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[音響綿羊講堂] 音響綿羊講堂48, 喇叭的Time Alignment

劉漢盛 發表於 2023-9-21 10:08:46 |已閱:5094|評論:0| 顯示全部樓層 |閱讀模式 來自 台灣
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Time Alignment,時間對齊,或俗稱時間相位校正,這是喇叭說明書上經常見到的術語。這個名詞最早是1975年,Ed Long與Ronald J. Wickersham所發明的,1976年,他們在第54屆AES大會中展示使用Time-Align generator去改善多路喇叭的分音器,達到時間一致性。這項舉動讓喇叭設計者開始注意到高音、中音、低音單體喇叭發聲中心點垂直對齊的問題。

音響綿羊講堂48, 喇叭的Time Alignment

音響綿羊講堂48, 喇叭的Time Alignment


Time Alignment的目的是什麼?簡單說就是讓高音單體、中音單體、低音單體所發出的聲波同時到達聆聽者的耳朵,也就是各單體與耳朵之間沒有產生時間延遲。為了達成這個目的,喇叭箱體面板有設計成小階梯狀的,也有設計成傾斜角度的,還有弧形的。無論怎麼做,目的就是要讓各喇叭單體的發聲中心點垂直對齊。

音響綿羊講堂48, 喇叭的Time Alignment

音響綿羊講堂48, 喇叭的Time Alignment


由於高音單體最小,所以高音單體的位置會往內縮,其次是中音單體,低音單體則裝在最前面,這樣才能達成時間對齊(時間相位一致性)的要求。如果不使用這種喇叭單體排列方式,也可以在分音器上做相位補償,不過市面上看到的多是以喇叭單體排列的前後來達成時間對齊。

現在市面上的喇叭,如果是二音路設計,由於高音單體大部分是軟凸盆單體,其發聲中心點與錐盆低音單體發聲中心點垂直軸線差距甚大。如果是三音路設計,中音單體通常也是錐盆單體(少數如ATC、PMC是凸盆中音),也會跟高音、低音單體產生發聲中心點的差距。不過,也有許多喇叭設計者認為Time Alignment可以忽略,大部分音響迷聽不出來。至於全平面振膜喇叭、全靜電喇叭等就不會有Time Alignment的問題。

問題來了,大費周章這樣做,音響迷到底能否聽出來?換句話說,音響迷能夠聽出來的Time Alignment距離差(時間差)是多少呢?為了瞭解人耳到底能辦識多短的時間差,David Clark (ABX Comparator製造者)早在1981年就做了一個實驗,實驗結果寫了一篇「Some Experiments With Time On the audibility of phase shift」文章,不過在1983年才發表。

實驗內容是找來十幾個人,在一套設計周全的實驗方法下,統計出受測者到底能聽出多少時間差。最後的結論是40 microsecond(μs,百萬分之一秒),這是多短的時間啊!人耳真的可以分辨出那麼短的時間差嗎?請注意,David Clack的實驗並不是在做二耳之間的時間延遲(Interaural Time Delay)。

在2021年,芬蘭Aalto University發表一份由Genelec喇叭所資助的研究報告,指出「The human ear detects half a millisecond delay in sound」,half a millisecond與David Clark的實驗結果40 microsecond有很大的差距,可能他們之間的實驗內容不盡相同之故。不過,既然人耳對時間差那麼敏感,就算是取二者之間,也有可能支持喇叭Time Alignment的必要性。
其實,Hi End音響往往就是盡量追求極致,製造方是一回事,聆聽方又是另外一回事。你看總諧波失真規格往往達到0.00X%或0.000X%,耳朵能夠分辨嗎?數位訊源的Jitter動輒低到以ps(皮秒)標示,甚至有以fs(飛秒)標示的,就算人耳能夠辨別40 microsecond的時間差,這麼低的Jitter人耳真的可以聽出來嗎?

不管人耳能否聽得出差異,製造方的責任就是盡可能做到最好。有一說是人耳雖然無法分辨皮秒、飛秒,但Jitter越大,大腦會覺得音樂不好聽。老實說要以聽感來證明這種說法很難,因為引起不好聽的聽感有太多可能了。

所以,如果你認為可以聽得出Time Alignment有無的差異,買喇叭時盡量選擇這種設計的喇叭。反之,如果你覺得無所謂,選喇叭的範圍就寬很多了。






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