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Sanken音响对管MN1526/MP1526音质分析和建议方案

1 客户的主观听音对比结果 2 对管参数,解决问题的难点 3 音质差异原理分析和测试==〉将客观的听感转化为实际量化的数据 4 测试数据比较 5 电路修改建议 6 威雅利电子的优势

客户的主观听音对比结果

1 客户普遍抱怨MN1526/MP1526和2SC6011A/2SA2151A相比MN1526/MP1526在音质听感上显得单薄,不够厚实有力。

2 将MN1526/MP1526安装于A电路,2SC6011A/2SA2151A安装于B电路,然后:先听A再听B,再随机盲听A或B,之后让被测试者说出盲听的电路是A还是B,这个过程重复20次。

结果威雅利3位工程师和1位客户工程师均100%正确指出是A还是B,如此说明音质差异确实存在,而且很明显。
注:A和B的电路/材料完全一样,只是输出级对管不同。

对管参数,解决问题的难点

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1 由于对声音的评价是主观的,因人而异,导致无法对一台功放作出正确的评价。

2 较音工程师不同,听感不同,导致调较一台功放必须由同一个人完成,而且,工作时间一长,听觉容易产生疲劳,这又导致工作效率低下/研发周期极大地加长。这样的调试处于盲调,是没有明确的方向性的。

3 最最关键的是频率响应,增益和平衡,输出阻抗,阻尼因素,相位响应,串扰,CMR,输入阻抗,THD,THD+N,THY,IMD,DIM,SID,动态范围,负载,转换速率/瞬态响应,电压电流输出能力,这些参数无法反映实际听感,即便这些参数完全一样,实际听感还是会不一样。

4 如此是否就只能盲调,没有实际可以量化的数据来帮助较音了么 ?

答案是否定的。===〉我们提出一种可行的方法给大家参考。

音质差异原理分析和测试

当音乐信号经过功放的信号通路时,谐波失真会造成输出信号出现额外的“增加”,或改变波形,多出来的这部分叫做“谐波”,如2次,3次。。。 是相对于原始信号的频率倍数关系。

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在功放里,最常见的谐波来源于正负半周信号放大的不对称性,即不同半周信号具有不同的增益。由这些不对称性造成的谐波通常是2,4,6,8,偶次谐波。而功放增益随电压而有变化,哪怕是轻微的,也会产生谐波失真,由此造成的谐波,多数是3,5,7,9奇次谐波。

采用总谐波失真(THD+N/THD)作为评价指标有个问题:它是频段上所有谐波的简单统计叠加,而没有将不同种类谐波的影响分开考虑。

比如200HZ以上的频段,2次谐波如果超过0.2%,就可以被听出来,若考虑若干谐波的叠加起来对于听觉的影响——这样的排列组合有很多。

这也从侧面说明了为什么有时THD=0.5%的胆机的声音反而比THD=0.05%的石机的声音要更讨好人耳。

谐波的音乐意义:

这里讨论的谐波分量跟音乐家口中的泛音,是一个概念。这些都是某种乐器声的组成部分,因其配比的不同形成种种音色。

现在来看下列图表,以现代音乐规则来看,“八度”的概念对应于声学中的2次谐波,之后的“八度”对应更高次的谐波。从表中看出3次谐波失真的频率很接近于第12的音高,二者的差别几乎听不出来,而5次谐波失真的频率是偏离了音高是第17的音调,虽然7次谐波失真的频率距离A音较近,它听起来也是很不自然的,当失真谐波超过8次以后,大多数偶次谐波就像奇次谐波那样都很难听。在低于8次的时候,所有的偶次谐波都不难听,除了7次以外的奇次谐波在某些条件下也可以接受。

下列图表来源于Nelson,Jeff, Too many notes, Boulder notes No.1, Boulder Amplifiers Inc., 1986

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第一列: 是音符
第二列: 是从第一个音符算起的累积间隔
第三列: 是音乐间隔名称
第四列: 是按照音频设备的谐波关系,标出最为靠近的谐波名称
第五列: 是频率值
第六列: 是这一行的谐波跟最近音符的百分比距离

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注:数据来源于英国1992年5月版Stereophile第83页。

为了说明前2页的内容,展示实际音乐中的音色,左面的表中举例了电吉他低音弦上的频率成分。

从中我们可以看出E弦除了基波还包含了众多的2-8次谐波分量,正是由于这些谐波分量的存在,改变了实际乐器的听感。

1 当功放自身产生谐波失真时,音乐的内容会变得不一样了。比如一个低音的泛音为0.25%,功放提供了其中的0.05%(3次谐波失真),这样,这个泛音就比原有的数值高出来25%,结果是音符的声响发生了改变,即使音色的变化幅度很小,那么也是可以听出来的,比如在钢琴的最低音等场合,2次谐波占主导,这时音色的变化更为明显。

2 功放在播放实际音乐信号的时候,功放上同时出现各种各样的频率成分,这时候谐波成分的效应就更明显——音乐听起来好像是“更响”了。

3 像前面表格里说明的一样,2,4,8次谐波是和谐的,即使2次谐波较高,它听起来也不像是失真,只不过让声音更加厚重,3次谐波在音色上让人觉得好听和有趣——在上升了一个八度后还跨越了5个音乐间隔,不过它的频率如果超过1KHZ,如果同时没有2次谐波,那么它也是不悦耳的。将2次和3次谐波一起播放出来的时候,基频好像得到了提升。6次谐波的情况也是类似的:3次和6次谐波都是分别对应于一个八度音程里7个白色音键中的G键(比如钢琴),相反,5次谐波从音程上对应于第17的音高,跟任何键位都相差至少半个音符。5次谐波和3次谐波一起播放的时候,会增大低音音量,产生类似振动的感觉。

4 7次及以上的奇次谐波和高于8次的偶次谐波都能造成可听到的失真,并且听久了会疲劳,如果他们频率进入了超声段,虽然直接听不到,但如此的高次谐波会使音色有颗粒感,偏硬。

5 谐波具体有什么样的听感,要看谐波的成分,相对大小,相位关系,各自的频率等。

综上所述泛音影响音色听感,泛音即我们所说的电子学领域的谐波。

既然我们知道了谐波分量会改变音乐的音色,我们就可以通过用快速傅立叶变换(FFT)的测试方法去测试单个频率的单个谐波分量,来判断功放的音色走向,通过调整2~7/8次的谐波分量的幅值来调整功放的音色。

这种方法可以做到精确数值的量化,而不是主观的听音,且快速效率高,不需要同一个工程师去较音,不需要反复试听,只需要用FFT测试/调试,最后再用耳朵验证一下。

现代先进的AP是具有2通道同时FFT功能的。

A:为防止干扰,AP和被测功放分别用2个隔离变压器(带屏蔽层接地)隔离市电电源,或者采用低失真线性稳频稳压电源给被测功放供电,AP用隔离变压器隔离市电电源。

B:AP的采样点尽可能选最大,尽可能将输出端波形进行3次以上平均后再进行FFT。

测试数据比较

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1 上图是对我们最初试听的A / B 2个电路的输出同时做FFT的结果,基频250HZ正弦波,绿色是A电路,蓝色是B电路。

2 2次谐波(500HZ)及其附近的分量很明显A小于B,差了5dBV,而3K—10K的频段,谐波分量A大于B。

3 实际试听的听感是A的声音单薄不厚实,明亮且可以清晰听见齿音,B的声音相对厚实,齿音模糊,300— 650HZ这段幅值高那么多,声音当然厚实有力了。

电路修改建议

目标:增加电路2次谐波分量5dBV 。

下策:

修改电路静态/动态工作点,这导致电路修改后需要做可靠性测试,几乎所有客户不太愿意接受。

上策:

1 更换小信号输入端的OP,找一些2次谐波分量大的OP换上去,立竿见影。

2 更改OP输入级的工作电流 ====〉已经有客户在这么做了。

3 更改耦合电容的容量/材质/品牌。

4 更改电源电路的退耦电容容量/材质/品牌,以及电源电路再加强 =====〉这需要大量的时间去调试。

威雅利电子的优势

威雅利电子拥有先进的AP测试系统和经验丰富的工程师队伍,可以为客户提供校音测试服务,只要从我们威雅利电子购买任何SANKEN等器件,我们就可以提供器件替换/电路修改以及校音等服务。

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