怎么對音箱驅(qū)動器進行正確的信號（時刻）對齊

   從上世紀(jì)80年代前期開端，"時刻對齊"這個詞就被翻來覆去地拿來評論，可是人們對它的了解一向不甚精確。

其實，人們早就注意到這個概念了。為首部有聲電影《爵士歌手》(The Jazz Singer)供給音箱的工程師，發(fā)現(xiàn)在踢踏舞場景中，從高頻號筒和從折疊號筒低頻單元傳出的踏步聲有不同的抵達時刻。
從此，規(guī)劃師盡心竭力對音箱進行時刻對齊。"時刻對齊"（time alignment）是E. M. Long公司的商標(biāo)，為了便利評論，咱們將運用通用術(shù)語"信號對齊"（signal alignment），來避免一向運用?和TM等標(biāo)志。
很多人以為，對音箱內(nèi)部的驅(qū)動器進行信號對齊，其實就是丈量出各個驅(qū)動器的音圈到箱體前部的間隔差，然后為最靠近箱體前部的驅(qū)動器添加相應(yīng)的延時，這樣一切驅(qū)動器的信號就能正確對齊了。
可是，這并不精確！要對齊高頻和低頻驅(qū)動器的信號，咱們有必要首要了解濾波器和相位。
一切濾波器都"旋轉(zhuǎn)"相位，使經(jīng)過濾波器的頻率發(fā)作正向"相位搬運"。由于360度相位搬運相當(dāng)于一個波長，波長能夠經(jīng)過間隔或時刻描繪，因而特定頻率的任何相位搬運都能夠經(jīng)過一定時長的信號延時表明。
比方，1000 Hz表明每秒循環(huán)1000個周期，所以一個波長（或周期）就是一秒的千分之一，即1毫秒（ms）。因而，1 kHz處的360度相位搬運相當(dāng)于1毫秒延時，180度相位搬運（1/2波長）相當(dāng)于0.5毫秒延時，90度（1/4波長）相當(dāng)于0.25毫秒延時。而關(guān)于2 kHz，由于一個周期的波長只要1 kHz的一半，因而相位搬運的延時時刻也是1 kHz的一半。以此計算， 20 Hz的180度相位搬運（1/2波長）相當(dāng)于25毫秒延時或28.25英尺（以音速計算）。
實踐運用
這跟我評論的論題有什么關(guān)系呢？一切的分頻器和均衡濾波器都是電子濾波器，會使經(jīng)過的信號發(fā)作相位搬運/延時。相同地，一切的音箱都是聲學(xué)濾波器，也會形成信號延時。 所以，要對齊低聲單元和號筒驅(qū)動器（或高音單元）的信號，咱們不只要補償各個驅(qū)動器到箱體前部的物理間隔差，還要補償分頻器、每個驅(qū)動器獨有的分頻后均衡濾波器以及作為聲學(xué)濾波器的音箱所形成的濾波器相位搬運延時。分頻前均衡濾波器不考慮在內(nèi)，由于它們給兩種驅(qū)動器形成相同的延時。
現(xiàn)在，讓咱們將新學(xué)的常識運用到實踐工作中，對一個兩分頻音箱體系進行信號對齊。這個體系包含一個12英寸的低聲單元（低頻部分）和一個90°x 40°的號筒/緊縮驅(qū)動器（高頻部分）。
開端之前，請確保兩個驅(qū)動器的極性肯定共同，或至少相關(guān)聯(lián)的極性有必要共同?？山?jīng)過多種辦法查看極性：（1）查看接線；（2）在未啟用均衡器或分頻濾波器的情況下，對每個驅(qū)動器運用極性查看器；（3）運用丈量體系查看初次正向轟動的脈沖呼應(yīng)。
圖1 展現(xiàn)了低頻和高頻部分的獨自頻率呼應(yīng)。丈量Mic放置在兩個驅(qū)動器的中心，間隔為低聲單元直徑的五倍。請注意，在添加24 dB/倍頻程（4階）Linkwitz-Riley分頻濾波器之前，我現(xiàn)現(xiàn)已過EQ把每個部分頻率呼應(yīng)調(diào)理得比較滑潤，在分頻點頻率也是這樣。

圖1：運用24 dB/倍頻程Linkwitz-Riley分頻濾波器的獨立低頻&高頻呼應(yīng)，分頻點為1 kHz
我發(fā)現(xiàn)首要經(jīng)過每個驅(qū)動器特有的分頻后濾波器，對驅(qū)動器進行均衡處理，可在高、低頻呼應(yīng)兼并時，為分頻區(qū)域供給最滑潤的頻率呼應(yīng)。這也能夠讓分頻濾波器以更挨近理論的抱負(fù)辦法兼并在一起。
請注意，頻響曲線相交之處即聲學(xué)分頻頻率，為了進行信號對齊，若運用的是4階濾波器，交匯點應(yīng)該在-6 dB處。要完成這個目標(biāo)，有必要確保每個驅(qū)動器的電平是共同的，然后調(diào)整電子分頻器的頻率，直至取得所需的聲學(xué)成果。
本例中，我期望取得1 kHz分頻點。為到達這個目標(biāo)，終究兩個驅(qū)動器的電子分頻頻率為950 Hz。請記住，電子分頻頻率與均衡濾波器和聲學(xué)濾波器（即音箱）密切相關(guān)并遭到它們的影響，均衡濾波器和聲學(xué)濾波器才干發(fā)生真實有用的聲學(xué)成果。
圖2 展現(xiàn)了兩個驅(qū)動器的組合頻響曲線，它疊置于低頻&高頻的獨立頻響曲線上。請注意分頻處的抵消和600Hz鄰近的小提高。11 dB的波谷表明需求對驅(qū)動器進行信號對齊，由于它們發(fā)生了異相的相同頻率，抵消了彼此的輸出。這無法經(jīng)過均衡修補，由于它將一起影響兩個驅(qū)動器，相同還會呈現(xiàn)抵消。

圖2：兩個驅(qū)動器的組合頻率在分頻處有11 dB的波谷。
圖3 添加了組合頻響的相位曲線。請注意相位曲線分頻處斜度的俄然改變。這也表明，驅(qū)動器信號不對齊形成了頻響曲線的波谷。

圖3：從帶相位曲線的驅(qū)動器組合頻響圖中，可看到分頻處斜度的俄然改變，顯現(xiàn)驅(qū)動器信號為對齊。
在這個階段，大部分執(zhí)行信號對齊操作的工程師，將開端對最挨近箱體前部的驅(qū)動器添加延時，并調(diào)查相位曲線直至斜度變得盡可能直（"直"而不是"平"）。假如你的實時分析器（RTA）無法丈量相位，那就太不幸了。這也會是一項十分庸俗的任務(wù)，由于最后幾個延時進程，關(guān)于相位對齊優(yōu)化的每一邊，看起來幾乎都相同。
這對頻率呼應(yīng)而言可能無關(guān)緊要，可是這兒的信號對齊還決議了分頻頻率處，軸上波瓣的指向。要使波瓣筆直于箱體正面，最好在丈量Mic地點的方位，取得最佳對齊設(shè)置。
要找到最精確的對齊設(shè)置，最簡便的辦法可能是運用實時分析器。
回轉(zhuǎn)高頻驅(qū)動器的極性（"極性"，而不是"相位"）。然后開端為最挨近箱體的驅(qū)動器添加延時--本例中，最挨近箱體的驅(qū)動器是低聲單元。
找到分頻處最大的抵消。不像前面將相位斜度弄直的辦法，這個辦法能輕松決議最大抵消處的延時步進。波谷可能有30至40 dB深，這個波谷即便在最佳延時的一步進之上或之下，都將小幾個dB。
圖4 對比了高頻回轉(zhuǎn)極性前后的組合呼應(yīng)曲線。很幸運，回轉(zhuǎn)極性的頻響曲線看起來十分平整。
很多人到這兒就停步，開端運用體系了。在DSP（數(shù)字信號處理）呈現(xiàn)之前，人們的確經(jīng)常這么做。音箱體系內(nèi)置的無源分頻體系經(jīng)常是10dB/倍頻程（2階）分頻器。

圖4：驅(qū)動器極性相同的組合頻響曲線（波谷）與高頻驅(qū)動器極性回轉(zhuǎn)的組合頻響曲線（平整）
2階分頻器在分頻點發(fā)生3 dB衰減，驅(qū)動器之間相位相差180度?；剞D(zhuǎn)高頻部分的相位讓它們相位共同，在分頻處取得3 dB的提高。很多帶無源分頻器的音箱都是這樣規(guī)劃的。 這時，一個重要的問題是：你能聽出肯定極性和回轉(zhuǎn)極性信號之間的不同嗎？簡略的答復(fù)是：假如信號是十分不對稱的波形，你能夠聽出不同；假如信號是十分對稱的波形，你無法聽出。
圖5 所以，除非你聽的僅僅長笛獨奏，不然你可能需求運用現(xiàn)代DSP功用，為兩個驅(qū)動器供給優(yōu)化的分頻，讓它們的極性保持共同。從圖5能夠看出，在高頻極性回轉(zhuǎn)的組合呼應(yīng)中，分頻頻率處的相位斜度稍有轉(zhuǎn)機，表明存在某種程度的不對齊。

圖5：高頻極性回轉(zhuǎn)的組合呼應(yīng)曲線。請注意分頻處相位曲線的小轉(zhuǎn)機。
圖6 展現(xiàn)了高頻驅(qū)動器極性回轉(zhuǎn)時，找到分頻處抵消的進程。分頻處的波谷深37 dB，最佳低頻延時為0.417毫秒。請注意，它比最挨近的0.396毫秒延時步進深10 dB。

圖6：高頻驅(qū)動器極性回轉(zhuǎn)時，找到最深的抵消。
圖7 描繪了最深抵消的相位曲線。這是一條徹底筆直的直線，表明剛好處于180度異相。

圖7：最深抵消的相位斜度是一條筆直的直線，表明剛好處于180度異相。
一旦找到高頻驅(qū)動器極性回轉(zhuǎn)時，發(fā)生最深抵消的延時步進，只需將高頻驅(qū)動器的極性再次回轉(zhuǎn)即可。你的體系現(xiàn)在現(xiàn)已信號對齊。
圖8 是終究成果。與圖5回轉(zhuǎn)高頻的呼應(yīng)曲線比較，本圖在分頻區(qū)域的相位曲線斜度愈加直緩，低聲單元在600Hz鄰近的呼應(yīng)曲線也沒有高頻抵消波谷。

圖8：高頻相位再次翻轉(zhuǎn)后的終究信號對齊。
假如你具有丈量相位的丈量體系，請承認(rèn)終究的相位斜度是一條直線。這是為了避免對錯誤的驅(qū)動器添加延時，或在短波長的分頻頻率處對正確的驅(qū)動器360度延時太多或太少，而形成前后偏離一個頻率周期。終究的頻率呼應(yīng)可能看起來是相同的。假如運用的實時分析器不帶相位丈量功用，需特別注意這一點。