音频信号的反相判断及处理
在广播播出系统中，由于音频节目源日益多样化，节目制作很多由未经专业训练的编辑或制作人完成，甚至也有从网络下载的等等。节目质量参差不齐，时常有各种各样的音频节目存在缺相、反相、相移、左右声道电平不平衡等问题，影响播出质量。尤其是音频节目的相位关系正确与否，将直接影响着广播播出质量和播出安全，笔者在此主要就左右声道反相问题进行探讨。 1什么是反相 在物理学中，交流信号的大小和方向是随时间变化的。相位是反映交流信号任一时刻的状态的物理量。立体声音频信号的左右声道之间存在着相位的差别叫作相位差，或者叫作相差，广播技术中有专门设备进行该项指标测试。当两者的相位差正好等于180度，这种情况叫作反相位，或者叫作反相。为了再现立体声效果，使播出的声音具有良好的展开感，保证声场均匀等，广播节目均采用左右声道的立体声播出方式。由于人的听觉存在双耳效应，声源到达左、右耳的距离存在差异，要求进行立体声拾音时，使用灵敏度和指向性完全相同的两支话筒。扬声器再现声音时，左右音箱的纸盆振动方向应该有时间差，如果给左右通道送人同一个推动信号，音箱的纸盆的振动方向应该完全相同，即同时同步向外或向内运动;如果振膜的振动方向正好相反，其发出声波的振动方向必然相反，存在一个1800的相位差，这种状态被称为左右声道反相。 2反相的识别和判断 要避免左右声道反相的节目源播出，必须严格做好预听工作。节目预听中，当信号反相时，左右两组音箱发出的声音在声场中的振动方向正好相反，彼此之间声音能量在声场中相互抵消，出现声短路现象，导致重放声音的音量达不到应有的音量、声音的力度变差、低音浑浊等现象。此时调音台表头显示有输出，容易造成假象。要仔细观察左右声道电平显示，会发现相差很大。具体听觉感受是中音略感不足，声音明亮度欠佳。严重时听到的是吱吱声，甚至完全听不到播出声音。 由于左右声道声音存在180度的相位差，致使重放立体声音乐时的声音无法定位。这是因为立体声的声音定位在很大程度上是依靠左右声道之间的相位差来完成的。立体声理论告诉人们，当左右声道之间存在180度相位差时，听音者会感觉到立体声像跑到了 两音箱的外侧，声源的位置飘忽不定、模糊且混乱、立体声所特有的临场感、空间感和包围感效果遭到破坏。听觉效果是立体声感丢失，声音发干。 3杜绝节目反相 播出中节目反相是非常可怕的，具体会发生两种情况：一是播出系统自动切换，系统识别为信号中断，就是在左右声道互相中和，输出电平过低，使播出系统切换到备播信号源，造成播出节目停播;二是播出质量下降，收听模糊且混乱，造成劣播。2003年湖北台刚成立总控播出时，774节目矩阵输出后通过音分分配，输入是A、B通路，主输出左右声道分别设置成A、B输入，和外地电台交换来一档节目，出现噪声大、信源小。当时节目中心监测以停播作了记录，值班员看电平监视显示正常，预听也有声音，由于问题来得突然，无法判断根源，后来换了节目源后恢复正常，一次节目反相造成长达几分钟停播，影响很坏。这样的例子应该给我们警示。节目制作时造成反相的原因有以下几种： (1)音箱单元相位接错，音频信号从功放输出后，假若一对音箱有一只接反相(通常是指“+”“-”极接反)，那么这对音箱的单元会产生交流相位差，音频信号相互抵消，播出时的低频信号非常明显偏弱，声音变硬变干，中高频会来回飘，影响整个制作系统的效果。 (2)音源拾音部分，话筒同样存在相位，如果有多支话筒同时使用，有一支话筒反相，会导致整体抬音产生不平衡感，拾音话筒接近者，会抵消信号。而同相的2支话筒近距离一起拾音时，易造成信号重叠。同相位的2支动圈话筒，将其呈180度相对进行拾音，会明显感受到声压偏低，甚至无信号输出。 (3)节目合成时功放同样存在相位的问题，输出端子使用四芯插头正负极好辨认，香蕉输出插头也有明显的红黑两个端口供辩认，但当功放使用桥接以后，注意信号输入控制(通常为A通道)的红端为正极，另一输入控制(通常为B通道)的红端为负极。 (4)调音台一般设有相位转换开关，在使用不同型号的几支话筒平行拾音时，如果发现声音异常或偏弱，可以将其中一个话筒通道的相位转换开关按下去判断是否相位问题引起。现场录制时，假若手持的话筒接近相对水平位置，你会发现拾音信号降低，这时迅速按下其中一支话筒相位转换开关便能解决这个问题。制作人员对设备连接要格外仔细，因为设备本身一般不会出现相位反接，除非劣质产品。 4小结 节目制作系统中，由于传声器信号输出线或音箱功放信号输入线极性接反以及系统存在的相位失真等原因，会造成各种各样的节目反相位或相移问题。声音相位关系的正确与否(尤其是反相)，将直接影响播出质量。
上面是声道反相的理论分析，通过算法也能自动检测声道反相问题并纠正。
音箱的连接方法，传统接线，双线分音，桥接有什么区别
之前的文章写过关于喇叭线影响声音的分析，虽然那个影响不会特别大，但还是可闻的。当然你不对比也不会知道。有了喇叭线的基础原理，那么就可以来分析喇叭线的几种连接方法。
当然，传统的音箱大部分还是只有一对接线端子的。所以只能按传统的连接方法或者桥接连接方法。
传统的连接方法很好理解，功放一对接线柱直接连接一只音箱。而双线分音连接方法则需要音箱输入端子具备分音功能，一般是4个接线柱，两正两负，同极性出厂会用短路片连接起来。有的发烧友会更换那两个短路片，甚至有卖到超贵的短路线，说能调声，我对这个持怀疑态度，因为这么短的两片，而且导电截面积明显比喇叭线还大很多。
双线分音也叫BI-Wiring，就是功放输出端子输出后并接到两对喇叭线，分别连接音箱接线端子的高音和低音，而高低音之间的短路片必须拆除。根据上次文章描述的，高频和低频对线材要求是不同的，那么我们就可以用高音特性比较优秀的线走高频电流信号，而低频特性比较好的喇叭线走低频电流信号。比如音乐丝带的编排银线高音表现非常细腻，但低频很一般，我们弄根音乐丝带走中高音，而低音，其实随便找条够大的铜质平行电缆线也行，根本没区别。这样其实是一种很省钱的玩法，没必要花大价钱买那种所谓高低音平衡的喇叭线，有的实在报价惊人，什么10万元级别的喇叭线。BI-WIRING接法本质上还是一个功放通道推动一个音箱。
而双线分音的另外一种接法，则是需要多一部后级，其中一部专门推中高音，一部专门推低音。这样功放相对节省功率，也是一种比较发烧的玩法，有个专门的名字叫BI-Amping。这种接法的优势在于高音和低音的音量可以分别调整，而且输出功率更大，更能控制音箱，对于一些大功率音箱来说非常有效。
从此方案延伸出来的还有将音箱内部的分频器去掉，直接驱动喇叭单元，而在前级之后加入一个电子分频器，再分别连接到两部后级，分别由不同的后级推动不同的喇叭单元。这么做的好处就是可以根据喇叭单元特性选择后级功放，同时没有了功率分频器的损耗，功率更充沛。更重要一点是可以避免了功率分频器中电容器造成的分频点电相位滞后，这在中音单元和高音单元中经常出现，造成分频点出现低谷，这对设计者来说非常头疼。一旦串联入电容器，必然造成电相位滞后。而电子分频完全没有这个问题。当然，除了电相位的滞后，实际上在音箱上，由于每个单元和耳朵距离不同，也会造成声音上的相位角度滞后。这些可以通过摆位来处理。而声相位的滞后也有设计者用来平衡电相位的滞后。这里不展开说了。这篇文章还是主要讲几种接线方法。
模拟电子分频器
DSP电子分频器
电子分频和功率分频的接法区别
最后还有一种连接方法是桥接BTL，桥接后一部立体声后级只推一个声道，并且处在全频段下，对于一部电流供给足够，功率实在的功放来说，桥接后功率增加一倍以上。但桥接也有问题，就是如果推动特低阻抗音箱时容易烧毁功放。比如某个功放最低能驱动2Ω的音箱，而桥接后只能驱动到最低阻抗是4Ω。基本上舞台功放都支持桥接，而家用音响中的功放大部分需要增加一个反相电路才能进行桥接，少部分HIFI功放支持桥接模式。比如笔者自己用过的NAD 216后级，就具备桥接功能，打开后两个输入端子只有一个有效，一部立体声后级只能推一只音箱。
桥接连接方式
电子分频和桥接方式，都会增加后级数量
桥接接法需要将后级功放的桥接开关打到BTL上
桥接模式下，后级的工作状态是一个完整功放电路放大正向波形，另外一个完整功放电路放大负向波形。相当于一个推挽结构。
这里还介绍一种以前的玩法，就是用一个反相电路将立体声一个声道反相，功放输出后该声道的音箱两个接线柱反接。同时，在后级输出处的两个正极接线柱可以连接多一个低音炮，这样，音乐信号中相同的信号会自动送入低音炮，并用比较大的功率推动低音炮工作。由于现在大部分低音炮均是有源低音炮，所以这种玩法基本绝迹。
还有一种严重禁止的接法，一些小白自认为将两个功放的输入和输出并接，就能获得更大的推力。而且我是真的见过的。通电后形成了一个昂贵的烟花表演。所以切记，不能这样接。
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