DSP---中文含義為數字信號處理器,用途極為廣泛,但用在音響上面的DSP,是特別的,專(zhuān)門(mén)用于處理聲學(xué)信號的數字處理器,不僅僅在高端的家用音響和影院設備中有使用,在汽車(chē)音響和便攜音響中使用也逐步增多。

    便攜藍牙音響,因為突出便攜性,不可能將體積做大,對于藍牙音響來(lái)說(shuō),想得到出色的音質(zhì),是極為困難的, 因為腔體容積受限,揚聲器口徑也不能太大, 越大口徑的揚聲器在受限的腔體中,聲音反而會(huì )更差, 這樣一來(lái),也給小口徑全頻揚聲器單元的設計制造帶來(lái)了前所未有的困難,做好中高頻還容易,做好低頻就非常的困難, 都要有所兼顧到的話(huà)(其實(shí)也做不到), 揚聲器的頻響曲線(xiàn)就會(huì )變得波動(dòng)很大, 音樂(lè )中的不同頻段的響應會(huì )不同,聽(tīng)感上就會(huì )聽(tīng)出聲音不平衡,高音過(guò)亮,中音欠缺,低音沒(méi)有或者不實(shí),低頻下潛不足等等各式各樣的聽(tīng)感缺陷,無(wú)從談起出色的音質(zhì)表現.那些普通的,甚至是當玩具用的低端便攜藍牙音響,自然不需要考慮這些.

  在這里為對藍牙音響設計有興趣的朋友,討論音頻DSP在高端便攜藍牙音響中的設計應用:
    先了解一些音頻DSP的知識和便攜音響的基礎物理聲學(xué)常識作鋪墊:
1: 音頻DSP是Digital Signal Processor(數字信號處理器)的簡(jiǎn)稱(chēng),在這里我們提到的專(zhuān)指音頻DSP, 是使用在音響上面,用于提升音響性能表現用的, 前些年有兩個(gè)國際音響大牌廠(chǎng)商各自都推出過(guò)一款帶DSP用3英寸喇叭的電腦桌面音響,以其超小的體積,達到近乎6英寸喇叭書(shū)架音響的音頻表現,效果令人驚嘆,當然也價(jià)格不菲,一對小尺寸桌面有源音響的價(jià)格分別達到3000元和近5000元.前年某德國品牌車(chē)廠(chǎng),專(zhuān)門(mén)在中國區推出過(guò)限量500臺的帶DSP高檔音響的音樂(lè )專(zhuān)享型的車(chē)款.近日,香港一位發(fā)燒玩家朋友,坐了其朋友花10多萬(wàn)港幣改裝了麥景圖帶DSP旗艦型汽車(chē)音響的車(chē)之后, 猛然發(fā)現雖然喇叭都是安裝在小腿位置,但是通過(guò)DSP處理和其48段EQ專(zhuān)業(yè)調校后,播音聲場(chǎng)竟然是落在擋風(fēng)玻璃位置,由此可見(jiàn)專(zhuān)業(yè)型的音頻DSP在高檔音響中的力量, 當然,市面一些只有噱頭,沒(méi)有實(shí)質(zhì)的"偽音頻DSP"不在我們討論之列.
2: 口袋便攜型藍牙音響, 因為體積大小的限制,通常使用的全頻揚聲器單元口徑大約是在35mm/40mm/45mm/47mm. 有些超小型的,就使用一個(gè)全頻單元, 體積稍大的,通常就使用兩個(gè)全頻單元,以求獲得更高的輸出聲壓(即更大聲),口徑大一些的揚聲器,通常聲音(聲壓)也大一些.
3: 便攜藍牙音響通常用3.7V鋰電池供電(用5V USB電源充電),不經(jīng)過(guò)升壓到功率放大器的音響,物理定律決定了4歐揚聲器的輸出功率就3W, 兩個(gè)揚聲器的就是3W+3W,這個(gè)還是使用最優(yōu)質(zhì)高效D類(lèi)功放IC在電池電壓4.2V時(shí)得到的最大功率,如果要獲得更高輸出功率,就要將電池升壓到6V或者用7.4V電池供電了(可得到6W功率輸出),當然前提是:全頻揚聲器也要可以承受那個(gè)功率.
4: 當前小口徑(35mm~47mm)全頻揚聲器的物理低頻播放能力, 大約在180~250Hz, 在音箱設計加入低頻輻射器或者倒相管之后, 可以得到150Hz~200Hz的低頻下潛播放能力,估計大家都看過(guò)真正的音響低音炮,口徑越大的喇叭音箱,低頻下潛就越低,因為是揚聲器的傳統物理特性限制的.口徑越大的揚聲器頻率下潛可以越低,小口徑全頻揚聲器設計有諸多限制,因為同時(shí)要兼顧到高中低三個(gè)頻段的響應品質(zhì),所以更加不可能將低頻下潛做到特別低,否則就要犧牲中高頻的表現了. 全頻揚聲器要做好中高頻比做好低頻容易很多.

5:便攜藍牙音響的聲音好聽(tīng)與否,有幾個(gè)最主要的指標(那些參數虛假標稱(chēng)的音響不在討論之列):
  A: 頻率范圍(即可播放頻寬)
    高端HiFi系統有20Hz~20KHz的頻率范圍,這個(gè)頻段的音樂(lè )都可以播放出來(lái).但是便攜音響實(shí)際的的頻率范圍要窄很多, 高頻部分,一般普通級的大多數不超過(guò)10KHz, 不過(guò)由于很多人的耳朵,對10KHz以上的頻率是不敏感甚至是聽(tīng)不到的,所以對便攜音響來(lái)說(shuō),高頻播放能力差距在便攜音響中不是太大的問(wèn)題,除非是那些很差的,高頻只有7KHz多的那種,就聽(tīng)感明顯不好了, 低頻播放能力,口袋便攜音響大多處于150Hz~200Hz之間,看起來(lái)好像與頂級HiFi的20Hz播放能力沒(méi)有差多遠,但是事實(shí)上,聽(tīng)感上會(huì )差很遠很遠, 因為對音樂(lè )氣氛感染力有明顯影響的音頻都在這個(gè)頻段,低頻表現差一點(diǎn).音樂(lè )氣氛可能就少很多了.
    便攜藍牙音響之所以最好的聲音級別也只能做到發(fā)燒入門(mén)級的音質(zhì), 就是因頻率范圍這個(gè)主要參數達不到HiFi那樣寬的頻率范圍, 即使將音色與頻響應曲線(xiàn)等參數做到極致的理想程度,也只能算屬于發(fā)燒入門(mén)級聲音.

 
    上圖是某款普通級別的便攜藍牙音響實(shí)測曲線(xiàn), 可以看到的頻率范圍和響應曲線(xiàn)平衡度,曲線(xiàn)波動(dòng)起伏遠遠超出+/-3dB之外, 實(shí)際中低頻下潛也就180Hz.而不是其標稱(chēng)的50Hz. 這個(gè)音響聽(tīng)起來(lái), 它音樂(lè )聲音的還原性是很不好的.音樂(lè )原有的聲音魅力被大幅減低了.
 B:  響應曲線(xiàn)的平衡度.
    是指音響是否能把音樂(lè )所有頻率聲音的音量回放到和當初錄制音樂(lè )的時(shí)候一樣. 平衡度很好的音響,您聽(tīng)到音樂(lè )的每個(gè)細節響度與音樂(lè )錄音制作時(shí)是一樣的,音樂(lè )原來(lái)的魅力可以近似無(wú)損地傳遞給您,比如: 響應曲線(xiàn)平衡度不錯的某水果牌手機喇叭播放出來(lái)的音樂(lè )聲音:雖然不大聲,也沒(méi)有什么低音,高音也不能去到很高,但是聽(tīng)起來(lái)很悅耳. 而某些山寨手機播放的音樂(lè )聲音很大,但是非常刺耳不好聽(tīng)(一些街邊商店促銷(xiāo)廣播用的音響和某些廣場(chǎng)舞音響也屬于此類(lèi),您何時(shí)曾經(jīng)聽(tīng)過(guò)它們發(fā)出過(guò)美妙動(dòng)聽(tīng)/讓人感動(dòng)的音樂(lè )聲音?). 便攜藍牙音響也是一樣,響應曲線(xiàn)平衡度不好的,聽(tīng)感上就不會(huì )那么好聽(tīng)了,或中音不足/高音過(guò)度/人聲不夠飽滿(mǎn)等等
    傳統設計的便攜音響,調整這個(gè)響應平衡度是依賴(lài)不斷修改全頻揚聲器材料/聲學(xué)箱體設計/電路高通頻點(diǎn)來(lái)匹配來(lái)調整平衡度的,但是始終無(wú)法做到HiFi音箱那樣的平衡度,因為HiFi音箱是取高中低三個(gè)揚聲器最平直最好的那段曲線(xiàn)通過(guò)分頻器組合而成的,其曲線(xiàn)可以達到+/-3dB內很高的平衡度.  而傳統設計的便攜音響,頻率響應曲線(xiàn)通常都是波動(dòng)起伏較大并且可能曲線(xiàn)上斜的.聽(tīng)感上會(huì )感覺(jué)高音過(guò)于明亮,中低頻部聲音比較薄. 甚至人聲和樂(lè )器聲音不自然失真等等.

 
C: 音色和聲音解析度
    除了上面的頻寬和平衡度會(huì )對音色有一定影響之外,便攜藍牙音響,對音色和聲音解析度的影響,由全頻揚聲器工藝材料設計/音箱聲學(xué)腔體設計/普通D類(lèi)功放的數碼音等的不同構成, 其實(shí)還有一個(gè)對音色有極大影響的地方,就是某些便攜音響為了盡量大聲而調大聲音輸出帶來(lái)的高失真率對音色的影響. 不好的音色會(huì )讓你直接可以感覺(jué)到唱歌的人聲好像都不是原唱, 聽(tīng)著(zhù)總不是那么舒服,有些聲音解析度不好的音響,人聲都和音樂(lè )聲音混合交叉影響,聽(tīng)起來(lái)什么聲音都是渾濁,根本聽(tīng)不出不到其中樂(lè )器或者人聲部分的那種感染力.
D: 輸出聲壓( 對應最佳聽(tīng)音距離)
    即音響輸出聲音的大小,聲壓大的音響最大音量聲音大,聲壓小的音響最大音量聲音相對小聲.  其實(shí)用任何音響聽(tīng)音樂(lè ), 適當的聲壓才會(huì )得到最好聲音效果.  便攜音響這種小功率音響,都屬于近場(chǎng)音響, 即是用于近距離聽(tīng)音的, 因為他小功率帶來(lái)的聲壓,距離遠了,聲壓就降低到最佳聽(tīng)音聲壓級以外了, 這時(shí)候不是聽(tīng)不見(jiàn)聲音了,而是聽(tīng)音效果會(huì )衰減, 這也是為什么將家里數萬(wàn)元一對的英國書(shū)架音響搬到戶(hù)外球場(chǎng)播放, 聲音沒(méi)有在室內聽(tīng)那種美妙感覺(jué)了一樣,這也是為什么大型戶(hù)外演唱會(huì )的音響系統要用到幾十千瓦音響陣列的緣故.
    便攜音響的聲壓,如果是頻率范圍相同的音響,通常功率越大的音響,聲壓越高,即聲音越大,最佳聽(tīng)音距離相對可以較遠一點(diǎn).同等功率但不同頻率范圍的便攜音響, 低頻下潛差的音響,會(huì )比低頻下潛深的音響聲音要大,因為低頻非常消耗功率,低頻不好的音響,功率反而可以全部用在中高頻部分,聲音(聲壓)自然就會(huì )大聲一些.  
    在便攜藍牙音響的聲壓設計上, 依照產(chǎn)品定位的不同,我們分成兩類(lèi)來(lái)看:
    戶(hù)外型的便攜音響, 會(huì )比較專(zhuān)注追求輸出聲壓這個(gè)指標,某些千元級的戶(hù)外專(zhuān)用型音響,甚至充分利用戶(hù)外環(huán)境聽(tīng)音對失真率不敏感和高音空氣衰減比低頻小很多的特性, 用允許相對較高的聲音失真率和調高高頻輸出來(lái)得到更大聲的聲壓, 這類(lèi)偏向戶(hù)外使用的便攜音響,低頻下潛往往是不太追求, 實(shí)際(非標稱(chēng))低頻下潛厲害的也就 130Hz ,一般的也就160Hz甚至180Hz, 因為低頻在戶(hù)外空氣衰減很厲害,除非近距離聽(tīng),遠了根本就衰減很多很多了, 同時(shí),低頻下潛不深還可以更加省電,讓電池播放時(shí)間可以更長(cháng).  這類(lèi)音響的設計主要考慮用在戶(hù)外便攜聽(tīng)音, 室內聽(tīng)音效果,有些可能不是很好聽(tīng). 這也是有些用戶(hù)說(shuō): "我買(mǎi)了這么貴的便攜音響, 聲音怎么讓我有失望的感覺(jué)呢",其實(shí)真不是人家東西不好, 而是您用錯了聽(tīng)音環(huán)境的緣故!
    室內聽(tīng)音和戶(hù)外聽(tīng)音兼顧型的便攜音響, 同等功率下, 聲壓相對會(huì )小一些, 因為室內聽(tīng)音,環(huán)境噪聲什么都很小, 音響的任何失真和不平衡等等缺陷,是非常容易暴露出來(lái)的, 用戶(hù)對好聲音效果的需求,也比在戶(hù)外聽(tīng)音時(shí)的需求要大, 這樣就需要盡量好的低頻下潛和很低的失真率以及聲音平衡度來(lái)確保室內聽(tīng)音得到更好的音樂(lè )還原度, 所以, 即使是室內型的音響與戶(hù)外音響有相同的功率,但是輸出聲壓肯定沒(méi)有戶(hù)外型的那么大.最佳聽(tīng)音距離會(huì )相對近一些.