goldbingo wrote:
這個無響室喇叭移位實驗，其實跟聽者位移是等效的。常常會聽到皇帝位這個說法，就這個實驗結果來說，聆聽位置光是移動個1公分(相當於喇叭移2cm)，就足以造成可聽聞的聽感差異了！因此若想在現實生活環境中比較聽感，聆聽位置會是一個重要的變數要特別注意控制。
樓主是對的
,FB上的那位原PO真的在胡扯
我猜那位其實是打算為蔡醫生的調音班抬轎,蔡醫生調音時頭都能固定在1公分範圍內?
直接說出結論是不公平的( 沒有結論 ), 或許請有興趣細研及周末有閒暇的網友, 從爭論源頭了解始末比較好…
原設計 : 不同驅動器發出的波陣面最多只能在空間中的一點完美對齊（除非只有一個驅動器, 或者驅動器是同軸的）, 如果你想要獲得完整’ 完美的效果, 你需要將揚聲器和你的頭部位置精確地擺放, 並且不能移動…吉姆·奧斯汀 - 2021
https://www.stereophile.com/content/wilson-audio-specialties-alexx-v-loudspeaker
stereophile揚聲器2023榜單 : 有關評審推薦wilson-audio說明( 43卷1 期及44卷3期 WWW ), 細節及網友討論須延伸閱讀
https://www.stereophile.com/content/recommended-components-2023-edition-loudspeakers
順便把音量會隨距離衰減特性計算進去，只針對440Hz(也就是中音La, 鋼琴鍵A4)，畫出強度隨位置的變化圖：
移動到40公分左右處，就會幾乎完全沒有440Hz的能量了(20251020補充：嚴格來說是掉了超過20dB)。換成1.32kHz(高兩個八度的La, A6)：
移動10cm左右處，高兩個八度的La就快聽不見了(20251020補充：嚴格來說是掉了超過30dB)。把以上的圖，越強的用越亮的顏色來畫，就可看到如下圖：
這還只是水平在左右移動看到的情形。若是再把喇叭高度考慮進去呢？
加上Y軸由比喇叭低1m畫到高於喇叭1m：
回到440Hz:
能X軸左右、Y軸上下，當然也有辦法Z軸前後移囉！
(正值表示靠近喇叭，負值遠離)
雖尚未加上喇叭的指向性(Spinorama)以及雙耳(HRTFs)的影響，但能先略窺其趨勢也是相當有趣呢！
先看左右+上下：1760Hz
剛做出這張圖時，著實沒想到會長這樣。它就像是把上一篇中理想狀態下的圖，換上了奇怪的眼鏡來看一樣。而這個眼鏡就是假人頭模型參數(HRTFs)。妙極了！
好玩之外，還是有一些觀察可跟大家分享討論：
一、左右移動變化劇烈(黑白交錯)，但上下移動，相對上就不太有大變化。
二、左右耳干涉條紋不同，像是互為鏡像。這也好理解，人的頭也大致左右對稱。
三、在X軸0的位置，也就是正中央，反而是黑色的。意思是1.7KHz左右的頻率，會正好因為HRTFs而衰減。畢竟人耳朵是長在旁邊
，跟中間差了可能7~8公分。換成440Hz，X=0的位置雖然還是偏一邊，有稍微衰減，但至少沒有那麼黑。
而這圖也正好顯示出上下不對稱，人的頭形、耳朵不也是如此嗎！
左右+前後移動(正值為向前移)：
不論左右、上下、前後，大體趨勢與理想情形都很接近。畢竟其背後理論基礎，是兩喇叭時間差，造成相位差。所以干涉條紋都很像，也就都說得通了。
正中間的麥克風、兩個喇叭仍是間距3米，無指向性，喇叭高1.2米、與麥克風同高。喇叭離後牆0.5公尺。所有牆材質均相同。麥克風一樣擺兩種方式成一個平面，來量測房間響應。
參考網頁 [材質吸收係數]，來玩玩幾種吸收係數。
無響室 1.0
良好吸音器材 ～0.9
地毯、布簾 ～0.5
木頭 0.1
磚牆、玻璃 <0.1
X左右 / Y上下：
(左排1760Hz，右排440Hz)
X左右 / Z前後：
可以觀察到加上牆壁反射效應後：
一、不只對左右移動敏感，連對上下或前後移動也變得敏感了。
二、常見吸收率在0.5以下的場景，已經幾乎看不出什麼規律性了。
另一個有趣的地方，若是故意選會造成room mode的頻率來看，在吸收率越小，反射能量越強時，會幾乎只看到room mode，可見其能量之強烈。
同時用兩個喇叭播放，除非距離完全一樣，勢必有梳狀濾波效應。但人耳有兩個，兩耳間距約15cm，所以註定距離永遠不會一樣，梳狀濾波效應避無可避。
在加上房間反射的效應下，更多不同延遲的訊號傳到耳朵，就變成一個梳狀濾波大派對！
在兩個喇叭同時發聲下，追求每個位置頻響都平直，就算是幾公分內，甚至在無響室，都是不可能的。這些干涉圖像能告訴我的，正是如此。
雙聲道的目標是在人的大腦中，形成一個現實中不存在的虛像。這虛像好壞如何量測，對我來說仍是個謎。
之前量的頻率響應，其實是訊源+擴大機+錄音機三者共同影響下的結果。若是實驗室的做法會是讓訊源和錄音機(或是示波器等儀器)的性能，遠遠超過擴大機。這樣量到的就會是單純擴大機的性能。
但車庫科學也有預算較低的辦法
，多量一組單單訊源到錄音機的結果，然後相除：
這方法雖不到完全精確，但足以看出趨勢。
計算出來，實際上此擴大機頻率響應幾乎完全是平的，只有在接近20kHz有不到-0.3dB的衰減。相位也是幾乎都是0度，只有在最高、最低頻有2～-1度。
————— 頻率響應 —————
用同樣方法，就可以來比較不同32V vs 48V電源下，頻率響應的差異：
兩者頻響差異非常小，完全躺平。就算相位響應也差不到0.2度，這也許已是量測誤差範圍了。就算有這麼小的相位變化，就之前[ 五五、喇叭線正負接反 — 高低音篇 ]經驗而言，連大到180度聽感也難以辨別。
順便驗證不同電源下，若音量旋鈕一樣位置、輸入訊號一樣大的話，輸出振幅也會一樣大，跟電源電壓32V或48V無關。
————— THD+N vs amplitude —————
頻域另一個武器，可以量化失真+雜訊程度。雖然與聽感不必然等值，但拿來看硬體基本能力還是很好用。
X軸改用輸出弦波振幅來畫，比較容易從輸出音量的角度來看趨勢：
48V電源在同樣音量下，比32V電源要好了5~10dB。尤其是音量振幅大於5V(也就是約略1.5W以上)，從5dB拉開到10dB。一直到15V(約14W)都是拉開的。此48V電源約在振幅10V(約6W)時，THD+N達到最小值，可惜我只有48V/0.75A的小電源，沒能看到更大瓦數下的性能差異。
10V附近有THD+N暴增，其波形如下圖。已確定是錄音機ADC檔位切換的bug，造成clipping的現象，之前在 [ 五八、D類電源聽感與時域分析 ] 也看到這個現象。之後錄音時，避開就行。
————— THD+N vs frequency —————
另一個方向，是看THD+N隨頻率的變化特性：
的確看到48V在多數頻段都優於32V電源。
高頻兩者都會變差，只是48V看起來更敏感，好奇換大電流的48V電源，會有不一樣的結果嗎？
補充解釋橘線48V高頻時反折的現象，這並不是THD+N突然變好。其原因如下圖：
先有一個觀念是THD+N的計算一定要定義FFT長度，以及列入計算的頻帶範圍。不然其值沒有基準，無法互相比較。此圖我只計算48kHz以內的頻帶，超過48kHz就不列入計算。
左圖是正中央是1kHz弦波，其諧波失真在其右邊一根一根。但到了右圖10kHz時，其右邊雖仍有20kHz諧波成分，但更高頻的諧波，例如60kHz，因為超出計算頻帶範圍，圖上已看不到，也不列入計算。因此看起來THD+N數字變小，折下來看起來好像變好了。
喇叭未必能發出超高頻的聲音，加上人對20kHz以上也難以聽到。超出20kHz的諧波失真對於實際聽感，我認為並不那麼重要。
————— Multi-tone IMD —————
整個大趨勢上，很接近。只有在中間這一大群。似乎32V(藍色)偏左，48V(橘色)偏右。這並不是IMD。改看10kHz單音頻譜：
不一樣的地方在於60Hz電源雜訊諧波。32V偏1kHz以下，48V 1kHz以上殘留稍微較多。
————— 回到聽感 —————
由頻域分析，可知THD+N、電源雜訊是有差異的。再聽一次上回的錄音，能藉由已知頻域差異的提示下，聽出差別嗎？
小音量：[ guitar ] [ jazz ] [ piano ]
大音量：[ guitar ] [ jazz ] [ piano ]
避開錄音機ADC設計造成clipping 異常的bug，重新錄了一次完整20秒，希望多點線索能辨別出32V與48V電源聽感差異：
[ guitar ] [ jazz ] [ piano ]
再三的反覆練習，以我的聽感，還是沒找到辦法辨別出差異。
同場加映：32V擴大機輸出 vs 原始wav檔
[ guitar ] [ jazz ] [ piano ]
經過DAC、擴大機、錄音機重重失真，您分辨的出來哪個是原始音源檔嗎？
————— 48V極限 —————
最後也很好奇48V電源的極限為何？若在電流可承受下，能輸出多大振幅的波形呢？將掛在擴大機輸出的8歐姆阻抗拿掉，看輸出電壓可到多大：
最高振幅可超過32V，上到40V。若再加大音量超過40V，雖還沒clipping ，但會先跑出毛躁波形，也不堪用了。相較32V電源，輸出波形只到24V(8歐姆負載下為36W)左右就毀了，48V可提供的音量更大。
————— 感想 —————
相對於時域波形分析，頻域有很多方便的指標可以看出擴大機在工程學理上的能力。但若是要找問題，時域分析則有利於定位出問題點為何。
然而在數據分析明顯可見的差異，對我來說，在聽感上卻是難以分辨出來。目前為止所看的技術分析指標，也許還沒惡化到夠糟，或是曲目聽感對這些指標並不明顯。很可惜沒能累積到聽感差異上的經驗。
附錄：
[ 所有wav檔打包下載 ]
訊號量過癮了，動手拆了吧！
稍加用力就可拔掉前面旋鈕，再轉開固定螺帽。最後將後面兩顆、下面兩顆內六角螺絲移除後。
登登！主機板就可以滑出來了：
裡面體積最大的，就是一顆3300uF的63V電容。
參考Digikey的電路參考設計圖：
該電路是325W*2的設計，兩個聲道各自有自己的4700uF電容。猜測這台小巧的D類擴大機沒這麼大瓦數，兩聲道共用同一個3300uF電容。
好奇來看看這台機器的電路板：
這顆電容也跟參考電路圖一樣方式，直接跟輸入電源接在一起。用三用電表量都是短路。也就是說，先前在 [五七、D類特性&直流電壓源] 中所量的直流電源線電壓，就與內部電源的電壓相同，不需要再費力來量一次電路板內部點的電壓。
——— TI Max. Burst Output Power ———
參考 [TI的datasheet] ，裡面有一個很有趣的規格：
我之前實驗的想法跟它很像，也是混合打同一頻率的大訊號、小訊號。TI的測法很明確，是量測能維持10%THD的最大瓦數。
規格書上有說明為何有此規格：
一般音樂並不像測試正弦波形是固定振幅，而是上上下下振幅變化。因此用大小變化8倍或16倍的正弦波變化來測試。同時大小振幅比例也不是固定值，因此就有2:1, 2:2~1:4, 1:8依序標在下圖X軸。規格書上有兩張圖，分別是大小振幅比例(Power ratio)1:16, 1:8。先看1:8這張：
從spec中給的圖，有幾個觀察：
一、越低頻，越難在大功率下保持良好失真程度
可以回頭看一下電源電容設計，不只有大電容，還有兩顆小電容助於高頻電流需求。而越低頻，直接考驗電容的總水庫量。這可合理解釋第一個觀察。
二、振幅大的比例越高，也越難上的了高功率
若振幅大的比例高，耗電量就增加。對電容抽電量也增加，可能產生的電源壓降變大。第二項觀察也可理解其原因。
三、大小振幅相差較小的，功率較上不去
有趣的是這第三個變因：「大小振幅比例(Power ratio)」。之前跟大家請益的動態聽感[前文連結]，有個推論是對於大小聲強烈變化的樂段，容易感受出動態表現的好不好。例如以Dave Brubeck - Take Five YouTube影片。
但這裡的結果與此推論卻正好相反，下圖加上比上圖1:8 power ratio差更大的1:16 ratio，放在一起比較：
Power ratio差更大，反而要達到10% THD較為容易！我把兩個不同power ratio，且同在burst ratio為2:1的資料點，跟規格書中的全同振幅輸出的最大power畫在一起：
全部相同最大振幅測試，就是最嚴格的標準，其他只會更輕鬆。
或許也可反過來解釋，一般先會打到擴大機極限的，會是振幅較大的地方。因為電容等電路上有些餘裕，因此只要burst ratio不要太大，也就是突然變高了片段少；power ratio相差夠大，也就是不是整段都變強，只有少數點翹高。則擴大機就會較有機會撐過去。
但用最嚴格的來測，只要全最大振幅能夠好，就不用擔心了。
這只是我對規格書上這段的解讀，我想「動態」這個聽感，應該還有其他面向待轉換為工程指標，這個規格尚無法涵蓋全部。
——— 其他 Burst Output Power 測法 ———
找到另一篇Bass Gear Magazine：
跟TI不一樣，它打的大振幅期間較長，長達20個波長，不會只有短短幾個。測試目標雖然也是THD(也就是波形變形量)，但在意的是後半段的變形程度。
個人覺得此測試的意義，跟常見的直接大電流測試物理意義上仍是一樣。頭幾個沒變形的波形，只是因為電路、元件、內部電壓上還有餘裕。等到時間一長就要看真本事了。若更長時間的全相同最大振幅下的壓力都挺的過，此實驗測短時間也就沒意義了。
但若是頭幾個變差，後面變好，那這就值得探究出了什麼問題了。
——— Thermal ? ———
回頭來看TI規格書內的做法，它放在Thermal的章節。推測其目的，應該也包含量測晶片內部加熱高溫後的表現。溫度也是會隨時間而變動的特性。至於為何要用短短的大小波形交錯，我的看法是讓使用者知道，實際音樂下還有多少餘裕可用。
目前尚沒找到相關公式可計算TI所謂的THD，可自己來重現TI規格書中量測的實驗，只好先作罷
。若有朋友知道的話，還請幫忙帶領進門，一窺此測試怎麼解讀分析。沒搞點大場面，怎麼會過癮呢？我的小黑48V/0.75A一上大瓦數，就直接掛掉電壓掉到接近0伏特，無法擔此重任。於是用來挑戰32V/5A的魔王到貨了！
連規格書上都寫了8歐姆負載無法讓晶片超過極限，因此負載從8歐姆，跳過4歐姆，直接來到2歐姆。看看振幅能撐到哪兒：
20V! 最多最多調到這麼大，在振幅最大時，上下兩頭都已經開始毛毛的了。再往上調就聽到類似繼電器「噠噠」的聲音，自動斷電重啟了。一開機起來又馬上再度跳電，重複「噠噠⋯噠噠⋯」。
挺嚇人的，趕快拔掉電源。不過能到20V倒是有點意外，換算起來已經到了100W，雙聲道來到200瓦，已經超過32V/5A的160W。不知是否這顆變壓器標的5A，稍偏保守還有些空間。或是哪裡還有眉角，我沒搞清楚
？掃振幅與THD+N的趨勢：
到了20V，THD+N瞬間爆高，然後⋯⋯就沒有然後了。不意外，又跳電變0V
。再來看之前測過的1kHz，每五秒1：10大小振幅交錯變化，如下圖，比起TI的測試方式，我的測法還多給了10ms的時間，逐漸升到最大振幅，這挑戰已經輕鬆很多了。
20V極限：
不論是2、3、5階諧波失真，都隨著打大振幅的時間越長，失真越嚴重。雖然沒有換算成絕對THD+N數字，但趨勢是吻合的。
如同TI規格書中的說法，連續大振幅下是最嚴格的規格。只要有小振幅的時間，就會讓電源有機會為電路充好電，回到THD+N比較低的狀態。而且此實驗只打了5秒大振幅，失真還在一路上升。大振幅打的再更久，THD+N還會越糟。
這吻合了之前139140F 大提過的：
139140F wrote:
主要是差在持續電流
能負荷持續大電流，才好因應大音量下連續播放。現在總算有點了解什麼是持續電流這個說法。
這時候的電源電壓情形，已經由32V掉到下緣約27V了。奇特的是，大振幅時反應不是整個下降，而是在27～32V間抖動。
再稍微調整大一點點，就斷電重啟了。
最嚴苛的20V考驗試過了，降到一半10V應該就可輕鬆過關了嗎？
二階諧波失真與四階諧波失真如預期，較為平緩，但是三階諧波失真⋯⋯
中大獎啦 三階諧波失真，竟然會一開始比較差，然後漸漸變小。這樣的特性在TI的規格書中並沒有提到，也沒有在網路上看過類似現象及量測。(如果您有看過或找到，請告訴我，也許是我少見多怪
)這樣的不理想性，會讓音樂在大小聲巨大變化時，大聲的地方失真變大。也許跟之前這篇[ 幾條個人擁有的音響訊號線跟電源線的個人感想 ]Pachilla 大分享的「動態」在聽感上的定義會有關：
就是 "主旋律/人聲" 與 "背景" ，"強音" 與 "弱音" 之間的落差。
推測若是影響了強音聽感，也許可能同時會失去細節跟層次立體感。
也看了一下這時的電源電壓：
下緣大約降到30V，並沒有在大訊號一開頭有特別壓降掉下去。這表示一開頭三次諧波失真飆高再緩降，不像是受電源影響，其中必然還有其他不知道的電路因素。
———— 感想 ————
也上不確定這是否這是影響動態聽感的主因，但至少找到了一個很有趣的相關指標，無法以大小固定的波形來測出。而這現象，可能目前還沒被廣泛討論過。有了這個發現後，衍生了更多的疑問：
「只有這台，還是所有D類都這樣？」
「只有D類有此現象嗎？A類AB類呢？」
「如何量化這個指標？控制或模擬此現象？」
「如何與聽感對上？影響有多大？」
「加大電容會改善嗎？」
「加大變壓器電壓或電流，會影響嗎？」
⋯⋯⋯
哈哈，一堆問不完的問題
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