蹲著唱歌的蔡琴-論時間修正與音場定位－turboman206的部落格

本文由筆者好友新家坡IASCA會長SAM哥所寫 之前發表於新加坡唯一中文音響雜誌<視聽藝術>的作品 闡述其對於汽車音響定位的一些概念 筆者編輯過後重新刊出 希望對於汽車音響從業人員可以有所幫助
文·【Sam Tan】編輯:謝宗桓

這是筆者破天荒首次在《視聽藝術》里談論汽車音響，而且我相信有些車主的汽車音響還特別的響！至於那是不是音響，就見仁見智了。在這里，小北要談的不是汽車音響如何的“響”，而是汽車音響也有音場、結像（staging)與定位（imaging）。

但是，這跟琴姐蹲著唱歌又有啥關係？根據絕對音響的定義，就是完美地把錄音師在現場錄制的音樂，原汁原味地播放出來。評論汽車音響的準則，也同出一轍。在家用音響方面，一套器材的組合，可以配合不同的電源線、喇叭線及一些調音配件，籍以達到校聲的目的。我相信，最重要的還是揚聲器的擺位，因為這是整套音響系統的表現。至於能不能夠搞到音場入墻三尺半，結像有如真人般在你跟前演唱，低音低潛至basement 18（第十八層地獄也），就要視個人功力而定，或請教老閻了。

正常來說，若家用揚聲器與聆聽位置（皇帝位）能夠形成一個三角形，而左右兩個揚聲器的相位（Phase)又正確的話，在皇帝位（sweet spot）上絕對能夠讓聆聽者感覺到音場的延伸度、結像力與定位感。這是每一位發燒友所應具備的音響常識。

有趣的是，有些發燒友誤以為在皇帝位上，只有所播放的音響（Programe meterial）是單聲道（Mono）的話，才能構成一個音場、結像及定位一，其實這個概念是錯誤的。因為只要左右揚聲器的訊號同時到達左右耳，大腦就會產生一個音場、結像及定位。也就是說訊號同時到達。

只要左右揚聲器的訊號同時到達左右耳，大腦就會產生一個音場、結像及定位。

無論你的揚聲器是二路分音、三路分音或二路分音三單元，抑或是三路分音八單元。所有的發音單元所發出的音源（Point Source）必須在同一時間到達左、右耳。任何一個單元所發出的聲音，若不能夠與其他單元所發出的聲音同時到達聆聽者的耳朵，就會產生所謂的時差與相位差（Time & Phase Error）。而有些聰明的廠家設計揚聲器時，已在單元的排位上，巧妙地化解了因單元不在同一發音點發音而產生的時差與相位差。因此，若揚聲器能夠與皇帝位構成一個等邊三角形的話，其結像力與凝聚力更高出一班也有些廠家利用聚焦的方式，再加上分音器（Psddibr X-over）反相位之設計，把相位差的問題給解決了，不過時差的問題還是存在著。

一個單元所發出的聲音，若不能夠與其他單元所發出的聲音同時到達聆聽者的耳朵，就會產生所謂的時差與相位差

而有些聰明的廠家設計揚聲器時，已在單元的排位上，巧妙地化解了因單元不在同一發音點發音而產生的時差與相位差。

更有些廠家，利用同軸二路單元之設計，即高音與中音都在同一單元。並形成一同心圓，以達到單點發音的目標。詳情可參閱《視聽藝術》第21期第119頁有關Thiel CS-6的文章。

也許你會感到莫名其妙，大標題明明寫著汽車音響，怎么卻說了這許多的家用音響？但若不引經據典，一一道破，下文“汽車音響”，小弟就不知該如何下筆了。首先，讓我們來分析一下汽車內部的設計與揚聲器位置。不論你是右邊駕駛或左邊駕駛，司機的位置一定是偏向一方，就以新家玻右邊駕駛為例，右邊的揚聲器，不論是高/中音單元分體式（Separate）或高/中音單元同軸式（Coaxial），都因為聆聽位置（以司機位為準）偏向右邊的關係，右邊揚聲器的訊號到達右耳的時間總是較左邊揚聲器到達左耳的時間快！如此這般，便產生了嚴重的時差與相位差。這比駕車不綁安全帶又超速駕駛，然后還手握大哥大高談闊論被交警逮個正著更糟！

以新加玻右邊駕駛為例司機一定偏向右方聲音到達耳朵的時間也會不同

嘿嘿！諸位有車階級，若閣下座車前面的揚聲器是裝在前門下方的話，那就更糟！蓋因尊駕同時擁有了汽車音響的兩大致命殺手：時差與相位差！你不妨放一張發燒友所熟悉的《蔡琴老歌》聽聽，感覺一下琴姐蹲下來唱歌的滋味？如果閣下座車只在后座安裝揚聲器的話，琴姐絕對是在你背后唱歌，那你也絕對不是發燒友！試想想，閣下會不會在發燒房里，背著揚聲器來聽音樂？

再不信的話，請扭開FM100.3，聽一聽花心尤發的播音，不論他是以華語或泰語廣播，都是從右下方的揚聲器發出，乍聽之下，發哥宛如蹲著在播音，當然，也許發哥在播音時是蹲著的也說不定，如果真有其事，那閣下的汽車音響還挺有現場感。如果閣下不惜一擲千金，在座車后方安裝了低音揚聲器，那么請試播Sheffield Drums Record CD，那位鼓手肯定是在你身后打鼓給你聽！

汽車內部空間由於有多種配置因此反射音會相當多

如此一來，哪有音場、結像及定位可言？更甭談什么分析力、通透度了。汽車音響的兩個天王殺手時差與相位差都一一引了出來，究竟有何仙丹或是靈葯能夠將他們降服呢？

有！那就是Time Alignment，即延時糾正，縱觀汽車音響，為何會有以上的問題呢？原因很簡單。因為聆聽位置的偏向缺陷，再加上揚聲器位置的不當，導致各個發音單元的音波到達耳朵的時間不一致，產生了時差，直接地影響了相位。

何謂延時糾正？(台灣稱時間修正)簡單地說，就是設法令各個發音單元的音波同時送達耳朵。具體一點，就是左邊揚聲器所發出的音波到達左耳的時間，必須與右邊揚聲器所發出的音波到達右耳的時間一致。乍聽之下，似乎不太可能。但卻可以利用物理延時糾正（Physical Time Aignment）及電子延時糾正（Digital Time Alignment）兩種方式中的任何一種加以解決。

現在的高階主機多數都有時間修正的功能

首先說說物理延時糾正法。即把前方左、右揚聲器的位置，裝在愈前方愈好，距離聆聽者的位置愈遠，效果愈顯著！其中又以Kick Panel為最佳位置。縱觀各類汽車，能夠把揚聲器遠離聆聽位置的，就是在Kick Panel一帶。這亦是產生時差最少的位置，以一般的車型為例，平均偏差大約介於5英寸之間，

只有在Kick Panel的位置上，衡量左、右兩邊揚聲器的距離，才能取得最少的時差（1英寸相等1個微分妙1milisec）。有一點必須強調的是，如果彩物理延時糾正法，高/中音單元必須安裝在一起，不可將高音單元另外裝在門邊或儀表板（Dash Board）上，因為如此一來，高音與中音之間就有了差距，各個發音單元的音源就不能夠同時到達耳朵，切記！切記！

不少汽車音響發燒友都有非常嚴重但很美麗的錯誤觀念。就是誤以為揚聲器單元裝在下方的位置，尤其是高音單元，音場就會越低，宛如琴姐與發哥一樣，一個蹲著唱歌，一個蹲著播聲。其實，這真的是一個美麗的誤會。如果中低音（Mid-Bass）單元裝在車門內的下方，而高音（Tweeter ) 裝在任何一方，甚至是裝在比中低音單元還要高的位置上，但由於中低音單元的位置比較靠近聆聽位，因此聽到中低音的時間比高音要來得快，再加上中低音單元的音階（Octave）比高音單元要來得多（以一般汽車音響揚聲器而論，通常中低音單元發音從80Hz到5000Hz。概括了6個音階，而高音單元發音則從5000Hz至20KHz，概括了2個音階）。因為先入為主的關係，大腦首先分析收到的訊號，再加中低音單元安裝於前門下方位置，因此不論是聽音樂或聽新聞，都會有一種蹲著唱歌或播音的感覺。

以一般的車型為例，時間差平均偏差大約介於5英寸之間

在物理上，聲音的速度約為1/1120Sec，即每秒1120尺。若以汽車中低音與高音的通用分頻點Cross Over Point為3500/1120為3.1寸，即表示中低音與高音單元的距離不能超出3英寸，以避免產生嚴重的時差與相位差。由此可見，只胡把左、右兩邊揚聲器裝在距離聆聽位置越遠的地方，如Kick Panel，而又能把左、右兩邊揚聲器的差距局限在5英寸的話，其音場、結像及定位的效果愈好。如果超出5英寸，效果則大打折扣，其折扣率比即將舉行的The Great Singapore Sales還要高！

怪哉！為何高音單元裝在高處，反而音場很低，而裝在低處（必須靠近中音單元，且安裝於Kick Panel的位置），音場反而高高地呈現在你眼前呢？原因無他，只因人類耳朵天生一左一右，而非一上一下，因此辨別左、右兩方位的靈敏度比起上下兩方位的靈敏度高。最重要的是，必須懂得運用物理延時糾正法，把左、右揚聲器的音源（Point Source）利用距離上的延長，來化解與糾正聆聽位置上的偏向問題。不信的話，請看看Dynaudio的旗艦揚聲器Consequence，其超低音、中低音、中音及高音單元的排列由上而下，這一反傳統，再反常態的排列，絕不會讓琴姐有蹲下來唱歌的感覺。原因很簡單，皆因所有音波都在同一時間到達你的耳朵。

唉！人生不如意之事十之八九，遺憾的是，物理延時糾正法也受到物理上的限制，真是一“物”治一“物”。原來，此法只能運用於左邊駕駛的座車上，原因是司機位置左前方的Kick Panel非常寬裕，大可安裝任何揚聲器而不會影響或干擾到Clutch、Brake及Fuel Padal的操作。在右前方（Kick Panel）的位置上，同樣可以大展拳腳，依樣畫葫蘆，與左邊揚聲器的位置與角度相對稱。

至於右邊駕駛的汽車，在左前方Kick Panel的位置上，同樣可以用降龍十八掌或天蠶腳來安裝揚聲器，可是當我們要依樣畫葫蘆，把右邊揚聲器的安裝角度和位置與左邊揚聲器對稱時，我的媽呀！比車鎖匙給鎖在車里還要糟！右邊揚聲器的位置，怎么被 Fuel Padal給占用了？徒有降龍十八掌和天蠶腳之蓋世神功，也無用武之地，難道將Fuel Padal給拆了？！

有時間修正功能之後 KICK PANEL慢慢被淘汰

明顯的，物理延時糾正法只適用於Left Hand Drive Only。這是美國及其他左邊駕駛汽車國家目前最滸與最好用的方法之一。如今這年頭，流行的未必好用，好用的未必流行，偏偏這個又流行又好用的，我們卻無福消受！

節哀順變，且讓我們來看看電子延時糾正法（Digital Time Alignment）吧。與物理延時糾正法相比，電子延時糾正法的安裝要來得簡易，最重要的是，它可以利用車內原有的單元位置來安裝揚聲器，無須象物理延時糾正法那樣須另起模型來改造揚聲器的位置。

其原理很簡單，就是把最靠近聆聽位置的揚聲器（右邊）所發出的訊號加以延遲（Time Delay），以配合距離聆聽位置較遠的揚聲器（左邊）的音波，從而達到左、右音源一致到達聆聽位置的目的。延時的多寡，視左、右揚聲器的距離長短而定。理論上，若把訊號延遲一個微分秒（1 MiliSec），相等於把音源移后一英寸。打個比方說，若左邊的揚音器離左耳42英寸，而右邊揚聲器離右耳27英寸（以右邊駕駛型的司機座位為例），其偏差為：42"-27"=15"。因此，只要把右邊揚聲器給予15ms的時間延遲（Time Delay），左、右兩邊揚聲器的音波到達聆聽位置上的時間就會一致，那么，音場、結像及定位就會活靈活現於你的眼前。琴姐與發哥也再不會蹲下來唱歌或播音了。

有一點必須注意的是，所有的發音單元，其相位（Phase）必須一致，除非你特別喜歡讓琴姐蹲下來唱歌，發哥蹲下來跟你講話。今日的發燒汽車音響，電子延時器材可說是非常重要的一個設計，尤其對採用右邊駕駛的國家而言。許多高級汽車音響廠家，都有專門的技術來開發電子延時器材，解決歌星蹲下來唱歌的弊病，讓他們站起來重新做人，堂堂正正地引亢高歌，得以重生，真是功德無量，造福人類。

較有代表性的型號有Sony旗下的XDP-U50D/XDP-EQ210D，以及頂級型號，鬼斧神功的Mobile ES XES Series， Alpine的PRA-H400， Pioneer的 DEQ-P800及 O.D.R. (Optical Digital Reference）等。價格大約從S$850至S$2500（單指電子延時器材而言，未包括其他器材），豐儉由人。延時器器材的安裝方法不一，計算延時的方程式也並不統一，不過殊途同歸，效果一般上不相伯仲。當然，頂級型號的延時效果所重現的立體感、舞台感、音場、結像及定位，成績斐然，美妙之處非筆墨所能形容。