專業(yè)音響技術(shù)人員對于相位問題并不感到陌生，音響系統(tǒng)中的相位是很抽象的，本文首先介紹了音箱中分頻器的相位問題，其次闡述了音響中常見的相位問題及解決方法，具體的跟隨小編一起來了解一下。

什么是分頻器

分頻器可定義為：將輸入的電信號分離成兩路單獨(dú)的信號，且使每一路信號的帶寬均小于原始信號的帶寬，這種由一對或多對濾波器構(gòu)成的裝置就稱為分頻器。也可稱為“頻率分配網(wǎng)絡(luò)”。

分頻器通常由高通（低切）濾波器（簡稱為HPF）和低通（高切）濾波器（簡稱為LPF）組成。濾波器是一種頻率選擇器件，可以通過被選擇的頻率而阻礙其他的頻率通過。濾波器通常有以下三個(gè)參數(shù)：截止頻率，網(wǎng)絡(luò)類型，斜率。截止頻率是指濾波器的響應(yīng)在低于它的最大電平時(shí)跌落到某點(diǎn)的頻率，通常為最大電平的0.707倍或0.5倍，或下降3dB或6dB時(shí)的頻率。網(wǎng)絡(luò)類型是指濾波器的頻率響應(yīng)曲線在截止頻率附近的形狀，近些年來，人們設(shè)計(jì)了很多種類型的濾波器，常見的濾波器類型有：巴特沃夫，林克威茲，貝塞爾等，圖一為各種濾波器的的頻率響應(yīng)曲線，斜率定義為濾波器的頻率響應(yīng)曲線中下降到截止頻率時(shí)的傾斜程度，單位為dB/倍頻程，通常斜率為每倍頻程6，12，18和24dB。也可以稱為‘濾波器斜率’或‘濾波器階數(shù)’，濾波器階數(shù)每增加一階，則其斜率增加6dB/倍頻程，也就是，一階濾波器有6dB/倍頻程的斜率，二階濾波器則有12dB/倍頻程的斜率。那么，24dB/倍頻程的巴特沃夫?yàn)V波器就相當(dāng)于4階的巴特沃夫?yàn)V波器。

圖1：紅色-2KHz24dB林克威茲 –瑞利高通濾波器，橙色-2KHz 24dB巴特沃夫高通濾波器，棕色-2KHz 24dB貝塞爾高通濾波器，綠色-“-3dB”，藍(lán)色-“-6dB”

由于喇叭單元不會(huì)有相同的聲級、全頻帶的輸出，分頻器必須用于全頻范圍的揚(yáng)聲器系統(tǒng)。低頻單元用來再現(xiàn)低頻信號，高頻單元用來再現(xiàn)高頻信號，分頻器將適當(dāng)?shù)念l率信號傳輸?shù)竭m當(dāng)?shù)睦葐卧?/p>

通常分頻器分為主動(dòng)式和從動(dòng)式，總體上說：從動(dòng)式分頻器分離功放后的音頻信號（揚(yáng)聲器電平），常被做在揚(yáng)聲器內(nèi)部。而主動(dòng)式的分頻器，則分離放大器放大之前的音頻信號（線路電平），通常是獨(dú)立的電子裝置，位于信號源與放大器之間。信號經(jīng)過分頻器最終流入對應(yīng)的喇叭單元，喇叭單元用來再現(xiàn)聲音頻譜的適當(dāng)部分。當(dāng)分頻器被設(shè)計(jì)好后，各個(gè)喇叭單元的信號可以疊加，并能精確的再現(xiàn)原始的輸入信號。分頻器還將影響一些其他的參數(shù)，如：功率，帶寬，這些都必須在設(shè)計(jì)時(shí)加以考慮。

分頻器的相位

在某個(gè)特定的頻率處，如果兩個(gè)信號的頻率響應(yīng)有相似的幅值和斜率，信號將會(huì)加在一起，形成一個(gè)新的信號。我們可以通過相位響應(yīng)來解釋兩個(gè)信號在相位的不同或時(shí)間上的不同。如果兩個(gè)濾波器的相位響應(yīng)相似，他們輸出的信號將會(huì)相加；反之，則會(huì)相互削減。我們在上面討論的不同類型和斜率的濾波器都有其獨(dú)特的相位響應(yīng)。

圖2：兩個(gè)同樣的濾波器。橙色-正常，藍(lán)色-極性反轉(zhuǎn)。

盡管這兩個(gè)濾波器在幅值響應(yīng)上是相同的，但他們在相位響應(yīng)上有著明顯的區(qū)別。仔細(xì)觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)他們在斜率是相同的，相位上相差180度，剛好是倒相的關(guān)系。對一個(gè)簡單的180度相移，這應(yīng)該不會(huì)感到困惑，并可以在一個(gè)單個(gè)的頻率上出現(xiàn)，在圖3中作為一個(gè)例子。

圖3：兩個(gè)同樣的濾波器。橙色-被延時(shí)，藍(lán)色-正常。

斜率和相位的差異并不是固定的，而是隨著頻率的變化而改變的。這個(gè)時(shí)間上偏移或延遲的特性可以用來指示兩個(gè)設(shè)備之間的不同。

分頻器的相位糾正

組合揚(yáng)聲器系統(tǒng)（專業(yè)音箱）的性能與分頻器和揚(yáng)聲器的安裝位置而引起的相移有著密切關(guān)系。如果設(shè)計(jì)中不注意相移問題，組合揚(yáng)聲器的其它性能而再好也是沒用的，最終將會(huì)產(chǎn)生失真，使頻響曲線出現(xiàn)較大的峰谷通常情況下，由安裝位置造成的相移為：

-6dB/oct分頻器在分頻點(diǎn)fc時(shí)的相移為90°；

-12dB/oct分頻器在分頻點(diǎn)fc時(shí)的相移為180°；

-18dB/oct分頻器在分頻點(diǎn)fc時(shí)的相移為270°。

對于-6dB/oct型分頻器可通過調(diào)整高、低音揚(yáng)聲器輻射面在輻射方向上的聲程差，來使高音揚(yáng)聲器產(chǎn)生90°延遲，以達(dá)到高、低音在輻射方向上為同相輻射。

對于-12dB/oct的分頻器，因?yàn)樵诜诸l點(diǎn)fc時(shí)的相移為180°，所以在連接時(shí)，只要把高、低頻揚(yáng)聲器的相位反接，即可以保證同相輻射了。

對于-18dB/oct的分頻器，270°=90°+180°，可以結(jié)合上面兩種方式來調(diào)整。

音響中常見的相位問題及解決方法

一、實(shí)際音響工程中，常遇到的一些相位問題

①、音箱單元相位

同頻率的音頻信號從功放輸出后，假若一對音箱有一只接反相（通常是指“+”“—”極接反），那么這對音箱的單元會(huì)產(chǎn)生交流相位差，音頻信號相互抵消，擴(kuò)聲后的低頻信號非常明顯偏弱，聲音變硬變干，中高頻會(huì)來回飄，影響整個(gè)擴(kuò)音系統(tǒng)的調(diào)試與整體效果。

②、功放相位的問題

輸出端子使用四芯插后較容易理解正負(fù)極，香蕉輸出插也有明顯的紅黑二個(gè)端口供辯認(rèn)，但當(dāng)功放使用橋接以后，注意信號輸入控制（通常為A通延）的紅端為正極，另一輸入控制（通常為B通道）的紅端為負(fù)極。

③、音響系統(tǒng)的電源相位

如果一套系統(tǒng)設(shè)備所采用的電源不同相（如：功放用A相供電，調(diào)音臺(tái)或周邊用另一相供電），當(dāng)設(shè)備消耗電功率程度不均勻時(shí)，相位高與低所產(chǎn)生的的差異，會(huì)使某些設(shè)備電壓高或低導(dǎo)致工作不正常，對整個(gè)系統(tǒng)效果帶來一些干擾，如：哼聲、電流聲等；也有可能會(huì)因?yàn)橄辔徊町愡^大引起設(shè)備的損壞。

④、音源拾音部份

話筒同樣存在相位，如果有多支話筒同時(shí)使用，有一支話筒反相，會(huì)導(dǎo)致整體拾音產(chǎn)生不平衡感，拾音話筒接近者，會(huì)抵消信號。而同相的二支話筒近距離一起拾音時(shí)，易造成信號重疊，加大正反饋的產(chǎn)生，產(chǎn)生自激，這種現(xiàn)象在卡拉OK較常見。同時(shí)可以做個(gè)試驗(yàn)，同相位的二支動(dòng)圈話筒，將其成180°相對進(jìn)行拾音，會(huì)明顯感受到音壓偏低，甚至無信號輸出。

⑤、檔次好點(diǎn)的調(diào)音臺(tái)

一般設(shè)有相位轉(zhuǎn)換開關(guān)，在使用不同型號的幾支話筒平行拾音時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)聲音異常或偏弱，可以將其中一個(gè)話筒通道的相位轉(zhuǎn)換開關(guān)按下去判斷是否相位問題引起。二位歌手靠在一起“深情”演唱時(shí)，假若手持的話筒接近相對水平位置，你會(huì)發(fā)現(xiàn)拾音信號降低，這時(shí)速訊按下其中一支話筒相位轉(zhuǎn)換開關(guān)便能解決這個(gè)問題。

二、解決專業(yè)音響工程中的相位問題的方法

作為從事專業(yè)擴(kuò)聲工程的技術(shù)人員，如果系統(tǒng)中出現(xiàn)反相，這簡直是不能接受的，因?yàn)檫@只有一種解釋，你的音箱線接反了（或信號線焊反了），除了劣質(zhì)產(chǎn)品外，音箱自身和功放等周邊出現(xiàn)相位反接的可能性非常低。

在我們的工作中，所接觸倒的有關(guān)“相位”主要問題往往是反相，相移是很少碰到的，除非我們自己設(shè)計(jì)分頻器或音頻信號處理電路。舉個(gè)例子，高音串個(gè)電容，相位就差了90度。而反相在實(shí)際應(yīng)用中是很容易發(fā)現(xiàn)的，有兩個(gè)簡單的辦法來解決這個(gè)問題：

①、對于電路中的相位問題，現(xiàn)在國產(chǎn)的相位檢測儀已經(jīng)很便宜了，還不到300元。

有卡農(nóng)、RCA、6.3直插等各種接口，可以非常直接地檢測出線路中是否有反相問題。但不能全部連好后一次測，因?yàn)橹虚g有兩條串接的線反相的話，又負(fù)負(fù)得正了。而應(yīng)該一段一段地測。這應(yīng)該是工程安裝中必須經(jīng)過的一道程序。

②、對于功放到音箱是否反相，可以直接通過聽感來判定。

如果感覺自己沒有這個(gè)把握的話，你可以把一路單聲道信號同時(shí)送進(jìn)調(diào)音臺(tái)的兩個(gè)通道，再通過PAN（聲像定位旋鈕）分別定位在左、右聲道后，通過調(diào)音臺(tái)的左右主輸出送往左右音箱群。然后保持兩個(gè)輸入通道中的一個(gè)通道相位不變，另一個(gè)通道利用相位切換鈕進(jìn)行反相切換，低頻明顯豐滿有力、中頻豐滿的即說明相位沒有問題。

擴(kuò)聲系統(tǒng)中，由于傳聲器信號輸出線或音箱功率信號輸入線極性接反以及系統(tǒng)存在的相位失真等原因，會(huì)造成各種各樣的聲音反相位或相移問題。聲音相位關(guān)系的正確與否（尤其是反相），將直接影響聲音還原質(zhì)量。但是，目前國內(nèi)眾多中小型音響工程技術(shù)人員似乎對系統(tǒng)的反相并沒有給予高度重視。

多數(shù)音響工作者將系統(tǒng)連接完畢以后，根本不考慮傳聲器和音箱的相位；在進(jìn)行設(shè)備和系統(tǒng)調(diào)整時(shí)，也不考慮由于調(diào)整而有可能帶來的一系列相位失真，這對于現(xiàn)代音響系統(tǒng)來說，無疑是個(gè)缺憾。希望本文能給更多從事中小型工程技術(shù)應(yīng)用的朋友引起重視。