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【渣翻译】如何读懂各类耳机的音频测量图【golden ears】

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发表于 2017-9-3 22:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 gtx770 于 2017-9-3 22:37 编辑

0前言-在没有试听条件的情况下该如何选择耳机?


  前两天入了1个701,这是我第2次入这个耳机了,可是没到1天它就被我打上包裹送到其他人手里了。第一次邂逅这只耳机的时候我的听音观还很不全面,入了701之后便被它奶油般的染色迷的神魂颠倒,直插手机不亦乐乎。可是没过多久我的耳朵就开始痛,对高频格外敏感,那时候的701对我而言从仙乐瞬间变成刮耳刑具,一看网上什么万元前端之类的话直接放弃出了二手。之后有听过q701,k702,还是一样的难推,可是不会刺耳。当时的我脑子里都是染色,毒之类的没有在意到这个细节,把它们归为一类货色后再也没入7系列的坑。上个月实体店试听了q701又找到了当时的感觉(没找到k),乐感很好并不刺,回想到各种评论各种k比q好,人声有多润,多厚实云云,我就只记起701的妖娆而忘了她的刺耳了。加上现在有前端了(HA1+HD800S,一个冲动又入了一只。。可不到1小时又刺的我难受,染色也全无当年的影子,果断出了。现在一看数据q和702结构上就决定了不像701那样刺耳,试听的时候我的感觉是对的,但这些都只是后话了。
  于是我开始思考在没有试听条件(居住偏僻或者试听场所嘈杂)的情况下,该怎么客观的选一只耳机这个问题。以前我都是网上看很多评论,多的是有关想要的耳机和现在手持的耳机之间对比的评论。从数十篇评论中找到一些共有的内容然后在脑子里脑补那只耳机的声音。结果有盲狙成功的有但是失败的更多,701就是典型的一个。难道hifi只能是玄学和文学吗?就算听音观和个人耳朵各有不同,但耳机与耳机的个体差异有但是大体走向是不会变的,既然人耳听得出的特征那机器必然也听得出来。抱着这个想法查到了golden ears的耳机数据,一堆图除了频响全看不懂心很是慌,但是不行,一定要走出这一步,网上有部分翻译但不完全,闲的蛋疼就彻底把介绍各种测量图的看法的文章翻译了一遍。老烧勿喷。原文地址:http://en.goldenears.net/456


1 Frequency Response频率响应
  频率响应曲线图毫无疑问是各种图表中最能表现耳机(器材)特质的图表。任何关于耳机(器材)声音的特征都可以在频率响应曲线图中得到诠释。

HD600的频率响应图
   横轴表示信号音调的高低,单位是赫兹(Hz)。纵轴表示声音的强度,单位是分贝(dB)。图的右边为高频部分,而左侧为低频部分;线的位置越高表示该频段声音的响度越大,反之亦然。(每个频段对应什么乐器的详细介绍网上很多,这里只是组略介绍)
   例如,小于100赫兹的部分会影响低音吉他和鼓,以及其他基于这个频段的乐器。如果这个频段向上凸起的话,意味着这个耳机的低音充满力量,并且下潜较深。但是如果这个频段过于突出的话,低音将会发糊并且盖住其他频段的声音。另外,如果这个频段凹陷的话,受此影响声音会而变得发虚且发空。如果处理得当,低音部分会变的柔和并且充满质感,否则,低音会听起来微弱并且浑浊。
  来看一下中间的频段,这个频段对钢琴和人声的影响比较大。如果中频的上半部分较高的话(频响曲线图上隆起),钢琴和人声会听起来更加清晰和精致。反之声音会变得沉闷发暗。
  最后来看一下高频,高频会影响打击乐器的镲片之类的声音。如果5kHz以后的高频比较突出的话,像擦片这样的乐器就会听起来非常明亮而且清晰,但是如果低音部分不足的话高频听起来会显得充满侵略性(刺耳)
  正如你所预料的,所谓的HIFI(对录音的忠实还原)应该在20-22kHz这整个频段都能够有一个平直的响应。虽然有时候一些频率响应不平直的耳机也会受人称赞(Westone的um系列?);但除非用于特殊用途(比如为歌手设计的那些中频比较突出的入耳监听耳机),否则一般情况下大部分人希望每个频段都能够有不错的表现。

Step response阶跃响应(瞬态响应)
  阶跃响应图是通过传输给耳机一个阶跃信号得到的图表。横轴表示时间长短(单位ms);纵轴表示电压大小(单位mV)。阶跃响应图呈现了电压随时间变化而变化的情况。
                                      声卡Lynx L22                                                                                     HD600
  理论上,在输出的时候原始信号应该以指数的形式快速衰减,但大多数耳机会在收到信号的20毫秒内产生一个涟漪并迅速衰减。对比两幅图明显可以看出HD600产生了一个微弱的涟漪。(比起声卡耳机由于腔体结构肯定会有更大的失真)
  就像频率响应一样,阶跃响应与耳机对输入端的反映有关。像声卡Lynx L22那样没有波动的指数形式的衰减是最理想的。(也就是说涟漪越小失真越小)
  (粗略的观察了一些耳机的阶跃响应图,涟漪越多,下降越不平滑的失真度越大,瞬态越差。)

3 Impulse Response 脉冲响应
  脉冲响应是当耳机收到一个脉冲信号(一个非常剧烈但非常短促的声音比如枪声)的时候的反映。你可以把这个图表想象为一个描述“枪声”是如何响起并随时间而衰减的图表。
  一个令人满意的脉冲响应图应该尽可能没有涟漪,就像图中的Lynx L22一样。但如果把一个人工的环境音效(比如三星的3D环绕音DNSESRS公司开发的环绕立体声SRS,或者索尼开发的增频器DSEE)输出到一个DAPs(数字音频播放器)里的话,有时候反射出来的信号会有一些回响。(网站没有过多解释,我的理解是信号输入到耳机中经过腔体反射,会出现一些回响,立体声模拟就是一种回响,回响有时候可以解释为是音染,但不管它们是什么那都是失真)
                                           声卡                                                                                            HD600
  经过对比HD800HD600,DT880K701的脉冲响应:

  701-73165600-35135)>>>880-3.512)>800-0.50.7

  所以我猜想,脉冲响应的波动越大意味着这个耳机的音染越多。从经验上来说600701都有不同程度的音染,而880基本没有HD800则极限接近没有(虽然有人说HD800有很强的厅堂感,但我想那种毫无违和的厅堂感大抵和HD600是不同的,它不是渲染而是还原出来的)。我虽然没有横向对比dt880,但是事实上DT880的欧姆数越大的脉冲响应越小(尽管它们之间的差别非常小),猜想是正确的三个之中600欧的音染应该最小。

4. The Cumulative Spectral Decay累积频谱衰减(瀑布图)
  累积频谱衰减,简称CSD,不同于其他图表该图表是三维的。


  横轴表示的是耳机的频率响应曲线,纵轴是响度,这部分和频率响应图是一样的。不同的是它有一条时间轴。因此,通过CSD图我们可以清晰的看到声音随着时间变化而衰减的过程。

  这张图表用色彩的变化来表示了每个频段的声音随时间变化而衰减的情况,一个好的耳机的标志是所有频段的声音都会平稳的衰减。如果某一个频段的衰减速度明显比其他的慢很多的话,就说明在频段产生了一个共振。瀑布图可以说是衡量一个耳机的时候不可或缺的工具。

5 Impedance & Phase阻抗与相位


  阻抗是一个衡量耳机对电流(更准确的来说,变化中的电流)抵抗程度的参数。
(更详细的信息该页面没有详细介绍,但是从图上可以看出来阻抗是一个随着频段变化的一个变量而不是常量,故虽然HD600的阻抗是300欧,但图上100Hz的位置却达到了600欧,根据功率阻抗公式可以说想要推出HD600的极低频比推出其他频段需要更大的功率。)
  另外,虽然官方对HD800的阻抗描述是300欧,但是从图中可以看到它的平均阻抗是大于HD600的,很明显它们需要的推力是不一样的。把HD800插到一般的放大器上出来的低频明显是混的,所以我觉得看两只耳机是否推好可以从低频的状态来判断。

  仔细分析以上的5个参数的话,就算没有试听过,基本上也可以对一个耳机的基本走向和适应范围有所了解。但仅仅看频谱图是不够的,因为通过后期调音可以把频谱图做的很漂亮。但我们可以阶跃响应和脉冲响应的衰减判断出这只耳机是HIFI还是HUFI,从瀑布图中看出这只耳机的能量分布以及泛音齿音高频延伸低频下潜,是适合人声还是交响还是小编制。只需要了解每个频段代表什么,增强了会怎么样,弱化了会怎么样就可以自己分析瀑布图了。

6总结:为什么有些耳机天生是刺耳的?
  那么说了这么多我们来看看这只推不好的大手办,大名鼎鼎的k701的瀑布图,以及各种响应是什么样的吧。
  首先K701的阶跃响应和同级别HD600差不多,都是-50~200左右,但无论欧姆数,-7~35的DT880显然更失真度更小一些。
  而(-3~9)的HD800和(0~24)的T1的还原度显然比他们高一个级别。
  可以看出600ohm的880是三剑客里最HIFI的一只,也有评论说推好的880解析度和T1不差多少但是我没有880我就不评论了。
  再看看表现音染的脉冲响应吧,701的响应是(-73~125),如果之前假说正确应该可以解释701的的奶油味。
  感受一下什么叫光看着图耳朵就痛吧,众所周知6K~8K能量较强的话齿音会很明显,8K~10K能量较强的话s音会很严重,701的这个频段比起影响人声的1K频段高出平均7个dB,比营造氛围的低频部分高出5个dB,假设正常的听音音量是40dB,空气压为A有100个单位的话,设要使得701的低频和高频一样听得清的话需要B个空气压:
20*log(B)=40+5
B=10^(45/20)=177.8
计算得B/A=1.78倍,需要提高的空气压(音量)是正常听音音量的1.78倍!
需要听清人声就需要开大2.23倍的声音!
不仅如此,看看这部分的衰减情况吧,整个衰减过程不仅非常慢,而且经过了2.86ms齿音和s音依然坚挺!
如果歌手一直唱歌的话,当上一毫秒的齿音还没有消失,下一毫秒的齿音就上来了!
按照卷积定理,齿音越叠越多越叠越多,具体我不会算我就不算了。但是想象一下就知道那会是什么感觉。

换成人话:想要在701上听清低频和人声的话一定会听到至少2倍以上的齿音和毛刺,而且他们越来越多!
人耳长时间在这种高频的刺激下不痛就怪了。
这就是刺耳的根源。

再来看看701永远推不起的低频吧。
  不同于森海的耳机,可以701耳机的阻抗图在低频部分很平稳,结合瀑布图中1k一下的部分本来就比较少来判断,701的低频并不是推不出来,而是天生就没什么潜力。它不像HD600和HD800那样功率上来了低频就出来了,功率大了它也不会出来,只会出来更多的齿音,根本不是推力的问题
硬要推出这类天生没有低频的耳机的低频,那耳放恐怕很可能在低频上是失真的。

为了验证最开始说的Q701和702不像K701那样刺耳,我们最后看一个瀑布图吧:
比较K701他们的6K~10K部分下降了4个分贝左右,衰减也大大的降低了,无疑听感好很多,这和我的经验也是一致的。
之前听到的Q701确实不刺耳,商店里听的iphone直接插,明显推不起的我听的出来但是确实不刺耳。
从图上看比起Q701K702的低频衰减更佳平滑,中频也有更多的泛音和更饱满的表现。
可以有理有据地说702是他们之中最靠近HIFI的一只耳机。


PS:从经验来看这套判断方法只适合比较同级别甚至同厂家的耳机,跨级别评论是否有参考性还有待研究。
PS2:  楼主也是新发现这种方法的,描述上可能有偏颇,也不保证它一定是对的见谅了哈哈。




发表于 2017-9-3 22:52 | 显示全部楼层
好文章!
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发表于 2017-9-3 22:55 | 显示全部楼层
可惜频响曲线 各频段声音特点很少有人懂 齿音 尖锐次高频用均衡器一削就行
100Hz的位置却达到了600欧,根据功率阻抗公式可以说想要推出HD600的极低频比推出其他频段需要更大的功率。是100赫兹附近难推,而不是极低频--30赫兹以下
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发表于 2017-9-3 23:05 | 显示全部楼层
本帖最后由 tfk17 于 2017-9-3 23:08 编辑

频响只是基本的,重要的是泛音、信息的品质、音色纯度、完整度、细腻度、信息量等

很多时候齿音不是频响造成(除非峰太过分)
是信息严重失真变质造成的
你们喜欢的很多那些”素质“机,素质其实超低、音质超烂,质感严重变质
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发表于 2017-9-3 23:10 | 显示全部楼层
多实践。
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发表于 2017-9-3 23:24 | 显示全部楼层
这几十年里,好的喇叭耳机,好的开发者就那几个

没必要研究什么频响了,简直浪费生命
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 楼主| 发表于 2017-9-3 23:28 | 显示全部楼层
前进 发表于 2017-9-3 22:55
可惜频响曲线 各频段声音特点很少有人懂 齿音 尖锐次高频用均衡器一削就行
100Hz的位置却达到了600欧,根 ...

谢谢指点。是的是100hz左右难推不知道该怎么称呼那段频段。
eq的话感觉用了会导致其他频道的失真,怪怪的。


可能和软件有关。
下次试试
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 楼主| 发表于 2017-9-3 23:32 | 显示全部楼层

哈哈瞎写的谢谢捧场
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发表于 2017-9-3 23:35 | 显示全部楼层
gtx770 发表于 2017-9-3 23:28
谢谢指点。是的是100hz左右难推不知道该怎么称呼那段频段。
eq的话感觉用了会导致其他频道的失真, ...

削减凸起的峰 不会

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发表于 2017-9-3 23:55 | 显示全部楼层
LZ先要了解下个体差异,左右两个单元的图都会大不同
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发表于 2017-9-4 00:27 | 显示全部楼层
与你们所想的不同,HD600在90Hz的阻抗峰(也叫谐振峰,此处阻抗相位为0,表现为纯阻性)暗示的特性其实不是需要更大的功率才能推出来,恰恰相反,它所表现的是比其他频段“更容易推出声”,也就是需要的的功率更少。
这个阻抗峰对音质真正的挑战是——难以控制,如果放大器输出阻抗不够低,阻尼系数不够高,此处的残响将会较大,显得不干净(当然,和腔体等声学结构也有关)

一般的动圈耳机,这个阻抗峰在低频段,但是也有例外。比如大法的EX1000,阻抗峰罕见地位于9k左右的位置。很多人诟病EXK的齿音,其实和这个有很大关系,也表明如果放大器控制力差、输出阻抗高,EXK的齿音将会更多。
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发表于 2017-9-4 01:18 | 显示全部楼层
基本上没什么问题,不过脉冲响应你主要看他停止的毫秒数,停止得越慢的,表示动起来越难收。
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发表于 2017-9-4 02:40 | 显示全部楼层
不错。学习了。
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发表于 2017-9-4 08:40 | 显示全部楼层
HD600是最HIFI的耳机
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 楼主| 发表于 2017-9-4 08:51 | 显示全部楼层
亚热带雪人 发表于 2017-9-3 23:55
LZ先要了解下个体差异,左右两个单元的图都会大不同

我知道,就像那张701的频响图,红色的线是右声道,蓝色是左声道,我算声音的时候是算的平均。当然,瀑布图是用右声道测出来的,看图上描述的情况右边齿音和毛刺确实比左边多。

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 楼主| 发表于 2017-9-4 09:12 | 显示全部楼层
前进 发表于 2017-9-3 23:35
削减凸起的峰 不会

是的,调eq的话相当于从输出端改变三频的能量分布。稍微有点齿音和毛刺的可以调节一下eq就搞定。可像701,8k那部分能量太过于凝聚,密度也不低,而且衰减太慢,这样的话恐怕。。。。
可惜现在耳机也不在手上了没法验证了。


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发表于 2017-9-4 09:12 | 显示全部楼层
这才是我想看的好文章,感谢分析。
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 楼主| 发表于 2017-9-4 09:35 | 显示全部楼层
tfk17 发表于 2017-9-3 23:05
频响只是基本的,重要的是泛音、信息的品质、音色纯度、完整度、细腻度、信息量等

很多时候齿音不是频响 ...

是的,比如放大器有问题会导致谐波失真。还有一种情况是放大器最大输出功率不够的情况下为了得到足够的声压而提高音量,那样也会失真。
这两种失真会导致过量的高频谐波,那肯定刺耳。

其实失真还有其他种,比如音源信息量不足。
比如192k的mp3算失真严重了吧,但只要不出现上述的2种情况都不会有齿音或刺耳。

像是650不管放什么都不容易有齿音,为什么?因为它的6k~10khz的部分都不突出,也不拖泥带水(虽然有些暗了)。



这意味着就算产生高频失真650对它也不敏感,650的包容性很强。
701的高频对齿音和毛刺过度的敏感,这显然不是一件好事。

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发表于 2017-9-4 09:39 | 显示全部楼层
还是要尽力争取试听的机会,光看这些如同盲人摸象,连调音合不合口味都不知道,更别说片面了解造成的误解和偏见了
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 楼主| 发表于 2017-9-4 09:43 | 显示全部楼层
2b青年爱发烧 发表于 2017-9-4 00:27
与你们所想的不同,HD600在90Hz的阻抗峰(也叫谐振峰,此处阻抗相位为0,表现为纯阻性)暗示的特性其实不是 ...

图表上看不出来,但是从经验上我很赞同。650推力不够就是一大片的高频糊一脸,把人声和高频都盖住。





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