声音音质与瞬态分析(2)

小锡

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。很多音响器材的测评，尤其是对耳机、音箱测评当中，都是提到一个瞬态响应或者瞬态表象的问题。瞬态是什么？瞬态是什么原理？笔者在这里跟大家探讨关于声音瞬态的问题。
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，它是指信号强度突变。通常，这些瞬态的声音是难以准确的重现出来的。
瞬态响应（TransientResponse），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，万万都是瞬态很快的时候，这类型的信号，对于很多耳机来说，是BT的信号，是难以还原的信号。
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？无理头的说法就是“瞬态表象不好”。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：
A：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：1.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。2.加强各放大级自身的负反馈，取消各环路负反馈。
B：转换速率过低引起的失真
以上所述，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，不是本文讨论的重点，明白这个参数和瞬态有些关系就够了。