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[音響綿羊講堂] 音響綿羊講堂17,Phase相位讓人霧煞煞

劉漢盛 發表於 2023-8-21 16:42:58 |已閱:4943|評論:0| 顯示全部樓層 |閱讀模式 來自 台灣台北
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Phase相位這個名詞,在聽音響的過程中一定會經常看到。可是,有些音響迷可能會因為中譯名詞的關係,而對於Phase這個字感到霧煞煞,不明所以。在聲波的領域中,Phase指的就是時間,也就是聲波在特定時間中所處的位置。


音響綿羊講堂17,Phase相位讓人霧煞煞

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通常,我們都會以一個完整的正弦波波形來表示相位的時間值,波形的起始點是0度,最高點是90度,接著回到水平軸,那是180度,再往下最低點是270度,最後回到水平軸線是360度,這樣就是一個完整的正弦波循環。而從0度到360度之間,聲波進行可能會產生不同的時間值,以度數來顯示。

音響綿羊講堂17,Phase相位讓人霧煞煞

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Phase這個名詞對於一般音響迷有什麼實際用處?我看大概只有喇叭端子接錯時的聽感,也就是一對喇叭中,其中一支喇叭紅黑 (或紅白)接反時,所產生的180度反相聲音才會有感,其他領域可能都無感,因為大部分人很難以聽覺去判斷相位超前幾度或落後幾度的聽感差異。另外一個實用價值是在抗噪耳機上,如果二個相同的頻率聲波相位相差180度,那麼這二個聲波會相互抵消,這也是主動抗噪耳機(ANC)抗噪的理論基礎。

音響綿羊講堂17,Phase相位讓人霧煞煞

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從Phase這個名詞,又可以牽扯出Polarity、Invert、Non-Invert、In Phase、Out of Phase、Absolute Phase這幾個名詞。Polarity正確的中譯是極性,但是很多音響迷稱它為相位。Invert是動詞,反轉的意思,但是音響迷往往也將它稱為反相。而Non-Invert是非反轉的意思,音響迷往往卻稱為正相。In Phase是指同相,音響迷習稱正相,聲音會凝聚在音場中央;Out of Phase是異相,音響迷習稱反相,聲音會往左右二側散開。所以,如果光看中文,就會對「相位」這個名詞霧煞煞。如果是看英文,那就一目瞭然,因為英文的表達精確多了。

以Polarity來說,我們說家裡的插座有火線端與水線端(中性線),那二端就稱為極性,磁鐵的南北極也是極性。火線與水線接反了,可以稱為為極性接反。喇叭端子也有紅黑(或紅白)端子,以+、-表示,那也是極性。

以In Phase、Out of Phase來說,如果二個訊號同時發出,就是同相(In Phase);如果二個訊號相差180度發出,那就是反相(Out of Phase)。什麼是同時發出?以喇叭單體振膜為例,二支喇叭的單體振膜同時往前衝,那就是同相;如果二支喇叭的單體振膜其中一支往前衝,另一支卻往後退,那就是相互反相。

所謂反相從正弦波來看,就是相差180度。二個聲波波如果相差180度,就會相互抵消,理論上會變成沒有聲音,但在實際空間中,卻會因為複雜的空間反射音,所以我們還是會聽到聲音,但所聽到的會是往左右二邊擴散的聲音,中央是空的,這也就是一對喇叭中,如果其中一支的紅黑端(或紅白端)接反時,我們所聽到的就是反相的聲音。

就Invert、Non-Invert來說,通常某些前級或數位類比轉換器會有這個切換控制,它是要用來轉換絕對相位(Absolute Phase)用的。什麼是絕對相位?絕對相位不是電源的極性,也不是In Phase或 Out of Phase,而是比較的名詞,是指再生的訊號相位與初始的訊號相位比較。絕對相位這個名詞常見在唱片錄音上,簡單說,假設當麥克風在收音時振膜第一個動作是往前衝,那麼我們重播時喇叭振膜第一個動作也要往前衝,這就代表絕對相位是正的。反之,如果麥克風收音時振膜往後縮,而重播的喇叭振膜也往後縮,此時絕對相位是反的。

你可以想像,當絕對相位是正時,喇叭發聲的第一個動作是往外推空氣;而絕對相位是反的,喇叭發聲的第一個動作是將空氣往內吸。有人說可以聽出這空氣往外推或往內吸的聲音差異,進而想知道唱片錄音最後階段輸出時,絕對相位是正是反?其驗證的方法就是將二支喇叭的紅黑端都反接,聽聽看會不會比正接還好聽?到底人耳能否分辨絕對相位的正與反?有人說可以,有人說無法確定,而我自己呢?無法確定。

相位還會發生在一個地方,那就是前級、後級、訊源的XLR平衡端子上。XLR端子有三支腳,接法有美規、歐規之分。美規1地2正3負,歐規1地2負3正。只要是有配備XLR端子的器材,說明書都會註明它們的接腳方式。如果前級是美規接法,後級是歐規接法怎麼辦?可以訂製一條前端美規接法、後端歐規接法的XLR轉換訊號線,這樣前、後級的相位就會一致了。

Phase這個名詞對於音響器材設計製造者有其多層次的技術意義,但是對於音響綿羊而言,大概就僅止於此了。




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