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瞬态 动态 扫盲贴拓展
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2023.03.26 广东

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瞬态和动态应该来说是在系统达到一定级别后才会去考量的素质标准,对于系统尤其是耳放和耳机有相当的要求。他们都和响度相关。所谓响度,说白了就是音量。

瞬态——声音的判断

判断声音的音质是否优秀,瞬态是一个非常重要的指标。很多耳机测评,尤其是对耳机测评中,都是提到一个瞬态响应或者瞬态表象的问题。瞬态是什么?好多萌新宝宝们对这个术语的理解并不清晰,导致看帖的时候一头雾水,形容的时候也会经常用错。在这里我们仔细拆解一下瞬态是什么?瞬态是什么原理?

瞬态(Transient),多指短暂而有爆发性的声音,定音鼓的声音便是音乐瞬态的例子。瞬态是一个与时间有着紧密关系的概念,它是在一定时间单位里面信号强度突变。信号强度就是声波的能量,或者简单来说就是音量大小。通常,这些瞬态的声音是难以准确的重现出来的。瞬态对功放耳机甚至音源都有很高的要求,所以这是在发烧到一定级别后才会在意到的一个素质。

瞬态响应(Transient Response),指耳机能够准确地再现瞬态音乐变化的能力。瞬态响应是衡量耳机对音乐中突发信号跟随能力地主要指标。瞬态响应好的耳机应当信号一来就立即响应,信号一停就嘎然而止,决不拖泥带水。 

 在发烧唱片中,打击乐器尤其是鼓乐,以及大场面的交响乐中领奏到合奏的过渡部分,几乎都是瞬态很快的时候,这类型的乐曲瞬态信号,对于很多耳机来说,是无法掌控的信号,瞬时间波动太大,是很难被完美还原的。 

以下是更加技术范的拆解,萌新看着眼晕可以跳过,我用分隔符划出来了。

******************************我是分隔符,对,分隔符就是我******************************

瞬态不完全等于瞬态响或者瞬态表现、瞬态响应,是指耳机系统对突变信号的跟随能力。实质上它反映脉冲信号的高次谐波失真大小,严重时影响音质透明度和层次感。瞬态响应常用转换速率V/μs表示,指标越高,谐波失真越小。如:一般放大器的转换速率>10V/μs。在数字信号、或者唱片这一级当中,由于静音立刻变成满信号都是容易的,测试耳机当中使用的方波(如:鼓声和爆炸声)就是这样。有意义地是,耳机的回放。只有耳机能够较好的表现瞬态信号时,才能给予 “瞬态表现不错”的评价。

我们还常听到“瞬态失真”这个词,瞬态失真又是什么呢?简单粗暴的讲就是“瞬态表现不好”。只要无法还原原始信号的都可以被视为失真。包括:瞬间响度不好、发出破音、打击乐时有延迟感甚至糊成一片、拖泥带水等。

瞬态响应的主要表现是瞬态失真。瞬态失真是现代声学的一个重要指标,它反映了耳机、耳放电路对瞬态突变信号的保持跟踪能力,故又称瞬态反应。这种失真使音乐缺少层次感或透明度,有两种表现形式:

1:瞬态互调失真

在输入脉冲性瞬态信号时,音电路中的电容使输出端不能立即得到应有的输出电压,而使得负反馈电路不能得到及时的响应,耳放在这一瞬间处于开环状态,使输出瞬间过载而产生削波,这一削波失真称为瞬态互调失真,这种失真在胆机上表现较为严重。

瞬态互调失真是耳放的一个动态指标,主要由耳放内部的深度负反馈引起的。是影响胆机音质、导致“晶体管声音”和“金属声音”的罪魁祸首。降低这种失真的方法主要有:a.选择好的器件和调整工作点,尽量提高耳放的开环增益和开环频响。b.加强各放大级自身的负反馈,取消各环路负反馈。

2:转换速率过低引起的失真

高电平的输入脉冲使耳放产生削波而造成瞬态互调失真。那么低电平的输入脉冲是否会引起失真呢?这就看耳放的响应时间了,由于耳放的响应时间太长使耳放宿处信号的变化跟不上输入信号的迅速变化而引起的瞬态失真,称为转换速率过低失真。它反映了耳放对信号的反应速度,这项失真小的耳放,其重放的音质解析力、层次感及定位感都很好。

它的产生主要是当较大的瞬态信号突然加到耳放时由于耳放的反应较慢,使信号产生失真。一般以耳放输出信号的包络波形是否与输入的方波波形相似来表达耳放的瞬态信号的跟随能力。由于声音的瞬态而引起的失真,主要是谐波失真,是指引起声音发硬、发炸;而稳态或瞬态互调失真主要引起声音毛糙、尖硬和混浊。二者都会使音质劣化,若如果失真度超过3%时,音质劣化就很明显。耳机失真度最大,一般最小的失真度也要超过1%。

末端设备对瞬态表现的影响

耳机放大器是光反应用的,具有超高放大倍数的电路单元。可以由分立的器件组成,也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展,如今绝大部分的耳房是以单片的形式存在。

我们常常听到某某耳放转换率大,大转换速率能更好的处理强信号,保证信号及时放大,而较小转换率则会让突如其来的强信号处理变得延迟。转换速率多大才是好的,明白这个参数和瞬态有些关系就好。

耳机的扬声器

扬声器是一种把电信号转换成声音信号的电声器件。确切地说,扬声器的工作实际上是把一定范围内的音频电功率信号通过换能方式转变为失真小并具有足够声压级的可听声音。耳机扬声器的种类很多,分类方式也五花八门,一般可根据其工作原理、振膜形状来分类。

耳机扬声器是瞬态表现的最大瓶颈,因为要得到“瞬态表现好”的评价,这对扬声器的控制力提出了非常苛刻的要求,保证控制力的手段就是增加此容量,有两种途径——一是增加磁密度(例如:使用稀土磁体,稀土磁体是铁氧磁体磁密度的7~14倍)或者增加磁容积(例如加大磁钢)。 

在很多扬声器介绍的书中都在强调振膜材料的密度越小越好,但是笔者认为振膜材料密度适当才是最主要的,因为单元的fo取决于悬挂系统的劲度和振膜的质量,较轻的质量可以得到更好的瞬态响应以及干高的效率,但是却有比较差的低频表现,另外过于轻薄的振膜在实际使用中还会遇到耳机内部的驻波进行耦合而产生不必要的失真和频率曲线上的异常峰谷;较厚重的振膜则相反,在得到更多低频的同时瞬态响应却打了折扣,而且效率的降低也伴随着耳房功率需求的提高。不过可以通过对耳机声腔体来设计改良。因此,笔者认为耳机扬声器的振膜的密度是一个必须反复斟酌的参数,需要根据实际的使用要求选择密度适当的振膜来担刚。

仅仅这样还是不够,“瞬态表现好”需要大功率功放和电源支持的,信号迅速提升的刹那,峰值功率可能会是平均功率的数倍甚至十余倍,因此发烧友经常本着高射炮打蚊子的理念来搭配耳机功放,几个中功率的耳机配一个几百瓦的耳放,让他们这么做的一个重要原因就是——瞬态表现。

******************************我是分隔符,对,分隔符就是我******************************

瞬态和瞬态表现有一些差异,有些口语化的评语中,称某耳机“瞬态好”——应该是说某耳机瞬态表现好。瞬态响应耳机应能重现音乐的瞬态,从响玄、小鼓清晰的喀呖声至吉他粗重的弹拨声,都应当既有速度又很精确,既不刻板又不显过分流动或缓慢拖沓的现象。所以你拿一首人声的音乐说瞬态很好,那就是在扯蛋,因为人声,流行相对比较舒缓,一般不会考验到小信号跃升大信号时系统的反应程度。只有古典音乐中,瞬态比较多见,举个🌰,你射手和辅助在悠哉悠哉的清兵线,突然草里冲出来了5个人,五打二围杀你,瞬间双方放大气势爆发到空大弱小无助的感觉。

萌新宝宝们划重点:瞬态是你瞬间听到一个鼓点音量炸裂,然后瞬间鼓点回归平静。

动态相对简单些,是响度变化的范围,考验的是耳机在一整首音乐中最低音量和最高音量的差异。好的动态听交响会非常有气势。举个🌰,你去iMax电影院去看动作大片和家里看感觉就不一样,小的时候声音很小,大的时候心脏都感觉被震到,这就是大动态的魅力所在,可以让听众跟着作曲者本来的设计时而被吸引时而背景下,情绪跌宕起伏,极具感染力。

这里放一张科普图方便萌新宝宝们理解。

其实动态和瞬态,首先是反映在本身乐曲的表达和音源录制上,其次才是耳机上,所以很多时候会说古典更容易测试出耳机的素质,原因就在此了。

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