家庭影院音響，音樂發(fā)燒音響及專業(yè)工程音響擴聲中對于聲音的回放要求不盡相同，其中聲音相位相關的討論并不多見，尤其把自己的實操經(jīng)驗拿出來分享就更加罕見！今天阿強為朋友們呈現(xiàn)，尊照原文的觀點，僅為個人觀點拿來做討論，不做為專業(yè)教程來看！
1、什么是相位？相位、時間、距離的關系？
相位（Phase），有一些朋友會覺得有點抽象，簡單來說，相位就是時間特性的反映，代表一個周期運動的波形，當前時刻在一個周期內的位置。
相位的單位是度，一個理想正弦波在一個完整周期內，相位將從0度變化到360度，期間經(jīng)歷一個波峰和一個波谷，最后回到原始位置，之后周而復始。
如果將波的起始時刻相位定義為0度，那么假定波形從正向振動開始，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：
在一定的傳輸介質里，聲波是按照固定速度向前行進的（15度空氣內340m/秒、20度空氣內344m/s，25度空氣346m/s，大家可以根據(jù)自己的實際環(huán)境溫度取），對于指定頻率的聲音信號，相位、時間、距離可以按照固定的簡單公式進行換算：
（1）相位和距離的對應關系。聲波的速度=波長*頻率。比如80Hz信號，其波長等于速度/頻率=340m/80Hz=4.25m。也就是說，當兩個80Hz信號的行進距離相差一個波長4.25m，此時相位相差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）相位和時間的對應關系。前面講過，相位就是周期信號時間特性的反映，所以相位差可以與時間差相互換算，相位在一個周期內會走過360度，那么相位差與360度的比例關系就等同于時間差與信號周期的比例，即是：時間差/周期=相位差/360，得出，時間差=相位差/（360*頻率），以80HZ信號為例，假定相位差為30度，那么時間差=30/(360*80)=1.04ms。
根據(jù)上面的推導，當信號頻率指定，相位差與距離差、時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試中會用到。
2、為什么要進行相位對齊？
好，說完了相位的概念，就比較好理解在調試中，為什么要進行相位對齊了。
一個單一信號的絕對相位在聽覺上是沒有多少意義的，只有當多個聲源信號疊加，信號間的相位差才會對聽覺產(chǎn)生直接影響。很多人都熟知，音響調試中要避免出現(xiàn)反相疊加，為什么呢，下面這個圖來解釋。
當兩個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完整的正弦波。但是如果兩個聲源在相位上正好相差180度，這個時候就是反相，當一個信號運動到波峰，另一個信號正好運動到波谷，這樣峰谷疊加，形成反相抵消。體現(xiàn)在聽覺上就是這個頻率上的聲音電平會急劇下降，聽感發(fā)虛。所以，我們進行相位對齊的目的，就是要確保兩個不同聲源的聲音到達人耳的相位、時間應該保持一致。如果一旦存在相位差，就需要進行調整。極端情況是相位正好差180度，這樣同頻段信號將完全抵消，當然，現(xiàn)實情況里不一定是完全的180度反相，音響工程里有一個經(jīng)驗值，就是兩個信號相位差在120度至240度之間（時間相差1/3周期—2/3周期），人耳就會明顯感受到相位抵消帶來的音質下降，只要兩個信號的相位差落在這個區(qū)間內，都要及時通過調整來修正。所以，有的低音炮提供單一的180度反相按鈕，應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整。
3、AV功放的距離能夠用激光尺或者各種皮尺的測量結果去修正嗎？
要回答這個問題先要搞清楚AV功放為什么要測距離，以及這個距離參數(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不對。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間對齊，使各聲道的到達人耳的相位和時間一致。
功放測距的過程，是先發(fā)出測試信號，然后由測量話筒接收，之后功放電路分別統(tǒng)計各個聲道信號發(fā)出與測量話筒接收到信號的時間差，然后以到達時間最長最慢的那一個聲道為基準，通過內部延時電路將其他聲道的相位和時間依次施加一定延時，從而與這個最慢聲道對齊。前面講過，聲波的傳輸速度在固定介質內是一定的（340m/s），距離=340*時間，那么AV功放所顯示的這個距離，其實就是代表信號發(fā)-收總時間。如果人為去更改這個距離，那么就意味著，功放會以你新設置的距離參數(shù)，去換算新的時間差，然后利用這個新的時間差去重新對各個音箱進行延時修正。
那么問題來了，很多人去買激光尺，雖然光學手段能夠精確測量出喇叭外表到測量話筒之間的距離，但是由于信號從發(fā)出到驅動喇叭響應發(fā)聲，中間還要經(jīng)過前后級一系列的電路處理以及喇叭響應時延，很多人會注意到，功放測低音炮的距離通常會比實際距離明顯大，這個并不是功放的錯誤，其實就是因為低音炮相比其他音箱額外多出一段處理電路，特別是有些朋友還加了低管，也會加大處理時延，并且大口徑的低音喇叭在信號響應上也比普通喇叭慢，上面這段時間是光學手段測不出來的，如果用激光測出來的物理距離去裝訂到功放，將會漏掉這一段時延，從而導致功放會以不正確的時間差去修正各聲道。
所以結論是，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來進行相位對齊？
不管什么測量方式，肯定會存在誤差。有時候我們不太信任AV功放的測距和延時處理誤差，所以有的朋友會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附近電平是否明顯下降，來判斷這個頻段是否存在相位抵消，然后通過緩慢微調功放距離或者低音炮相位去尋求改善這個抵消，這個方式從原理上是正確的，前面已經(jīng)講過，相位發(fā)生抵消的結果就是電平下降，但是因為肉眼觀察的誤差，以及空間反射和音頻信號本身的豐富和復雜性，這種由觀察現(xiàn)象結果去倒推處理措施的方式，存在一定的隨機性，有時候也不一定能夠很快湊效，而且來回反復時間也比較長。
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)這個相位測試結果來修正就相對來說更加準確。SMAART是專業(yè)擴聲業(yè)內一款常用聲學測試軟件，相比REW的一過性測量，SMAART的優(yōu)點是實時分析，能夠實時反映測試結果的動態(tài)變化，我也看到論壇有些朋友有用Smaart的RTA實時頻譜分析模塊，輔助找炮位什么的，其實這款軟件還有一個很強大的功能模塊，就是transfer模塊（傳遞函數(shù)模塊），transfer模塊會提供對信號的直接相位測量功能，可以方便的用它來進行AV系統(tǒng)的各聲道的時間修正。這里推薦使用Smaart V7，網(wǎng)上有河蟹版下載。
由本文第一節(jié)關于相位與距離、時間換算關系的推導過程可以知道，在實際調試中，對于一定頻率的信號，可以通過調整距離、或者調整延時的方式來實現(xiàn)相位對齊，反映到實際應用中，有如下三種方式：
——在AV功放里，可供調整的參數(shù)是距離，那么可以通過調整不同聲道的距離參數(shù)來對齊相位；
——如果大家使用的是專業(yè)數(shù)字處理器，里邊會直接提供延時調整功能，那么可以直接通過調整延時來對齊相位；
——當然，如果只需要對低音炮相位進行0到180度范圍內的單向相移調整，也可以直接用低音炮相位旋鈕來調。
以我的系統(tǒng)為例，簡單描述一下基本過程吧（由于時間關系，近期工作實在太忙了，原諒我偷個懶，省掉SMAART的一些硬件基本設置的講解，以后有時間再補齊吧，其實也不難，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，這里就先暫時給出通過AV功放的距離調整來對齊相位的過程吧，當然也可以用數(shù)字處理器的延時調整的方式來對齊相位，不過由于我的XTA處理器暫時不在手頭，沒辦法來截圖演示，其實原理都相似）。
（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輸出通道上，然后分別一路進聲卡輸入（作為ref參考測量通道），另外一路進功放模擬輸入，另外，就是常規(guī)的測試話筒接到聲卡的另一個輸入。
（2）查看功放奧德賽后的距離測試結果
我的天龍X8500跑完奧德賽后的各聲道距離如下所示，因為我的系統(tǒng)是使用了聲卡EQ進行低頻管理的，所以低音炮的距離明顯是要比實際大的。
（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，點擊右邊下方的三角形開始鍵，開始測試。（由于房間復雜反射疊加和現(xiàn)實的聲音頻譜非常豐富，一個頻點的相位是不可能固定不變的，會在一定范圍跳動，為了有利于靜態(tài)觀察和捕捉，我們需要將平均時間拉長到7s，然后對相位曲線選擇1/12倍頻程平滑，由于平均時間較長，大家從點擊開始后要等待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測量的方式來進行，要確保測量結果正確，必須要首先修正ref參考通道與主測量通道兩個通道之間的時延，具體操作就是在pink noise設置為全頻段信號的情況下（不能是低音信號，低音測不準，原理不贅述了），點右邊的小按鈕find，然后insert插入這個延時補償，如果沒有這個操作，測量結果會不正確，會發(fā)現(xiàn)相干性曲線在大量頻段發(fā)生畸變，這個很關鍵，務必別忘記這一步。
Smaart的傳遞函數(shù)測試窗口包括兩個部分，上方為相位曲線，下方為頻響曲線，可以同時觀察相位和頻響情況。并且非常方便的是，可以按空格鍵實時捕捉測試結果。分別捕獲低音炮和主箱的測試結果，并疊加顯示，如下圖：
我的主箱和炮的分頻點設置為60Hz，放大局部窗口，重點觀察60HZ附近的相位差異。鼠標移動至橫坐標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，大家記住一個經(jīng)驗，相位在上面的信號，說明其到達時間相比下邊那個信號偏早，為了對齊，這時我們就需要對相位靠上的那個信號進一步增加延時，反之如果相位靠下，那就是減少延時。反映到AV功放的距離設置方面，就是通過增減AV功放的距離值，達到改變該聲道延時的目的，具體的修改，這時有兩種選擇，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果中，低音炮距離最遠，功放將以最遠的低音炮聲道為基準，將其他聲道做延時與之相位對齊。如果單方面修改主箱的距離，雖然可與炮對齊，但又同時改變了主箱與其他聲道的相位差，造成對齊了一個聲道，搞亂了其他聲道的不利結果，所以，要改，就只改作為基準信號的低音炮聲道距離，通過公式換算，已知60Hz處的相位差大概32度，根據(jù)我前面的計算公式，距離差=(340/60)*(32/360)=0.5米。當然，這個值是簡單公式計算，與現(xiàn)實結果會存在一定誤差，所以設置后還需要通過兩三次小范圍的微調來進一步精確修正。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附近的相位達到對齊了。如下圖：
（4）結果復核
調整以后，我們來復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分頻點附近已經(jīng)平坦。
既然這時相位已經(jīng)對齊同相了，我們來驗證一下如果把低音炮的相位旋鈕旋轉180度，是否會造成反相抵消的現(xiàn)象呢？結果證明了我們的猜想，答案是確定的，炮相位反轉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在60HZ附近有一個向下的尖峰，說明60HZ處的信號相干性明顯變差（順便解釋一下相干性曲線（coherence），在smaart里，相干性曲線的定義，就是代表當前測量信號與原信號的偏差程度，如果相干性下降，一般就是說明此頻點的信號畸變嚴重，發(fā)生了聲干涉、抵消或無關干擾）
好了，哼哧半天終于敲完了，最后想說一點廢話也算一點體會吧，我認為，玩音響，玩電聲設備，需要理論與實踐相結合，首先不能當純理論家，去刻板機械的照搬理論，這個絕對不行，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，一定要對這個差異心中有數(shù)。比如世界上沒有一模一樣的樹葉，地球也不可能是一個理想圓形，所以一定要靈活運用，活學活用是根本，首先熟知理論的前因后果，然后通過實際操作去不斷的驗證、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的，我進一步堅定了對基礎理論的敬畏之心，同時另一方面也強烈體會到了電聲這個東西的復雜和有趣，把上述體會與大家分享，歡迎指正！如果有興趣使用smaart7的朋友，愛奇藝有一個特別好的教程視頻，強烈推薦大家看看，可以在愛奇藝搜索關鍵字”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、入門到實操，真的講的挺好的，說的很平實，我認真看了大部分視頻，干貨滿滿，我甚至覺得好多東西真是可以拿去收費賣錢了，真是對視頻作者的分享精神和毫無保留的無私很佩服。
