在上一篇文章當(dāng)中，我們簡(jiǎn)單地說(shuō)了一下最常見(jiàn)的均衡分類。今天的這一篇，我們來(lái)了解一下另外一種均衡的分類以及應(yīng)用。
在目前的音頻系統(tǒng)當(dāng)中，越來(lái)越多設(shè)備走向數(shù)字化，也就是說(shuō)很多系統(tǒng)都會(huì)采用DSP或者CPU運(yùn)算，而DiGiCo的調(diào)音臺(tái)就采用了FPGA多線程處理技術(shù)，讓整個(gè)數(shù)字處理系統(tǒng)變得快捷高效，解決了數(shù)字系統(tǒng)所帶來(lái)的延時(shí)問(wèn)題。
Quantum338
我們今天的分類，就和系統(tǒng)的數(shù)字化有關(guān)。
我們?cè)谥八v的分類當(dāng)中，不管是參量均衡，還是圖示均衡，實(shí)際上我們默認(rèn)了一件事：在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下，我們普遍所談?wù)摰木夥N類是IIR均衡，即Infinite Impulse Response（無(wú)限脈沖響應(yīng)均衡）。相對(duì)于IIR均衡，還有一類均衡叫做Finite Impulse Response（有限脈沖響應(yīng)均衡）。
那么兩種均衡有什么不同呢？我們可以通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)向大家解釋。
我們先來(lái)模擬一下經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)現(xiàn)象。
有時(shí)候，我們用Smaart或者其它軟件所測(cè)得左右立體聲音箱在某個(gè)聲場(chǎng)當(dāng)中的頻率響應(yīng)幾乎完全一樣。單獨(dú)聽(tīng)其中任意一只音箱，沒(méi)有什么問(wèn)題，但是兩只音箱同時(shí)打開(kāi)后聽(tīng)起來(lái)卻有一些不同，這是為什么呢？
我們與之前一樣，先要將討論范圍圈定，再來(lái)分析問(wèn)題。
首先，我們將環(huán)境理想化，假設(shè)我們的測(cè)量點(diǎn)位或聽(tīng)音位置為兩個(gè)相干聲源完全疊加的位置，即兩個(gè)聲源距離測(cè)量點(diǎn)的距離完全一樣。
這樣一來(lái)，可以避免
由于距離問(wèn)題所產(chǎn)生的聲干涉及延時(shí)所產(chǎn)生的聽(tīng)感不一。理論上，在這個(gè)點(diǎn)上，我們聽(tīng)一只音箱和一對(duì)音箱的區(qū)別，僅僅是聲音大小，而聲音的成分不應(yīng)該有任何改變。但實(shí)際情況是我們聽(tīng)出了不同，是什么造成了這個(gè)現(xiàn)象？如果我們想了解這個(gè)問(wèn)題，我們就不能單單看頻率方面的問(wèn)題，還要多了解一下相位對(duì)于系統(tǒng)的影響。
用過(guò)Smaart或類似測(cè)量軟件的用戶都知道，除了頻率響應(yīng)窗口，還有一個(gè)相位窗口，而相位窗口就是從一個(gè)側(cè)面反映了各個(gè)頻段到達(dá)測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間差異。
通常來(lái)說(shuō)相位曲線圖例的中部是0°線，當(dāng)相位曲線與0°線十分接近甚至完全重合的時(shí)候，我們可以說(shuō)，參考信號(hào)和對(duì)比信號(hào)的相位是一致的。當(dāng)頻率曲線偏離0°線的時(shí)候，就意味著某個(gè)頻率或頻段發(fā)生了相位偏移，這個(gè)時(shí)候的參考信號(hào)和對(duì)比信號(hào)的成分，已經(jīng)有所不同，可以說(shuō)，產(chǎn)生了失真，而且不同頻段的偏移量，也會(huì)有所不同。
在本文中，我們先不去討論偏離所產(chǎn)生的原因以及表現(xiàn)。我們首先將問(wèn)題聚焦在聽(tīng)感與相位之間的聯(lián)系上。
實(shí)驗(yàn)中我們使用L-Acoustics X8作為測(cè)試音箱，
L-Acoustics X8
由于L-Acoustics高品控的一致性，讓兩只音箱在相位上幾乎表現(xiàn)一樣，這會(huì)讓我們所希望展示的現(xiàn)象非常的不明顯。
為了能夠讓大家從視覺(jué)上顯著地了解相位對(duì)于聽(tīng)感的影響，我們?nèi)藶榈貙⑵渲幸恢灰粝浞聪颍M(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
我們?cè)贜etwork Manager當(dāng)中對(duì)B音箱做了反相，再出來(lái)的曲線，我們命名為B1。
Network Manager
可以看到，B1與B在頻響上幾乎是完全一樣，不一樣的，只是在相位上有了近乎180°的改變。
將A與B1放到一起對(duì)比，可以看到兩者的頻響幾乎完全一樣，但相位差距較大。
可以對(duì)比一下當(dāng)同相位疊加時(shí)（A+B=C）與有相位差時(shí)（A+B1=C1）的曲線的區(qū)別。
從上圖當(dāng)中，我們可以清楚地證明，即使兩只音箱頻響曲線完全一樣，單只聽(tīng)起來(lái)沒(méi)有不同。但是由于相位的原因，在多只音箱疊加時(shí)，出現(xiàn)了很大的區(qū)別。
在證明了相位對(duì)于聽(tīng)感的影響之后，我們來(lái)看一下IIR和FIR對(duì)于相位的影響。
假設(shè)我們需要對(duì)音箱進(jìn)行均衡的修正，我們先來(lái)使用IIR均衡，為了更明顯的向大家演示，我們對(duì)均衡做了比較大改動(dòng)。
這個(gè)時(shí)候，我們看到由于調(diào)整了某個(gè)頻段的均衡，該頻段內(nèi)的相位曲線（A1）發(fā)生了變化。
也就是說(shuō)我們?cè)诟淖冾l率曲線的同時(shí)，也改變了相位曲線。
我們知道在IIR均衡的沖激響應(yīng)在理論上應(yīng)該是無(wú)限持續(xù)的，而由這種無(wú)限持續(xù)帶來(lái)的后果就是其相位不線性。用通俗的語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，IIR均衡會(huì)改變相位。
FIR均衡的沖激響應(yīng)是有限的，可控的，其相位是線性的。用一句話來(lái)翻譯的話，就是FIR均衡在調(diào)整頻率時(shí)不會(huì)產(chǎn)生相位的改變。
為了證明這一點(diǎn)，我們?cè)谕瑯宇l段，添加一個(gè)FIR均衡，并使其改變量與IIR均衡的改變量盡量相等。
在測(cè)量出的曲線中，我們可以看到，F(xiàn)IR均衡所調(diào)整的頻段，并沒(méi)有對(duì)相位產(chǎn)生影響。
為了從視覺(jué)上更加明確這一點(diǎn)，我們將三條曲線放在一起進(jìn)行對(duì)比。
看到這里，我們也會(huì)有一個(gè)問(wèn)題，既然FIR均衡對(duì)于相位沒(méi)有影響，那為什么還在使用IIR均衡呢？這里面就要涉及到FIR均衡在設(shè)計(jì)上需要有更多的參數(shù)進(jìn)行控制。相比于IIR均衡，F(xiàn)IR均衡在數(shù)字系統(tǒng)里面需要的儲(chǔ)存單元及算力都比IIR均衡要大。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)演出系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這會(huì)產(chǎn)生一個(gè)致命的問(wèn)題--數(shù)字延時(shí)。高階的FIR均衡可以導(dǎo)致系統(tǒng)以毫秒級(jí)別進(jìn)行延時(shí)，這對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)觀眾來(lái)說(shuō)，就會(huì)產(chǎn)生音畫(huà)不同步的感觀。目前來(lái)說(shuō)，F(xiàn)IR均衡在音頻領(lǐng)域的應(yīng)用暫時(shí)還不是全能的，還需要考慮應(yīng)用場(chǎng)景以及算力的問(wèn)題。當(dāng)然，隨著算力的提升，相同采樣率及階數(shù)的FIR所需的時(shí)間會(huì)越來(lái)越短，對(duì)系統(tǒng)的影響也會(huì)大大降低。這樣一來(lái)就方便我們?cè)诓挥绊懴辔坏那闆r下調(diào)整均衡，將兩者獨(dú)立調(diào)整，達(dá)到我們所需的理想狀態(tài)。
通過(guò)兩篇文章，我們簡(jiǎn)單地了解了一下均衡的兩種常見(jiàn)分類方法，當(dāng)然還有更多更細(xì)致的方面我們沒(méi)有涉獵。希望能對(duì)各位讀者學(xué)習(xí)音頻有一定的幫助，也希望各位讀者能夠指出文中錯(cuò)誤，及會(huì)產(chǎn)生誤會(huì)的描述。
