关于曲线的一点点

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首先声明本文内容并不深入,可视为一篇对网络上的声学知识做学习收集的文章,内容有较多引用,引用的出处会给明。本文作用旨在……

目录

1. 什么是频响曲线?

这里就不探讨关于声音和正弦波之类的声学基础知识了,懂这些的巨佬也不会看我这篇文章吧,笑~~~

频响曲线全称频率响应曲线,洋文即 Frequency Rensponse curve(简称 FR)。它是一个图像,纵坐标 (x 轴) 是频率,纵坐标 (y 轴) 是音量响度。简单来说,就是一个我们给一个扬声器(耳机或者音箱)输入一个电信号,这个扬声器在各个频率上产生的声压的变化。这时候,如果我们把各个频率的声压进行测量,然后把得到的数据全都依次连接起来,就形成了这个扬声器的频响曲线。(引用失望原话)。

我们先来听个视频,对频响曲线有个直观的认识吧。提醒: 看视频前先将播放设备调至最小音量,以免引起不适。

20-20000HZ 赫兹正弦波等幅扫频信号 音响频率特性测试 听觉生理老化参考_哔哩哔哩_bilibili

这个视频就是所谓的正弦波扫频(或频率扫频),简称扫频。这是一个正弦波的频率由 20Hz 逐步增加至 20kHz 的过程,并且在整个过程中所有频率的正弦波都以相等的音量播放。如果听这个用耳机的频响曲线不够平直,会发现某个频段会比其他频段更大声或者更小声。

接下里我们来看看传奇单动铁耳机音特美 Etymotic ER·4 系列的频响曲线:

我们这里暂且定义 20-800Hz 是低频,800-5kHz 为中频,5k-20kHz 为高频,如果以”三频均衡”或者曲线应是一条横着的直线的标准,来看这图,会说低频趋于平坦,中频有 10dB 左右的突起,高频在 10k 后有凹陷。以这种标准来判断频响曲线并不准确,因为这个频响曲线是原始的。

很好,这就引入了另外几个概念,有关原始曲线、目标曲线、补偿曲线。这几个概念,我们就先放一边,后边会解释。

2.三频均衡的耳机,频响曲线应该长啥样?

{引用自【科普】我们喜欢什么样的声音?——解释哈曼曲线及其他内容 – 知乎 (zhihu.com)}

这里我们需要明白一点:耳机和音箱,其中有一个区别,就是 尺度(距离)。对于音箱来说,我们的耳朵和它之间可能相隔几十厘米、几米甚至几十米。

而耳机,很多时候,只有几 厘米 。这意味着对耳机来说,人头、人耳等部分所带来的影响,会变得 非常明显 。这个时候再用和音箱一样的麦克风,就不能保证可以测得比较准确的频响了。那怎么办?上 人工头

普通的麦克风测不了,我直接搞一个人工头人工耳道耳廓耳膜来模拟,就 不信治不了你 了。可是问题又来了:现在怎么量是知道了,可测出来什么样的频响,才算 三频均衡 呢?有人就想了个办法:

我在消音室内放一个曲线平直的音箱,然后把人工头放在音箱前面,看看音箱发出的声音在人工耳里的反馈,不就行了?

人们也确实这么做了。这种人工头在消音室内在人工耳模拟耳膜处测得的频率响应,被称之为 自由场曲线(free-field curve),大概长这样:

只是一个例子,在不同人工头上测得的自由场曲线可能是不一样的

听起来挺不错,是吧?

可惜,根本不行

为什么?

我们想一下,用这种方式测出来的曲线,代表的是在 消音室 内某处的 音箱 到达 耳膜 处的声音的频率响应。问题来了:你平常听耳机,感觉听的是在 消音室 里某个地方的 音箱 发出的声音吗?所以虽然目前自由场曲线仍然在通讯领域被广泛使用,但在耳机上,基本已经彻底 弃用,用一个砸一个。

那咋办?别急,有的是办法:

自由场不行,我来一个 扩散场 !所谓扩散场,就是指在一个空间内,声音在各个方向上都 绝对平均 ,而没有 直达声 反射声 的区别。大家回想一下自己平时听耳机,声音从 四面八方 往脑子里涌的感觉。

通过测量扩散场内声音在人工头上模拟耳膜处的频响曲线,人们得到了扩散场曲线(diffuse-field curve),也就是这样:

仅为举例,不同人工头上可能不一样

于是,从上个世纪 80 年代以来,扩散场曲线就广泛地运用于耳机声音的指导中。在其指导下诞生了许许多多我们耳熟能详的耳机,比如音特美 ER-4

然而,扩散场也有自己的问题:

在扩散场中,所有的声音在方向和声压上都 没有区别 ,也就绝对不会有 直达声 反射声 的影响。而前面说过,我们平时听到的歌曲,由于音乐工作室内音箱声音往往 从低频到高频缓降 ,里面一般是 包括 房间反射带来的影响的。这就意味着,我们平时听到的音乐,其实一般更适合在传达到 耳膜 高频少、低频多 的设备中聆听。而扩散场曲线,并没有 包括这一点。

3. 目标曲线,补偿曲线

从第 2 部分我们也大概了解到了自由场曲线和扩散场曲线的由来,接下来

EQ:

猴子都能学会的基于哈曼曲线对 SHP9500 进行 EQ 补偿(教程)– 知乎 (zhihu.com)

使用 EQ 消除回声、修正相位失真的实践记录 – 知乎 (zhihu.com)

HD800 补偿参数分享及耳机简单频响补偿教学(For Equalizer APO) – 知乎 (zhihu.com)

从小白开始的 EQ 基础教学 – 知乎 (zhihu.com)

[译介]300 余款耳机 EQ 至哈曼目标曲线教程 – 知乎 (zhihu.com)

音特美的声学 EQ – 知乎 (zhihu.com)

 
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2022-02-17 21:36:43 回复

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