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揚聲器的失真特性
五、失真特性
我們常說的失真應(yīng)包括諧波失真、互調(diào)失真、瞬態(tài)失真、相位失真、分諧波失真等多種線性和非線性、穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)失真。在這里我們主要地討論幾種影響較大而又能夠被常用的電聲測試系統(tǒng)所描述出來的失真形式，以進一步加深對喇叭單元的客觀認識。
1、諧波失真
諧波失真是喇叭單元的最常見的非線性失真。引起諧波失真的主要原因是喇叭單元的振動系統(tǒng)和磁路系統(tǒng)的非線性。在工作實踐中，可以通過改善喇叭單元的材料（振膜、定位支片、折環(huán)等）的特性和改善磁路系統(tǒng)的線性來改善喇叭單元的諧波失真。下圖是JBL公司的產(chǎn)品（型號為：JBL806G-1 S/N-1645）的諧波失真曲線圖，由LAUD系統(tǒng)給出。從圖中可以看到，該單元的諧波失真特性還是不錯的，除了極低頻以外，二次諧波失真在2%以下，而三次諧波失真更在0.2%以下。
JBL公司的產(chǎn)品（型號為：JBL806G-1 S/N-1645）的諧波失真曲線圖
根據(jù)有關(guān)資料和實際聽音的經(jīng)驗，一般地說，諧波失真在1%以下時，就有良好的主觀聽感；諧波失真在3%就容易被人們所察覺；諧波失真達到5%時，主觀聽感就令人煩躁；如果諧波失真超過10%，主觀聽感就令人難以忍受。同時，人們對奇次諧波失真更為敏感。通常三次諧波失真應(yīng)遠小于二次諧波失真（在不同的數(shù)量級上）才會有良好的主觀聽感。在實際工作中，我們會常常見到這種情況，喇叭單元的三次諧波失真與二次諧波失真是同在一個數(shù)量級上，甚至三次諧波失真的分量比二次諧波失真的分量更大。這樣的喇叭單元應(yīng)該說是有很多方面需要改進的，其主觀聽感也是令人擔憂的。因此，奇次諧波失真的大小，不能不引起我們更多的關(guān)注。若想取得較好的主觀聽感，我們還必須在改善喇叭單元的奇次諧波失真作出更大的努力。
2、瞬態(tài)失真
瞬態(tài)失真是由于喇叭單元的振動系統(tǒng)跟不上電信號的變化而引起的失真。這種失真通�？梢酝ㄟ^測試喇叭單元的階躍響應(yīng)的上升沿特性和下降沿特性來表達。上升沿特性反映了喇叭單元的聲響應(yīng)起始瞬間速度的情況，而下降沿特性反映了喇叭單元的聲響應(yīng)消失中止的阻尼情況。人們都知道，喇叭單元對電信號響應(yīng)的“速度”和“阻尼”在主觀聽音評價上產(chǎn)生很大的影響。還有一種能夠更形象地表達下降沿特性的方法是喇叭單元的后沿累積頻譜圖。從上面的兩幅后沿累積頻譜圖圖中不難看出，后沿累積頻譜圖從整個頻段形象地描述了喇叭單元在電信號消失后的阻尼情況，不同的頻段具有不同的下降沿特性，也就是說喇叭單元在不同的頻率下具有不同的瞬態(tài)響應(yīng)（也是瞬態(tài)失真）。因此，反映在主觀聽音上就是我們聽到了千萬種具有個性的喇叭單元和揚聲器系統(tǒng)（這點在本文的時域特性中已有敘述）。
3、相位失真
電信號通過喇叭單元后，電相位與聲相位發(fā)生了變化而形成的失真。正如前面所說的一樣，聲相位失真對主觀聽音評價的影響越來越被人們所重視，尤其是揚聲器系統(tǒng)，聲相位的失真對聲場、定位等主觀聽音評價產(chǎn)生不容忽視的影響。有資料說明人們的聽覺對高頻部分的相位失真比低頻部分要敏感得多。
相位失真除了可以用相頻特性來表達以外，還可以用群時延特性來表達。一般地說，在中高頻段，群時延>3ms時，對揚聲器系統(tǒng)的重放效果就會產(chǎn)生可聞的影響。下圖是一個二分頻揚聲器系統(tǒng)的群時延特性的事例。我們可以看到上半圖所顯示的群時延特性在4K附近，群時延>4ms，不難判斷，該處是分頻點的相位沒有對接好的緣故，將會給主觀聽音評價帶來不良影響。
二分頻揚聲器系統(tǒng)的群時延特性的事例
產(chǎn)生相位失真的原因除了喇叭單元本身以外，主要有分頻器設(shè)計不合理和各頻段的喇叭單元的安裝平面布置不合理等原因。
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文章來源：f-audio
