在目前的音頻系統(tǒng)當(dāng)中，越來越多設(shè)備走向數(shù)字化，也就是說很多系統(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)所帶來的延時(shí)問題。

　　Quantum338

　　我們今天的分類，就和系統(tǒng)的數(shù)字化有關(guān)。

　　我們在之前所講的分類當(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：在沒有特殊說明的情況下，我們普遍所談?wù)摰木夥N類是IIR均衡，即Infinite Impulse Response(無限脈沖響應(yīng)均衡)。相對于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?我們可以通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)來向大家解釋。

　　我們先來模擬一下經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)現(xiàn)象。

　　有時(shí)候，我們用Smaart或者其它軟件所測得左右立體聲音箱在某個(gè)聲場當(dāng)中的頻率響應(yīng)幾乎完全一樣。單獨(dú)聽其中任意一只音箱，沒有什么問題，但是兩只音箱同時(shí)打開后聽起來卻有一些不同，這是為什么呢?

　　我們與之前一樣，先要將討論范圍圈定，再來分析問題。

　　首先，我們將環(huán)境理想化，假設(shè)我們的測量點(diǎn)位或聽音位置為兩個(gè)相干聲源完全疊加的位置，即兩個(gè)聲源距離測量點(diǎn)的距離完全一樣。

　　這樣一來，可以避免由于距離問題所產(chǎn)生的聲干涉及延時(shí)所產(chǎn)生的聽感不一。理論上，在這個(gè)點(diǎn)上，我們聽一只音箱和一對音箱的區(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)問題，我們就不能單單看頻率方面的問題，還要多了解一下相位對于系統(tǒng)的影響。

　　用過Smaart或類似測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)測量點(diǎn)的時(shí)間差異。

　　通常來說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，參考信號(hào)和對比信號(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)和對比信號(hào)的成分，已經(jīng)有所不同，可以說，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)。我們首先將問題聚焦在聽感與相位之間的聯(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上顯著地了解相位對于聽感的影響，我們?nèi)藶榈貙⑵渲幸恢灰粝浞聪颍M(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

　　我們在Network Manager當(dāng)中對B音箱做了反相，再出來的曲線，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，單只聽起來沒有不同。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。

　　在證明了相位對于聽感的影響之后，我們來看一下IIR和FIR對于相位的影響。

　　假設(shè)我們需要對音箱進(jìn)行均衡的修正，我們先來使用IIR均衡，為了更明顯的向大家演示，我們對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。

　　也就是說我們在改變頻率曲線的同時(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)該是無限持續(xù)的，而由這種無限持續(xù)帶來的后果就是其相位不線性。用通俗的語言來說，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)，我們在同樣頻段，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，并沒有對相位產(chǎn)生影響。

　　為了從視覺上更加明確這一點(diǎn)，我們將三條曲線放在一起進(jìn)行對比。

　　看到這里，我們也會(huì)有一個(gè)問題，既然FIR均衡對于相位沒有影響，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。對于現(xiàn)場演出系統(tǒng)來說，這會(huì)產(chǎn)生一個(gè)致命的問題--數(shù)字延時(shí)。高階的FIR均衡可以導(dǎo)致系統(tǒng)以毫秒級別進(jìn)行延時(shí)，這對于現(xiàn)場觀眾來說，就會(huì)產(chǎn)生音畫不同步的感觀。目前來說，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)用場景以及算力的問題。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)越來越短，對系統(tǒng)的影響也會(huì)大大降低。這樣一來就方便我們在不影響相位的情況下調(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)。