在筆者任職的九太音響,Yamaha的DXR15、DXS15是我們常用的喇叭系統,外出的機率相當高。但這樣的喇叭系統擺放好後,你會習慣性量測、發掘問題來解決嗎?
如果你找時間針對這兩個喇叭去做量測,相信結果會讓你驚訝,原來這兩支喇叭在交集頻率帶上的相位差異問題、絕對需要我們做delay補償來解決的。
筆者使用近距離的貼地量測方式,盡可能在環境最佳、直射音絕對宰制的條件來求取兩支喇叭的基本參數。亦即是量測兩支喇叭在盡可能無反射音干擾下的正常聲波投射類型。
下圖是兩支喇叭的基礎量測。綠色曲線是DXR15、藍色曲線是Sub DXS15。
系統使用Lake LM做為電子分音系統,設定24dB/oct、分頻點80Hz的Filter。
從Phase曲線可以看到,明顯的兩條曲線在約52Hz到125Hz頻率帶,會有120°到230°不等的Phase差異。
如果透過公式計算,可以得知phase差異大於120°的兩個波型、能量疊加時其實得不到增易、並會開始不增反減。如下圖,綠色、藍色兩個能量相同波型以120°的phase差異疊合,得到的能量增易是0dB(紅色波型)、與原本單一波型能量相同。
而且在80Hz附近,兩者的phase誤差甚至來到180°左右,對於能量是抵銷、完全不利的情形。
雖然電子分音的分頻點也剛好80Hz,但即使我們改變分頻點、移高到90Hz,重新量測的phase曲線有些改變,不過仍舊在十字標的80Hz左右產生180° phase差異。
這種不利的狀態下,讓兩者能量Sum時,產生如下圖的能量不增反減,深紅色曲線是疊加後的結果,在十字標80Hz頻率附近產生最大抵銷,讓Sub在此處的能量還比原本減少3dB以上。
我們將原本量測的相位曲線,抓80.6Hz位置,圖上可以得出兩者phase差異184.4°,加以計算後,約為6.19ms的phase時間差,將之補償到到達時間稍快的DXR15的迴路上。
再重新量測,delay補償後、DXR15的phase曲線,可以看到DXR15的淺綠色phase曲線在十字標80Hz左右完全貼合到DXS15的藍色曲線上,而且一路到140Hz左右、兩者的phase誤差都維持在60°內,對於交集頻率帶的能量疊加,兩者回到正向有利的狀態。
再量測Sum的曲線,深紅色為delay補償後的疊加曲線,我們把能量要回來了!
由於80Hz附近的頻率帶phase曲線完全貼合,所以可以看到十字標的80Hz附近,能量疊加維持穩定飽滿的狀態。
由於頻率交集區能量一來一往差異達6dB,因此聽覺上非常清楚,比較delay補償前後,聽起來就像Sub多擺了一支呢。
Yamaha DXS是屬於Band Pass類型的超低音設計,我們聽到的聲音其實都不是直射音,而是箱體反射多次後的聲響,好處是音壓增大,但延遲是其中一個附帶缺點。
使用這種設計的Sub喇叭,現場量測上就需要特別注意。
如果搭配像DXR喇叭一起使用、一旦產生足以抵銷能量的相位誤差,不做適當補償就會讓能量平白無故地損耗掉,消失在空間裡了。
原廠手冊上沒提到上述這些兩者一起使用時的注意事項吧?
Humphrey T