科普向丨你真的懂推力吗?从索尼ZX300A细讲

2019-06-14 11:05:33 68点赞 298收藏 51评论

推力这个词,对于玩音频设备的玩家,肯定都不陌生,典型的几个例子:像是索尼ZX300A的平衡端和单端,便携解码耳放手机与原装耳机孔。对于推力带来的好处,大家或许都能说的出一点。

但是大家真的能从原理上说清推力是什么吗?恐怕未必。今天就和大家详细来聊聊推力的话题,希望大家对于hifi能更深入的了解。


科普向丨你真的懂推力吗?从索尼ZX300A细讲


入门级:什么是推力:

一般来指播放器,在确保信号不失真的情况下所能达到的最大输出功率。相关公式为P=u^2/R P=I^2R。(其中P为电流,R为内阻,U为电压,I为电流)

重点注意:(不失真情况下)

别看电脑的耳机孔的输出功率很大,有些甚至可以达到200mw的功率(相当于手机的10-15倍),但是在聆听的时候,细节还原很毛糙且滤波不佳!这是因为它在200mw功率下,总谐波失真已经远超过超过0.1%的范围。所以电脑输出功率很大,但实际推力却很小。

推力形象化的比喻:

推力的概念可以理解成一辆行驶的卡车,卡车上载有货物,同样是加速的过程,卡车的载重量要比汽车要高很多。推力就是这样一种概念,同样的音量,推力好的前端,载重量更大。

以上的解释比较简单,下面将从电器指标,音乐的构成要素,更加细致的分析推力。

详细了解推力前,我们需要知道几个参数:

1. 基音和泛音

声音是由振动产生的,而由于振动快慢(单位时间振动的次数),声音是有频率这个说法。在桌子边玩铁尺,当力气大的时候,铁尺振频快,声音则越为刺耳,当力气小的时候,铁尺振频越慢,声音则越为沉闷。

科普向丨你真的懂推力吗?从索尼ZX300A细讲

基音:

含义:由全弦振动产生的音,频率最低,也是听到最响,最清晰的音

作用:整个声音的能量所在,决定声音的音高。

比如大鼓的振动,无论敲打力度如何大,声音仅保持在70hz-160hz频段内振动发声,而对于高音笛来说,无论弹奏如何轻微,声音的音高至少是400hz的振动声响。不同声音的频率起点的差异,也就导致了不同的音高。

科普向丨你真的懂推力吗?从索尼ZX300A细讲

泛音:

含义:基音发声,其二分之一,三分之一...n分之一,其频率也是基音的2倍,3倍...n倍这称之为泛音。


科普向丨你真的懂推力吗?从索尼ZX300A细讲

(第一泛音,响度是基音的一半,振频是其2倍)

作用:决定声音的音色,当泛音列越充分时,声音的表现更加饱满,通透,当泛音削减更快,人声的则会发干,偏薄。

2.等响度曲线:

源于人耳对于不同频段的声音敏感差异

从图片中可以看出:不同频率的声压级是不相同的,但人耳感觉到的响应却是一样,每条曲线上注有一个数字,为响度单位,由等响曲线族可以得知,当音量较小时,人耳对高低音感觉不足而音量较大时,高低音感觉充分,人对1000Hz-4000Hz之间声音最为敏感。


科普向丨你真的懂推力吗?从索尼ZX300A细讲

专业级:大推力的好处

1. 从电路上看:推力不足,直接影响输出功率的不足,在电声指标上反应,耳机单元振动不充分。

2. 从声音的三维图上看(声谱图)

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推力与频域之间关系(频率和响度)

当推力充分的时候,各个频段的声音和最初的时域想吻合,但是推力不足的时候, 各个频率之间会出现振幅的不稳定(低,中,频振幅分布和原本音乐的分布不相吻合)出现过多,过少的偏差。

科普向丨你真的懂推力吗?从索尼ZX300A细讲

会出现如下几种问题:

推力对低频段影响:

低频过少:

从音乐的构成来看,声音分为六个部分,低频重点体现在低音层和节奏层,主要影响声音的氛围感和震撼感。因此推力不足,低频过少的会导致,生理层面的:不带感。

虽然人耳对于低频的不敏感,但是人体器官(心脏,大脑)对于低频的吸收是及其强的,所以心脏病患者不适合听摇滚的音乐。在心理层面:单调,枯燥,乏味。

科普向丨你真的懂推力吗?从索尼ZX300A细讲

而当低频过多的时候,低频会把中频和高频带掩蔽掉,导致整个音乐声音的发闷,人声因为掩蔽,处于相对靠后的位置。

对中频段的影响:

中频过少:被低频会遮蔽掉,人声单薄,声音发闷

中频过多,人声的表现会相对刺激,但是背景声音表现很单薄。

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(就像是神剧中,5毛钱特效)

对高频段的影响:

高频过少:高频的频段相当于泛音区,整个音色会被干掉

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(宝石的光泽被消除)

推力与时域之间的关系(时间和响度):

声音是振膜此起彼伏的振动构成,而振膜上声波消失的衰减的快慢程度,一定影响声音停留的稳定性。充足推力对于耳机单元来说,它能使得发声单元振动更加充分,声音不断延续。但是推力不足的情况下,但是后面延续的声波,

衰减过快,时域上缺乏后续的响度。

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声音在振膜(声波)上表现,可以看做,起振,稳态,和余音三个过程,当推力不足,声波的起振是有的,但是稳态停留时间很短,余音严重削波,听感上就导致,每个音符都是戛然而止,而不是余音袅袅。

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(在一定时间范围内)声音的稳态时间,我们称之为残响。

残响不足,短时间:听不清楚,结像模糊

当稳态时间停留(残响)足够,我们则可以较为清晰的听声音,反之声音的表现则为朦胧,模糊,就像是在拍摄慢速运动物体,和快速运动物体一样,慢速物体画面停留时间长,拍出来很清晰,而快速的物体,画面停留时间短,拍摄则很模糊。

科普向丨你真的懂推力吗?从索尼ZX300A细讲

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而残响不足,声音停留的时间很短暂,结像的表现飘忽不定,听感就会很混杂。就像图中的(图像)声音的发虚,发干。

残响不足,中长期来讲,空间感不够

空间感理性的解释,那是狭隘的指传入耳朵的第一次反射音。换句话说藉由第一次反射音与真接音的时间延迟,我们可以"感受到"音乐厅空间的大小。

就像生活中,我们看到的24帧的电影,结像相当是24中,1,2帧加入了一个黑色的图像,在长时间的电影放置过程中,1,2帧的图像就会变成一个残影(残响),而在长时间的播放过程中,残影会变成一条黑线(声场)。

但是当残响长时间的存在,就引发了声场这样的概念

当空间感不够,噪声层不足

就像是金戈铁马的原声电影,那些风吹草动,动物的叫声这类噪声层,都是为看烘托宏大的场面感,而空间感不足,这噪声层被压缩,听感上就像是拥挤在小房间里。

声谱图上的实战说明:(以ZX300A为例)

从300a为例子,单端的推力为50mw@16Ω,平衡的推力为200mw@16Ω,推力数值之间会相差4倍。

科普向丨你真的懂推力吗?从索尼ZX300A细讲

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从图片上可以看出 搭配W13线材的4.4平衡口,相对于3.5单端:

4倍的大推力可以保证振膜单元振动充分,所以4.4平衡线相对3.5,10khz以上的线条细节很多(泛音列,清晰完整,声音表现更为饱满)。

而听感上,弦器乐的声音呈现出一种顺滑,悠扬之美,而不是单端的戛然而止。同时让声音更加立体,具有线条感。音色饱满,沉稳,人声表现更为富丽一些。

总结:

电气指标上:

推力影响的输出功率,从而导致单元振动的更充分。

波形要素上:

1.推力通过影响各个频段的声音表现(频域),使得各个频段的声音保持在稳定的范围之内。

2.推力通过影响,声音停留的时间(时域)从而使得结像感更清晰,声场表现更为宽松。

也是希望通过推力客服,让大家对于hifi有一个更加深入的了解,能够追根探底的从原理出来,科学去玩音频设备。

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