东西不好, 而是您用错了听音环境的缘故!
室内听音和户外听音兼顾型的便携音响, 同等功率下, 声压相对会小一些, 因为室内听音,环境噪声什么都很小, 音响的任何失真和不平衡等等缺陷,是非常容易暴露出来的, 用户对好声音效果的需求,也比在户外听音时的需求要大, 这样就需要尽量好的低频下潜和很低的失真率以及声音平衡度来确保室内听音得到更好的音乐还原度, 所以, 即使是室内型的音响与户外音响有相同的功率,但是输出声压肯定没有户外型的那么大.最佳听音距离会相对近一些. |
