家庭影院音響，音樂發(fā)燒音響及專業(yè)工程音響擴(kuò)聲中對(duì)于聲音的回放要求不盡相同，其中聲音相位相關(guān)的討論并不多見，尤其把自己的實(shí)操經(jīng)驗(yàn)?zāi)贸鰜矸窒砭透雍币姡〗裉彀?qiáng)為朋友們呈現(xiàn)，尊照原文的觀點(diǎn)，僅為個(gè)人觀點(diǎn)拿來做討論，不做為專業(yè)教程來看！
1、什么是相位？相位、時(shí)間、距離的關(guān)系？
相位（Phase），有一些朋友會(huì)覺得有點(diǎn)抽象，簡單來說，相位就是時(shí)間特性的反映，代表一個(gè)周期運(yùn)動(dòng)的波形，當(dāng)前時(shí)刻在一個(gè)周期內(nèi)的位置。
相位的單位是度，一個(gè)理想正弦波在一個(gè)完整周期內(nèi)，相位將從0度變化到360度，期間經(jīng)歷一個(gè)波峰和一個(gè)波谷，最后回到原始位置，之后周而復(fù)始。
如果將波的起始時(shí)刻相位定義為0度，那么假定波形從正向振動(dòng)開始，波峰相位就是90度，波谷相位是270度，兩者相位相差180度。
如下圖：
在一定的傳輸介質(zhì)里，聲波是按照固定速度向前行進(jìn)的（15度空氣內(nèi)340m/秒、20度空氣內(nèi)344m/s，25度空氣346m/s，大家可以根據(jù)自己的實(shí)際環(huán)境溫度取），對(duì)于指定頻率的聲音信號(hào)，相位、時(shí)間、距離可以按照固定的簡單公式進(jìn)行換算：
（1）相位和距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系。聲波的速度=波長*頻率。比如80Hz信號(hào)，其波長等于速度/頻率=340m/80Hz=4.25m。也就是說，當(dāng)兩個(gè)80Hz信號(hào)的行進(jìn)距離相差一個(gè)波長4.25m，此時(shí)相位相差360度，如果距離相差2.125米，那么相位相差180度，其它以此類推。由此也可推出相位與距離的換算公式為：距離差=波長*相位差/360=（聲波速度/頻率）*（相位差/360）
（2）相位和時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。前面講過，相位就是周期信號(hào)時(shí)間特性的反映，所以相位差可以與時(shí)間差相互換算，相位在一個(gè)周期內(nèi)會(huì)走過360度，那么相位差與360度的比例關(guān)系就等同于時(shí)間差與信號(hào)周期的比例，即是：時(shí)間差/周期=相位差/360，得出，時(shí)間差=相位差/（360*頻率），以80HZ信號(hào)為例，假定相位差為30度，那么時(shí)間差=30/(360*80)=1.04ms。
根據(jù)上面的推導(dǎo)，當(dāng)信號(hào)頻率指定，相位差與距離差、時(shí)間差可以按照固定的常數(shù)比值來換算，上面的公式在后邊的調(diào)試中會(huì)用到。
2、為什么要進(jìn)行相位對(duì)齊？
好，說完了相位的概念，就比較好理解在調(diào)試中，為什么要進(jìn)行相位對(duì)齊了。
一個(gè)單一信號(hào)的絕對(duì)相位在聽覺上是沒有多少意義的，只有當(dāng)多個(gè)聲源信號(hào)疊加，信號(hào)間的相位差才會(huì)對(duì)聽覺產(chǎn)生直接影響。很多人都熟知，音響調(diào)試中要避免出現(xiàn)反相疊加，為什么呢，下面這個(gè)圖來解釋。
當(dāng)兩個(gè)正弦波聲源的相位完全一致的情況下，疊加后仍然還是一個(gè)完整的正弦波。但是如果兩個(gè)聲源在相位上正好相差180度，這個(gè)時(shí)候就是反相，當(dāng)一個(gè)信號(hào)運(yùn)動(dòng)到波峰，另一個(gè)信號(hào)正好運(yùn)動(dòng)到波谷，這樣峰谷疊加，形成反相抵消。體現(xiàn)在聽覺上就是這個(gè)頻率上的聲音電平會(huì)急劇下降，聽感發(fā)虛。所以，我們進(jìn)行相位對(duì)齊的目的，就是要確保兩個(gè)不同聲源的聲音到達(dá)人耳的相位、時(shí)間應(yīng)該保持一致。如果一旦存在相位差，就需要進(jìn)行調(diào)整。極端情況是相位正好差180度，這樣同頻段信號(hào)將完全抵消，當(dāng)然，現(xiàn)實(shí)情況里不一定是完全的180度反相，音響工程里有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，就是兩個(gè)信號(hào)相位差在120度至240度之間（時(shí)間相差1/3周期—2/3周期），人耳就會(huì)明顯感受到相位抵消帶來的音質(zhì)下降，只要兩個(gè)信號(hào)的相位差落在這個(gè)區(qū)間內(nèi)，都要及時(shí)通過調(diào)整來修正。所以，有的低音炮提供單一的180度反相按鈕，應(yīng)付簡單極端反相狀況，有的提供0到180度連續(xù)變化旋鈕，就是為了滿足不同的相位差調(diào)整。
3、AV功放的距離能夠用激光尺或者各種皮尺的測量結(jié)果去修正嗎？
要回答這個(gè)問題先要搞清楚AV功放為什么要測距離，以及這個(gè)距離參數(shù)是用來干啥的。
AV功放測距離不是為了校正各聲道電平，也不是為了提醒你音箱位置擺的對(duì)不對(duì)。AV功放測距離的目的，主要就是為了做各聲道的相位或者說時(shí)間對(duì)齊，使各聲道的到達(dá)人耳的相位和時(shí)間一致。
功放測距的過程，是先發(fā)出測試信號(hào)，然后由測量話筒接收，之后功放電路分別統(tǒng)計(jì)各個(gè)聲道信號(hào)發(fā)出與測量話筒接收到信號(hào)的時(shí)間差，然后以到達(dá)時(shí)間最長最慢的那一個(gè)聲道為基準(zhǔn)，通過內(nèi)部延時(shí)電路將其他聲道的相位和時(shí)間依次施加一定延時(shí)，從而與這個(gè)最慢聲道對(duì)齊。前面講過，聲波的傳輸速度在固定介質(zhì)內(nèi)是一定的（340m/s），距離=340*時(shí)間，那么AV功放所顯示的這個(gè)距離，其實(shí)就是代表信號(hào)發(fā)-收總時(shí)間。如果人為去更改這個(gè)距離，那么就意味著，功放會(huì)以你新設(shè)置的距離參數(shù)，去換算新的時(shí)間差，然后利用這個(gè)新的時(shí)間差去重新對(duì)各個(gè)音箱進(jìn)行延時(shí)修正。
那么問題來了，很多人去買激光尺，雖然光學(xué)手段能夠精確測量出喇叭外表到測量話筒之間的距離，但是由于信號(hào)從發(fā)出到驅(qū)動(dòng)喇叭響應(yīng)發(fā)聲，中間還要經(jīng)過前后級(jí)一系列的電路處理以及喇叭響應(yīng)時(shí)延，很多人會(huì)注意到，功放測低音炮的距離通常會(huì)比實(shí)際距離明顯大，這個(gè)并不是功放的錯(cuò)誤，其實(shí)就是因?yàn)榈鸵襞谙啾绕渌粝漕~外多出一段處理電路，特別是有些朋友還加了低管，也會(huì)加大處理時(shí)延，并且大口徑的低音喇叭在信號(hào)響應(yīng)上也比普通喇叭慢，上面這段時(shí)間是光學(xué)手段測不出來的，如果用激光測出來的物理距離去裝訂到功放，將會(huì)漏掉這一段時(shí)延，從而導(dǎo)致功放會(huì)以不正確的時(shí)間差去修正各聲道。
所以結(jié)論是，用測外在物理距離的方式去修正AV功放的距離參數(shù)是不可取的。
4、如何利用Smaart來進(jìn)行相位對(duì)齊？
不管什么測量方式，肯定會(huì)存在誤差。有時(shí)候我們不太信任AV功放的測距和延時(shí)處理誤差，所以有的朋友會(huì)在跑完奧德賽和低音炮EQ以后，繼續(xù)采用觀察融合曲線中分頻點(diǎn)附近電平是否明顯下降，來判斷這個(gè)頻段是否存在相位抵消，然后通過緩慢微調(diào)功放距離或者低音炮相位去尋求改善這個(gè)抵消，這個(gè)方式從原理上是正確的，前面已經(jīng)講過，相位發(fā)生抵消的結(jié)果就是電平下降，但是因?yàn)槿庋塾^察的誤差，以及空間反射和音頻信號(hào)本身的豐富和復(fù)雜性，這種由觀察現(xiàn)象結(jié)果去倒推處理措施的方式，存在一定的隨機(jī)性，有時(shí)候也不一定能夠很快湊效，而且來回反復(fù)時(shí)間也比較長。
如果有某種測試手段能夠幫助我們直接測量出聲音相位來，那依據(jù)這個(gè)相位測試結(jié)果來修正就相對(duì)來說更加準(zhǔn)確。SMAART是專業(yè)擴(kuò)聲業(yè)內(nèi)一款常用聲學(xué)測試軟件，相比REW的一過性測量，SMAART的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)分析，能夠?qū)崟r(shí)反映測試結(jié)果的動(dòng)態(tài)變化，我也看到論壇有些朋友有用Smaart的RTA實(shí)時(shí)頻譜分析模塊，輔助找炮位什么的，其實(shí)這款軟件還有一個(gè)很強(qiáng)大的功能模塊，就是transfer模塊（傳遞函數(shù)模塊），transfer模塊會(huì)提供對(duì)信號(hào)的直接相位測量功能，可以方便的用它來進(jìn)行AV系統(tǒng)的各聲道的時(shí)間修正。這里推薦使用Smaart V7，網(wǎng)上有河蟹版下載。
由本文第一節(jié)關(guān)于相位與距離、時(shí)間換算關(guān)系的推導(dǎo)過程可以知道，在實(shí)際調(diào)試中，對(duì)于一定頻率的信號(hào)，可以通過調(diào)整距離、或者調(diào)整延時(shí)的方式來實(shí)現(xiàn)相位對(duì)齊，反映到實(shí)際應(yīng)用中，有如下三種方式：
——在AV功放里，可供調(diào)整的參數(shù)是距離，那么可以通過調(diào)整不同聲道的距離參數(shù)來對(duì)齊相位；
——如果大家使用的是專業(yè)數(shù)字處理器，里邊會(huì)直接提供延時(shí)調(diào)整功能，那么可以直接通過調(diào)整延時(shí)來對(duì)齊相位；
——當(dāng)然，如果只需要對(duì)低音炮相位進(jìn)行0到180度范圍內(nèi)的單向相移調(diào)整，也可以直接用低音炮相位旋鈕來調(diào)。
以我的系統(tǒng)為例，簡單描述一下基本過程吧（由于時(shí)間關(guān)系，近期工作實(shí)在太忙了，原諒我偷個(gè)懶，省掉SMAART的一些硬件基本設(shè)置的講解，以后有時(shí)間再補(bǔ)齊吧，其實(shí)也不難，而且網(wǎng)上教程很多很多，感興趣的朋友可以通過百度找各種教程，這里就先暫時(shí)給出通過AV功放的距離調(diào)整來對(duì)齊相位的過程吧，當(dāng)然也可以用數(shù)字處理器的延時(shí)調(diào)整的方式來對(duì)齊相位，不過由于我的XTA處理器暫時(shí)不在手頭，沒辦法來截圖演示，其實(shí)原理都相似）。
（1）硬件連接
要使用SMAART的transfer工作模塊，需要硬件連接部分如下圖：需要一根一分二的音頻線，一端接到聲卡的一個(gè)輸出通道上，然后分別一路進(jìn)聲卡輸入（作為ref參考測量通道），另外一路進(jìn)功放模擬輸入，另外，就是常規(guī)的測試話筒接到聲卡的另一個(gè)輸入。
（2）查看功放奧德賽后的距離測試結(jié)果
我的天龍X8500跑完奧德賽后的各聲道距離如下所示，因?yàn)槲业南到y(tǒng)是使用了聲卡EQ進(jìn)行低頻管理的，所以低音炮的距離明顯是要比實(shí)際大的。
（3）開始測試
打開smaart的transfer傳遞函數(shù)窗口，激活pink noise粉紅噪聲測試信號(hào)，點(diǎn)擊右邊下方的三角形開始鍵，開始測試。（由于房間復(fù)雜反射疊加和現(xiàn)實(shí)的聲音頻譜非常豐富，一個(gè)頻點(diǎn)的相位是不可能固定不變的，會(huì)在一定范圍跳動(dòng)，為了有利于靜態(tài)觀察和捕捉，我們需要將平均時(shí)間拉長到7s，然后對(duì)相位曲線選擇1/12倍頻程平滑，由于平均時(shí)間較長，大家從點(diǎn)擊開始后要等待7秒鐘以上，曲線穩(wěn)定后再判讀）
重要提示：smaart的transfer傳遞函數(shù)是采用測量通道與參考通道相對(duì)測量的方式來進(jìn)行，要確保測量結(jié)果正確，必須要首先修正ref參考通道與主測量通道兩個(gè)通道之間的時(shí)延，具體操作就是在pink noise設(shè)置為全頻段信號(hào)的情況下（不能是低音信號(hào)，低音測不準(zhǔn)，原理不贅述了），點(diǎn)右邊的小按鈕find，然后insert插入這個(gè)延時(shí)補(bǔ)償，如果沒有這個(gè)操作，測量結(jié)果會(huì)不正確，會(huì)發(fā)現(xiàn)相干性曲線在大量頻段發(fā)生畸變，這個(gè)很關(guān)鍵，務(wù)必別忘記這一步。
Smaart的傳遞函數(shù)測試窗口包括兩個(gè)部分，上方為相位曲線，下方為頻響曲線，可以同時(shí)觀察相位和頻響情況。并且非常方便的是，可以按空格鍵實(shí)時(shí)捕捉測試結(jié)果。分別捕獲低音炮和主箱的測試結(jié)果，并疊加顯示，如下圖：
我的主箱和炮的分頻點(diǎn)設(shè)置為60Hz，放大局部窗口，重點(diǎn)觀察60HZ附近的相位差異。鼠標(biāo)移動(dòng)至橫坐標(biāo)60.5Hz處，可以讀取到主箱的相位為-123度,低音炮的相位為-155度，主箱相位在低音炮相位之上，相差32度。
這里是重點(diǎn)，大家記住一個(gè)經(jīng)驗(yàn)，相位在上面的信號(hào)，說明其到達(dá)時(shí)間相比下邊那個(gè)信號(hào)偏早，為了對(duì)齊，這時(shí)我們就需要對(duì)相位靠上的那個(gè)信號(hào)進(jìn)一步增加延時(shí)，反之如果相位靠下，那就是減少延時(shí)。反映到AV功放的距離設(shè)置方面，就是通過增減AV功放的距離值，達(dá)到改變?cè)撀暤姥訒r(shí)的目的，具體的修改，這時(shí)有兩種選擇，要么將主箱的距離修改為更近的值，要么將低音炮的距離修改為更遠(yuǎn)的值，這里我們選擇后者，原因前面講過，由于我的距離測試結(jié)果中，低音炮距離最遠(yuǎn)，功放將以最遠(yuǎn)的低音炮聲道為基準(zhǔn)，將其他聲道做延時(shí)與之相位對(duì)齊。如果單方面修改主箱的距離，雖然可與炮對(duì)齊，但又同時(shí)改變了主箱與其他聲道的相位差，造成對(duì)齊了一個(gè)聲道，搞亂了其他聲道的不利結(jié)果，所以，要改，就只改作為基準(zhǔn)信號(hào)的低音炮聲道距離，通過公式換算，已知60Hz處的相位差大概32度，根據(jù)我前面的計(jì)算公式，距離差=(340/60)*(32/360)=0.5米。當(dāng)然，這個(gè)值是簡單公式計(jì)算，與現(xiàn)實(shí)結(jié)果會(huì)存在一定誤差，所以設(shè)置后還需要通過兩三次小范圍的微調(diào)來進(jìn)一步精確修正。最終我的低音炮距離由5.83米增加到6.26米，最終選擇的增量是0.43米，這是60HZ附近的相位達(dá)到對(duì)齊了。如下圖：
（4）結(jié)果復(fù)核
調(diào)整以后，我們來復(fù)核一下主箱和低音炮融合后的情況，如下圖所示。由圖中可知，60Hz分頻點(diǎn)附近已經(jīng)平坦。
既然這時(shí)相位已經(jīng)對(duì)齊同相了，我們來驗(yàn)證一下如果把低音炮的相位旋鈕旋轉(zhuǎn)180度，是否會(huì)造成反相抵消的現(xiàn)象呢？結(jié)果證明了我們的猜想，答案是確定的，炮相位反轉(zhuǎn)180度以后，我們看到融合曲線在60Hz的電平明顯下降，并且上方的相干性曲線也相應(yīng)在60HZ附近有一個(gè)向下的尖峰，說明60HZ處的信號(hào)相干性明顯變差（順便解釋一下相干性曲線（coherence），在smaart里，相干性曲線的定義，就是代表當(dāng)前測量信號(hào)與原信號(hào)的偏差程度，如果相干性下降，一般就是說明此頻點(diǎn)的信號(hào)畸變嚴(yán)重，發(fā)生了聲干涉、抵消或無關(guān)干擾）
好了，哼哧半天終于敲完了，最后想說一點(diǎn)廢話也算一點(diǎn)體會(huì)吧，我認(rèn)為，玩音響，玩電聲設(shè)備，需要理論與實(shí)踐相結(jié)合，首先不能當(dāng)純理論家，去刻板機(jī)械的照搬理論，這個(gè)絕對(duì)不行，而且往往容易一葉障目。理論是理想、規(guī)范和確定的，但現(xiàn)實(shí)世界卻是豐富，模糊、不確定、并且存在諸多約束條件的，一定要對(duì)這個(gè)差異心中有數(shù)。比如世界上沒有一模一樣的樹葉，地球也不可能是一個(gè)理想圓形，所以一定要靈活運(yùn)用，活學(xué)活用是根本，首先熟知理論的前因后果，然后通過實(shí)際操作去不斷的驗(yàn)證、去修正。通過上面的一段折騰，一方面證明了理論給我指向的基本方向是對(duì)的，我進(jìn)一步堅(jiān)定了對(duì)基礎(chǔ)理論的敬畏之心，同時(shí)另一方面也強(qiáng)烈體會(huì)到了電聲這個(gè)東西的復(fù)雜和有趣，把上述體會(huì)與大家分享，歡迎指正！如果有興趣使用smaart7的朋友，愛奇藝有一個(gè)特別好的教程視頻，強(qiáng)烈推薦大家看看，可以在愛奇藝搜索關(guān)鍵字”smaart7操作視頻第一季、smaart7操作視頻第二季“，每一季都有十幾集的系統(tǒng)講解，從原理、入門到實(shí)操，真的講的挺好的，說的很平實(shí)，我認(rèn)真看了大部分視頻，干貨滿滿，我甚至覺得好多東西真是可以拿去收費(fèi)賣錢了，真是對(duì)視頻作者的分享精神和毫無保留的無私很佩服。
