Monday, October 31, 2022

為何要去「理解器材」?

 在我的專欄裡,有時會用「理解器材」的角度來寫,希望達到一些教育效果,能幫助消費者在令人迷惑的外觀及廣告言詞之外,開始學習用頭腦去認識器材的本質。這也是我認為一個音響玩家,從初期看到器材就熱血衝腦的階段,進化到具備理性分析能力的 educated buyers (概譯:有知識的買家)過程中應該要培養的基礎技能之一。

在遇到之前未曾見過的器材時, 要花功夫去瞭解原設計者的思維,並仔細觀察整個產品在製造與理念執行(execution)上的細節之處。在研讀原廠的文宣及手冊時要能看出,原設計者在面對各種錯綜複雜的設計標的與付出代價所做的考量,最後得到的妥協方案為何。這樣才能在概念上大致瞭解表面及潛在的基本優缺點,成為一個 intelligent user (概譯:智慧用家),也比較能發揮器材的長處,並在日後可以針對其短處,以調整或其它的方式做改進。

尤其是黑膠唱盤/唱臂,以奇特的構造與驚人的造型來刺激購買欲,已經是市場的常態。如果不嘗試去理解,這些器材做得如此複雜,究竟真的是解決了問題,還是製造了更多的問題;還有在音質上,這些增加的複雜度所付出的負面代價,其總和是否真有正向的效果?如果我們不能以適當的科學思考來判斷,這些設計與製造上取捨的實質意義,就很容易被「看起來很厲害」的東西所迷惑。

超短直線支點唱臂的設計思維

 近年來市面上出現一些超短支點唱臂,臂管是直線形狀,沒有補償角。

這些唱臂設計的核心觀點,在於一般支傳統支點臂相對於支點的補償偏角,播放時所造成的向內側向力,很難以一般抗滑的方式得到完美的平衡。因此捨棄了傳統的偏角設計與各種常見切線的方程式,以超短直臂來規避向內的側向力產生,並且提出新的循軌切線來讓側向力的變異性降至最小。但這樣卻忽略了另一個重點:循軌誤差產生的其它問題,還有相位角差的影響。

循軌誤差所造成的問題之一,是左右聲道播放時會有時間差的問題,也就是相位的延遲會不一致。循軌誤差大,會加大相位延遲差異,造成二次諧波失真增加,類似單端真空管機,音質透明度變差。如此取捨的優劣之處,是否得到正面多於負面的報償呢?這是個值得思索的問題。

黑膠循軌誤差與聽感的關連

 首先要說的是,播放時會有破聲失真,與循軌誤差很少有關係。除非是唱頭裝得很歪很離譜,才會發生。循軌誤差影響到的,主要是二次諧波失真的高低,聽感上主要影響透明度。那這樣說來,如同一些「專家」所說,裝唱頭時只要大概調一下就好了嗎?

各種不同的切線,如 Loefgren-A/BUNIDIN 等等的存在,為的是讓循軌誤差的變動,有一個規律性。不同的切線,有的是求取最佳平均值,有的則在內圈時會誤差最小。而精確地設定至某一循軌切線,其實際上的目的,就是將循軌誤差控制在一定的,可預測的範圍之內。比起隨便地設定,也許聽感上不會馬上察覺,但這主要是提供一個穩定的基準設定,讓我們設定其它的參數如azimuth/HTAVTA/SRA,或抗滑的時候,能具有一個規律性的行為模式。假如循軌誤差的變動完全無規則可循,要是在使用Adjust+ 等儀器調整azimuth/HTA時,測出左右相位延遲差的數據,就常會有令人疑惑的結果出現。所以花些功夫,用好的尺規調到一個已知的循軌切線,還是值得的。


Tuesday, October 25, 2022

聲波之光線與液體行為模式的分界:Schroeder Frequency

 物理學有個無可避免的基本定律,波只會與它波長近似的物體發生交互作用。聲波也是一種波,當然也不例外。以一般多數人聽得到的聲波範圍來說,20Hz20kHz,波長範圍從最大16公尺左右到最小不到2公分,非常廣泛,因此會與之有交互作用的物件或材質,也相當不同,這也衍生出聲學上Schroeder Frequency的概念。

德國科學家Manfred Schroeder1954年提出,任何一個空間,實際上有著兩個十分不同的聲學性質。在他稱為「交越頻率」(crossover frequency)之上的聲波,與空間的交互作用方式,和在該頻率之下的聲波之行為模式非常不同。這個交越頻率,在越大的空間裡越低,越小的空間越高,大多數的房間落於200Hz 附近。後來這頻率被多數人稱為Schroeder Frequency,以下簡稱為S頻率。

S頻率以上的聲波,在空間裡的行為會近似於光波,也是一般人比較容易想像且相對熟悉的模式。從音源出發後,遇到牆面或物件,就會像光一樣產生反射,折射,散射等現象。在遇到吸音物質時會被吸收,遇到擴散作用物時會被打散。但所謂的「吸音」或「擴散」物,真正有效果的頻率範圍都有限制。例如常見的吸音物質,像是海綿或各種軟性纖維織物,只對較高頻率有效果。這是因為海綿的孔狀結構與織物的細孔,與高頻的波長接近,所以才有作用的可能。較低頻率的聲波,波長若遠超過這些小孔,則與之不會有交互作用。

S頻率以下,聲波在空間裡的行為近似於液體,從發聲源出來後,就會立刻往周遭各方向擴散。而且由於波長都在數公尺以上,空間裡的裝潢材質,一般大小的家具,或普通常見的吸音/擴散板都不會有明顯作用。反而是空間的長寬高,因為與波長近似,就會發生互動,產生各種駐波現象。而在空間各處,不同的頻率會因而加強或抵銷。

不時聽到有些發燒友,甚至「專家」發表意見,說用了某吸音材或擴散板,擺在喇叭附近,低頻就被吸收了。從前面講到的概念,就可以知道,這是幾乎不可能的事,因為低頻的波長遠大於一般吸音材或擴散板的大小及厚薄程度。除非將它們做到公尺級的厚度,或者以特別的方式安裝,讓後方形成相當大小的空腔,才可能有處理低頻的效果。另外一些人則說低頻的問題太難處理,不要去花精神,乾脆就放棄,將問題推給房間聲學條件不佳。像是每次在圓山飯店音響展,將近百分之90以上的展出房間,都有低頻的問題,大家也普遍推說是房間把低頻都給吸掉了。這樣的說法,其實都反應了對低頻聲波的行為缺乏瞭解。

前面提到,在一個空間的S頻率以下,聲波會像是液體的行為。所以在一般室內的空間,要理解低頻聲波在裡頭的作用,可以用游泳池裡的水波來幫助思考。在一個平靜的游泳池內,持續製造一個固定頻域的波動,可以明顯觀察到,它立刻就往周遭擴散出去,而且在遇到外牆後,會反彈回來傳播,與原始產生的波交互作用,在泳池的不同處,有些地方會產生互相加強,有些地方會抵銷的現象。這就像是低頻在室內空間,在不同位置,會加強或抵銷的道理。在池內,如果要減少來自反射水波的干擾,最好的方式,就是減少反射的形成。但是,如果用一些小凹凸的物體,或者放一些海綿,幾乎沒有效果。有效的方式,除了去改變泳池的形狀之外,就是破壞反射波的形成,像是用大型物件類似消波塊,或像是在泳池的各個角落放大型檔板。要處理空間的低頻問題,就要用類似方式,阻撓可能發生的反射波生成處。



Monday, October 24, 2022

絕對相位的意義與影響

 絕對相位的定義:

https://en.wikipedia.org/wiki/Absolute_phase

一般人常講到的相位,多數是指左右聲道的正反相。而絕對相位,簡單地說,是麥克風收音時,聲波抵達麥克風內的振膜時造成的前後振動,與最後播放時喇叭的單體前後運動是否一致。在整個錄音混音與後製的過程,每個環節都會造成一些相位延遲。再加上播放時,從前端音源,經過擴大機,最後到喇叭,也都會造成延遲。因此整個加總起來,有可能會使相位偏離原始聲波接近180度或更多。這時如果DAC,唱放或前級擴大機有相位反轉功能,就可以切換加以更正。

而絕對相位正確與否,聽感上有何差異,每個人察覺到的有所不同。一般而言,錄音本身若是多麥克風收音,絕對相位本來就比較凌亂,切換時多半聽起來差別不大。如果是用2,3支麥克風收音,就常有相當明顯的聽感分別。以我的經驗,絕對相位正確的時候,高頻聽起來會比較平順,低頻收斂較好,音像音場的呈現也清楚許多。


Monday, October 17, 2022

弦樂音質一直都應該柔順甜美?

 前幾年,太太與我到奧地利及德國旅遊時,在維也納及薩爾斯堡等地參加了將近10場音樂會。其中除了薩爾斯堡音樂節的正式音樂會之外,還包括了一些小型室內樂及在教堂裡的管風琴演出。除了現場聆聽本身的感染力之外,各種場所不同音質呈現的第一手聲音體驗,也引發了我對音響/音樂的關係,還有來自於「罐頭音樂」的二手(甚至N手)的聲音,亦即各式媒體如黑膠,CD等內容的錄音音效高下評判,有了一番新的反省及思考。

其中特別令我印象深刻且格外具有啟發性的一場,是在維也納的莫扎特故居旁的小型演奏場所,四重奏的演出(圖1)。這個廳內部裝飾華麗,但面積相當小,只擺了5排座椅,總共約50個位置。因為屋頂也不高,故而整體空間容量也不大。說起來,我認識的音響發燒友裡,聆聽室比這大的就有幾位。根據承辦單位的資料,莫扎特很喜歡這裡的音響效果,所以居住在維也納的那段時期,常在這個地點舉辦作品發表會。

我們的座位在第二排正中,距離左側的第一小提琴手大概只有兩公尺(如圖2)。以前在其它場合雖然也曾這麼近聽過演奏,但多數是親朋好友或業餘音樂家演出,鮮少有機會如此接近一流水準的團體。這樣聽到的弦樂音質,會是什麼樣的感覺呢?簡而言之,與許多發燒友愛好的「甜美柔順」「滑潤有光澤」有相當程度的出入。整體呈現直接了當,由於沒有堂音尾韻的修飾美化,甚至有些人可能覺得有點乾燥。然而從頭到尾,不曾出現使人不快的刮耳感覺。而瞬間爆發,完全沒有限縮的能量與衝擊力,那種raw energy and emotion不時令人為之心頭一震。這樣的弦樂聲,在音響上未曾聽過,而且更根本的是,各種形式的媒體錄音,也幾乎沒有以這樣的面貌呈現。所能想到,比較接近這種效果的錄音,是當年Mercury發行的蕭士塔高維契四重奏4號與8號,用無針桿的London/Decca唱頭播放時,大致有抓到一些類似感覺。





Sunday, October 9, 2022

寫唱臂評論的挑戰

 20多年前,我首次在音響論壇寫了唱臂的評論,是Immedia RPM 唱臂。當時我給予極高的評價,主要原因是它比我之前用的某暢銷牌子的唱臂要好太多了。而該暢銷唱臂,又是TAS大力推薦的產品。從那之後,在Immedia RPM上用了好幾個不同的唱頭,也花了很多的時間與精力,才把它的癖性與調整竅門弄得完全清楚。就像任何唱臂一樣,它有一些使用上和音質上的特點,要在相處一陣子之後,才可以體會出來。尤其是音質上,有一大部分的「問題」,其實後來發現只是參數調整或唱頭搭配所造成的。只有很少部分,經過長時間的驗證比較,才能真正確認屬於值得改進之處。

從這些經驗,我體認到一支唱臂的表現,會隨著眾多的因素而產生極大的差異。甚至同一個唱頭,前後裝在同一唱臂/唱盤兩次,如果沒有標準化的程序把各參數回歸原先狀態,最後產生的音質結果,也會有極大的差異。

因此,在將唱頭安裝調整的SOP定義完整之後,才覺得自己評論唱臂的基礎算是穩固了,可以在幾個星期的時間內得到正確的評估結果,不會因為調整未到位而得出不成熟的結論。在可見的將來,隨著漸增的累積經驗,這個SOP將會越來越完整。

對視覺聽覺靈敏程度的極限應有之體認

 在過去,因為沒有平價且容易取得/使用的USB顯微鏡或電腦工具,用肉眼把一些參數調至看來直/平後,就只能靠聽覺來判定如何再微調。包括幾年前的我在內,大多數聽黑膠的人士,在未曾用顯微鏡觀察唱針或實際以儀器量測過唱頭的特性之前,都是以肉眼可見的一些「非直接」指標,例如唱頭外殼,唱針針桿,唱臂高低等,來做調整設定。這樣的方法,其實是基於很多在實際上往往不成立的假設。例如,以唱針針桿來調整 azimuth/HTA或循軌切線,是基於針尖安裝是完全正確的假設。但就如同前面所提到的幾個例子,由於製造誤差存在的普遍性,用這樣的方式幾乎無法得到最佳的設定。

同時,據我自己的經驗,即使被稱為是金耳朵的人,聽覺還是常會被騙。況且,既然是人,主觀因素,或者更容易陷入的「安慰劑」(placebo effects)效應,都很容易嚴重影響判斷力。舉例來說,人耳對頻率響應的平直與否,事實上非常遲鈍。像圖1中的唱頭頻響曲線,是我在美國的朋友所用的唱頭上量得的。在我測量之前,他聽了半年以上,都沒有覺得異樣,其他人也只是覺得高頻少了些。等到看了數據,才恍然大悟,原來是唱頭有問題。

還有,比較圖2與圖3,這是分別從唱頭左側及右側分別觀察到的景象。可以明顯看出有一側針尖,與唱片接觸的線型部位已經磨損,但這位友人目前都還在繼續使用。所測出的THD數據,顯示磨損那側的聲道失真高很多,但聽起來也只是稍有不對而已。大部分去聽過的人,也都沒有表示有何異狀。

甚至交流哼聲,大多數人判別的標準,只是把音量開大些,沒聽到60Hz的聲音就沒事。但即使人耳沒聽到,很多時候交流聲訊號還是存在的。用更好的接地方式把這些都消除了,黑膠播放時的背景安靜度,就會大幅提升。例如圖4顯示(10Hz的是自然共振,請忽略),即使測量時聽不出哼聲,用頻譜儀一測,還是看到60Hz的成分。圖5就是把唱臂確實做好接地後,60Hz的雜訊就消失了,聽起來音質也更上一層樓。

另外像是轉速,大多數人還是用眼睛來看日光燈下,測速碟上的深淺線條來判定。如果用工業界標準3150 Hz的測試訊號,然後用手機或電腦量,幾乎都還可以再調得更準些。在我用此方法測量過的幾十個唱盤裡,只有極少數是完全不用再修正轉速的,而且有些偏差程度之大,令人嚇一跳。然而大多數用家自己聽了很長的時間,也沒有感覺有何不對之處。

舉了這些例子,就是要讓大家瞭解,人的感官是非常不可靠的。如果只是要「好聽」,那當然是無所謂。但若要發揮黑膠媒體本身以及所用器材的全部潛力,光靠視覺和聽覺,肯定是不夠的。尤其近年來各種電腦/手機軟體及顯微鏡等工具越來越普遍,只要剛開始投入一些時間的學習過程,以後就可以得到音質上相當明顯的回報。