汽車音響如何玩:教你如何免費提升聲音品質或錢花在刀口上

這是汽車電子的時代,傳統的汽車音響只是其中一部份,消費者會希望擁有的包括GPS、USB、藍芽、DVD、數位電視、MP3等,這一大串似乎很複雜,事實上可以歸納成影像及聲音二大部份,也就是一般說的AV。本文僅針對聲音這個議題,提供個人的經驗,供大家參考,希望能夠在無聊的開車時,能夠有比較好聽的音樂陪伴。

什麼是音響升級?從不同的角度會有不同的答案,個人認為「使音樂更好聽」就是升級。音樂的本質具有相當主觀的個人品味,不同的車主對音響的要求有很大的不同,好比有人喜歡大魚大肉,有人菜根香。本文的目的,希望能夠讓你車上的音樂更好聽,因為要求的水準不同,有可能免費就可達成,或者花錢修改,重要的是讓你得到好的聲音品質,而不是花錢受氣。

【一】原車音響調校:
大多數原車音響,經過適當的調校,都可以更好聽。以下是調校的方法。在調校以前,一定要事先弄清楚各個功能鍵的使用方式,假如不清楚,請洽車主手冊或原廠技師。
(1)左右平衡:英文名稱Balance,這個功能鍵除了可以調整左右聲道的平衡,還可以很方便檢查左右聲道的相位是否正確。首先將Bal放在中央位置,播放有低音的歌曲,音量適中,慢慢地將Bal往左移動到底,再往右側移動,最後回到中央,在這個過程中,仔細聽低音的音量,假如喇叭接線正確,左右平衡設定在中央時,低音最大聲,在最左側或最右側時,低音最小聲。假如你車上音響的聲音不是這樣,Bal設定在中央時低音最小聲,喇叭接線不正確,相位有問題,必須找專業音響店,將左或右聲道的喇叭線正負極對調。相位檢查確定沒有問題以後,比較Bal設定在中央或者左右一二格位置,聽起來最舒服的設定就是最好的設定。
(2)前後平衡:英文名稱Fader,利用這個功能鍵,可以使前後座的乘客都可以享受良好的聲音品質。當你坐在計程車的後坐時,你聽到的音樂幾乎都是從後面過來,這是違反人性,屁股朝向樂隊,感覺不是很好。當你坐在自己車子的後坐時,是否也有同樣的感覺?假如如此,將前後平衡鍵往前移動,一般設定調到F2、F3、F4這一帶時,不管你坐在前座或後座,你都可以有面向樂隊欣賞音樂的感覺。
(3)等化器:最常見的為Treble(高音)及Bass(低音)二段調整,也有些車子會有Treble(高音)、Mid(中音)及Bass(低音)三段調整。低音人人愛,大多數的車主將低音拼命加,導致中音失真,劣化聲音品質。正確的調整方式,首先將所有的設定調在中間,假如有Loud功能,必須關閉,播放最熟悉的歌曲,最好是有男聲女聲唱歌,最舒服的音量,慢慢增加低音的音量到最大,接著降低到最小,在這個調整的過程當中,請特別注意中音及中低音,人聲是最好的指標,原車的音響系統,沒有大尺寸的喇叭,當低音的音量加大時,低音的表現或許會好一些,但是人聲會變的模模糊糊,反之,將低音的音量稍微降低,低音的表現沒有很大的變化,但是中音及中低音會更好聽,這就是好的低音設定,大多數好的設定在+-2之間。低音調校完成後,以同樣的方式調校中音及高音。有些原車主機有響度補償(Loud)功能,這個功能只有在小音量時才建議使用,在大音量時最好不要使用,以免損毀喇叭。人耳在小音量時,對高音及低音的敏感度比較差,Loud的功能會同時增加高音及低音的量感,加以補償。

【二】簡易音響升級:
不管如何調校,就是不滿意,但是又不想花大把銀子,可以有一些簡易的升級選擇。
(1)更換主機:假如你原車不是高檔有銀幕多功能的主機,而且可以很容易更換,這是最簡單有效的方式。大多數的新車是整合式的中控台設計,音響與冷氣行車資訊等整合在一起,主機不容易更換,為了滿足消費者的需求,業者開發出很多車種的安裝套件,可以更換主機,而且又保持完整的內裝,雖然多花一些,不失為好的選擇。市面上販售的主機,聲音比較乾淨,輸出功率比較大,可以推動原車喇叭,產生比較好聽的聲音,假如你常聽的音樂屬於鄉村歌曲、老歌、爵士樂等,比較重視中音,這種搭配應該可以接受。目前在市面上販售的主機,功能都非常強大,MP3、USB、AUX等幾乎是標準配備,系統很容易擴充,幾乎可以滿足你所有的需求。請特別注意,有些車種,例如BMW120,主機雖然可以更換,但是原車主機必須保留,可以移到手套箱、置物盒或其他地方,所有的電源線都要接,否則會損失某一些原車功能。

(2)更換喇叭:假如更換主機有困難,換好一點的喇叭,也可以達到同樣的效果。因為原車主機的輸出功率不大,必須選用高效率輕推的喇叭。請注意!有些車子,例如BMW、LEXUS等,原車音響系統內建分頻網路,必須找專業的音響店,整體規劃設計,假如僅更換喇叭,聲音品質可能會更糟糕。

(3)增加超低音喇叭:假如你的音樂品味含蓋各種性質的軟體,增加超低音可能是比較好的選擇,人聲或許比不上前面二項,但是能夠享受低音樂器雄壯的震撼力,欣賞到全頻段的音樂。超低音的選擇,我認為一顆10吋是最低要求,假如用二顆10吋或一顆12吋會更好。超低音必須有擴大機才推得動,AB類或D類的擴大機都可以,輸出功率最好200W以上。另外,我會建議前場喇叭串聯250MFD或300MFD的無極性電容,後場喇叭則串聯100MFD,來減輕喇叭的負擔,將低音的工作完全交給超低音負責,各個喇叭分工合作,效果更好。超低音是完整音樂的一部份,當低音樂器在演奏時,比較高的頻率從6.5吋喇叭產生,超低音喇叭負責比較低的頻率,二者必須銜接在一起,才能完整呈現這個低音樂器。超低音喇叭雖然安裝在後行李廂,但是,在聆聽時,必須感覺是在前面,不是在後面,這才是正確的。假如你的超低音聽到的感覺是在後面,請回到安裝的音響店,要求師傅進一步調校,調校的手段有幾種,例如改變相位、變更分頻點、增加電子分音器的濾波斜率等,有一些車種,因為裝飾板共振的干擾,導致超低音沒辦法拉到前面,裝飾板可能是後行李廂蓋、後障板或前門板,這時候必須利用制震墊消除共振的干擾,才可以使超低音在前面的感覺,BMW 3系列是典型的例子,後面的飾板與鐵板之間有大約8公分的間隔,形成一個音箱,飾板就是喇叭,當裝在後行李廂的超低音在響時,飾板隨著振動,產生令人很不舒服的低音,任何調音手段都無效,必須在飾板以及鐵板做制震處理,才能解決問題。

【三】整體的規劃:
當你要求漂亮的人聲,以及低音樂器的雄壯衝擊力,欣賞全頻段的音樂,這時候你就需要做整體的規劃。音響器材包含主機、前級擴大機、等化器、電子分音器、擴大機、喇叭等,每一個器材都有特定的工作原理,產生特定的效果,大多數消費者對前級擴大機、等化器、電子分音器這三種器材相當陌生,以下是這三種器材簡單的功能及效果說明:
「前級擴大機」:俗稱「普利」,能夠增強主機輸出的前級訊號的強度,使擴大機輕鬆的工作。品質良好的普利,經過適當的調校,能夠明顯聽出來的效果至少有三種,暫態效果好,一般形容為速度比較快;動態比較大;降低背景噪音,音樂細節比較多,同樣的CD片,以前沒有聽到的樂器聲,現在可以聽到。
「等化器」:俗稱「EQ」,利用增加或衰減頻段的方式,達到提昇聲音品質的目的。主機的Treble及Bass是最常見二段式調整的EQ,最高檔的為30段,而且是左右獨立調整。很多人以為等化器是用來修飾聲音,這個觀念是錯誤的,使用等化器的目的,是降低環境因素對聲音品質的影響,回復原音,例如,擋風玻璃會反射高音,使得在3.5KHz 一帶的音量太大,導致高音刺耳,利用EQ降低3.5KHz的音量,高音回復原來的水準。請注意!等化器不是萬靈丹,它只會使好聽的系統更好聽,不能使有缺陷的音響系統變的好聽。
「電子分音器」:每支喇叭都有一定的工作範圍,高音喇叭尺寸小,低音喇叭尺寸大,超出工作範圍,不但聲音明顯失真不好聽,而且容易燒毀。電子分音器的作用,依據喇叭的特性,將全頻段的聲音分割成二個或更多的頻段,使每一只喇叭能夠在最佳的範圍內輕鬆工作,不但能夠表現出高水準的聲音品質,喇叭也不容易壞掉。

一套包含有訊源乾淨的主機、二音路濾波斜率18dB/Oct或更大的電子分音器一台、二聲道擴大機二個、6.5吋二音路分離式喇叭一對、10吋或更大的超低音喇叭的音響系統,就可以很好聽,這種系統我稱它做「基本系統」,線路規劃如下,主機的前場訊號輸出到電子分音器,高通到一顆擴大機推前場二音路喇叭,這個擴大機最好是AB類,不要選擇D類或T類,低通到另外一顆擴大機推超低音,這個擴大機可以是AB類、D類或T類,主機的後場喇叭輸出推後場喇叭,原車喇叭就可以,不須要更換,但是必須串聯100MFD的無極性電容。在車上安裝一套基本系統本來是很容易做的事,但是,在實務上,因為整合式的中控台設計,音響與冷氣行車資訊等整合在一起,主機不容易更換,使得升級的工作變得很複雜而且困難,根據原車主機的性質,可以區分成下面幾種情況,想要升級的消費者,一定要與音響店的師傅多溝通,取得完整的資訊,絕對不要隨隨便便就進行,得不到效果,花錢受氣:
(1)主機可以更換:這是最好處理的情況,更換主機,搭配一套基本系統就可以。
(2)主機無法更換,但是有全頻的喇叭訊號:當必須使用原車主機時,事先要做一件簡單的測試,關引擎,主機所有的設定必須歸零,中低音量,假如這時候你聽到的音樂聲模糊不清,勸你不要花錢,假如音樂品質還不錯,可以放心升級。原車主機沒有前級訊號輸出,沒有辦法與電子分音器連接,必須利用信號衰減器,英文名稱Line Level Converter,將喇叭信號變成前級訊號,才可以與電子分音器連接,組成一套基本系統。一般會利用主機的前場喇叭線來處理,但是必須確定是全頻,才能夠得到完整的音樂,假如有懷疑,最好利用頻譜分析儀檢測。因為信號衰減器直接影響到整體的音樂表現,市面上的信號衰減器品牌很多,品質不一,最好多比較,品質越高越好。
(3)主機無法更換,沒有全頻的喇叭訊號:有些原車音響系統,例如BMW、LEXUS等,內建分頻網路,例如分成高音中音低音三音路,找不到一組全頻的喇叭訊號,有些師傅會利用三個信號衰減器,將三組喇叭信號連接到三個擴大機,再推動喇叭,因為喇叭特性的不同,這種做法失敗率很高。比較好的做法,利用信號衰減器以及混頻器將原車的分頻網路回復成一組全頻的喇叭訊號,就可以組成一套基本系統。市面上有好幾種這一類的器材,當然品質越高越好。在施工以前,最好利用頻譜分析儀檢測,以確定得到完整的全頻信號。這種施工及調音有相當難度,務必找好的音響店。

【四】追求完美主義:
當擁有一套基本的系統時,大多數消費者會滿意音響升級帶來的樂趣,少數追求完美主義者,建議你至少要聽二三個月以上,各種不同性質的音樂軟體都要聽,假如可能的話,與同好多交流,互相觀摩,甚至於與高級家用音響比較,當你發現某一些頻率表現不是很優秀,或者某一片CD不好聽,請回到安裝的音響店,根據你的訴求,要求師傅進一步調校,假如你仍然不滿意,希望再度升級,建議你絕對不要衝動,絕對不要隨便更換或增加器材,你可以要求店家實車測試,例如店家建議你更換擴大機或者增加等化器,請店家在你的車上試給你聽,店家不幹,你就不買,除非你實際試聽過,覺得品質有提升,千萬不要隨便增加器材,再強調一次,千萬不要隨便增加器材,有些消費者,一時心軟,沒有實際試聽就增加器材,器材增加愈多,聲音品質愈糟糕,銀子花費事小,搞得一肚子氣,最後全部拆掉。一套競賽水準的系統,絕對不是將很多名牌高檔貨裝到車上就可以達成,器材搭配、線路設計、安裝、調校等技術,才是決定成功與失敗的主要因素。

【五】結論:
從事汽車音響超過30年,器材的變化實在太驚人了!很多消費者可能還知道卡帶,卡帶以前的8音軌,知道的可能就不多,但是,有一些基本的東西,是不會改變的,汽車在路上跑,安全第一!安裝任何音響器材,絕對不能夠影響到原車的基本功能,所有的器材都必須固定牢靠,每一個器材都要有保險絲,正極電源絕對不能裸露,這是施工時一定要做到的,絕對不能馬虎。最後希望好聽的音樂,能夠讓你在開車時心情愉快!

本文作者:周錫鴻先生
現職:勇美有限公司 總經理
IASCA 台灣執行長

原車音響升級A B C

原車的音響系統越來越複雜,音響主機與其他電裝品,例如冷氣、行車資訊電腦等,整合在一起,有些甚至內建有電子分音器及擴大機,輸出是二音路或三音路的分頻網路,主機沒辦法更換,全頻的信號找不到,音響升級幾乎不可能,有很多音響店,乾脆放棄掉Benz、BMW、Lexus等車子的生意,實在可惜。

這種情形不僅在台灣,全世界的音響店都受到嚴重的傷害,因應市場的需要,市面上有很多「信號衰減器」,英文名稱為Line Level Converter, 也叫做「信號匹配器」,它的功能是將喇叭的高階信號衰減成低階的前級信號,可以與擴大機連線,推動喇叭。美國AudioControl公司,更進一步開發出LC6i、LC7、LC8、DQL-8等一系列功能更強大的產品,使原車音響系統升級的工作比較容易,而且得到的聲音品質更好。本文以LC6i做為例子,逐步介紹音響升級的方法。

【步驟一】更換主機是最簡單而且有效的方式,市面上有很多根據原車內裝設計的專用面板,可以保持原車內裝的完整性,這是最佳的選擇。


2007年HONDA CRV專用面板。

2007年TOYOTA CAMRY專用面板。

【步驟二】當原車主機沒辦法更換時,有人會嘗試從原車主機拉出一組前級信號,我不認為這是好的方法,這是侵入性的施工方式,不僅成功率不高,而且可能會喪失車子的保固,利用信號衰減器,從喇叭線著手,是比較好的方式。首先,必須檢測車上每一組喇叭線的頻率範圍,耳朵聽當然可以,但是可能沒辦法得到準確的結果,最好的方法是利用頻譜儀,用看的比較準確,檢測方式,主機播放粉紅雜訊,IASCA比賽CD片的第28曲是錄製最好的粉紅雜訊,原車喇叭線進入LC6i,LC6i的輸出進入頻譜儀的輸入,頻譜儀顯示的曲線就是這一組喇叭線的響應頻率範圍。原車每一組喇叭線最好都測,將結果記憶在頻譜儀。請注意!因為環境干擾等因素,在頻譜儀所呈現的曲線,可能不像圖示那麼漂亮,可能會有幾點高出或凹陷,這不會影響,重要的是能夠看到這組信號的特性,是高通、帶通或低通,以及分頻點大約的頻率點。


這是LC-6i,可以有三組輸入三組輸出,圖示三組喇叭線輸入,輸出為一組信號線。LC6i不需要接啟動線就可以自動啟動,還可以送出啟動電啟動擴大機。

這是AudioControl型號SA-3055頻譜分析儀,全世界汽車音響比賽指定使用的儀器,顯示幕上有30個光點,左側為低音,右側為高音,圖示曲線為一直線表示是全頻。

【步驟三】假如原車的喇叭線,有一組是全頻的,在頻譜儀呈現的曲線是一直線,將這組信號衰減為前級信號,從新設計分頻網路,就可以得到良好的效果。
【步驟四】假如原車的喇叭線沒有一組是全頻的,例如Lexus、BMW,車子的前場有高音及低音喇叭,在後面又有超低音,利用頻譜儀檢測得知,高音大約是3KHz的高通,低音是90Hz至3KHz的帶通,超低音是90Hz低通,將三組曲線分別記憶在頻譜儀1/2/3記憶位址,利用頻譜儀的加成功能,頻譜儀的加成功能操作方式請參考備註一,將三組曲線相加,假如能夠得到全頻的曲線,就可以利用LC6i內建的功能,將高通/帶通/低通變成全頻,請注意,因為三組信號的強度不一樣,你得到的曲線可能不是很漂亮的一直線,沒關係,重點是每一個頻段都有。


這是高通的曲線,圖示的分頻點大約在3KHz,也就是說3KHz以上的頻率通過,呈現的曲線為直線,以下的頻率過濾掉,如圖形左側,呈現的曲線為向下的斜線,斜線越陡峭,表示濾波斜率越大,圖示曲線的濾波斜率為24dB/Oct,也就是說每一倍的頻率音量衰減24dB。

這是帶通的曲線,由一個高通及一個低通組成,圖示高通的分頻點大約在90Hz,低通的分頻點大約在3KHz,也就是說這是90Hz到3KHz的帶通。在實務上,你測得的曲線會比較像這個圖,有幾個光點凸出或凹陷,這不會影響,重要的是能夠看到這組信號的特性,是高通、帶通或低通。

這是低通的曲線,圖示的分頻點大約在90Hz。

【步驟五】打開LC6i蓋子,PC板上有二個跳接裝置,將跳接器從下面的SEP位置往上移到SUM位置,這組信號就與第一組並在一起,將二個跳接器都往上移,三組輸入就會並成一組,從第一組Main Output輸出,這時將第一組Main Output輸出進入頻譜儀,出現的曲線應該是一條直線,假如分成二或三段,這是因為高通/帶通/低通的能量不一樣,這時候可以利用LC6i的輸出電平調整旋鈕,使輸出為平整的一條直線。
【步驟六】大多數原車音響不會有啟動線,LC6i內建自動啟動功能,當有音樂信號進入LC6i時,LC6i會自動啟動,並且可以送出12V啟動電,啟動擴大機,請注意,假如系統有多顆擴大機,最好利用繼電器,以確保啟動電足夠啟動全部的器材。
【步驟七】有一組全頻的前級信號,你就可以規劃一套完善的音響系統。LC6i的最大輸入功率為400W,能夠輕鬆應付所有原車主機,響應頻率10Hz~22KHz,總諧波失真0.01%,輸出HiFi聲音品質的前級信號,絕對可以滿足大多數消費者的要求。

【備註一】頻譜儀加成功能的操作方式:

    • 開機,輕按Recall/RTA鍵,Recall黃燈亮,進入記憶模式。
    • 按住Store/Freeze鍵約一秒鐘,記憶位址第6的黃燈會開始閃爍,表示進入加成功能模式。
    • 假設要將記憶位址1/2/3三組曲線加成,先按記憶位址1,接著按Store/Freeze鍵,再按記憶位址2,接著按Store/Freeze鍵,按記憶位址3,接著按Store/Freeze鍵,以此列推。
    • 需要加成的記憶全部輸入以後,按住Store/Freeze鍵約一秒鐘,記憶位址第6的黃燈停止閃爍,出現的曲線就是加成的結果,取代記憶位址6原有的曲線。


AudioControl 的產品有幾十個機種,如何選擇對我的音響系統最有幫助的機種?

這是最多消費者問的問題,但是,這是最複雜而且沒有標準答案的問題。分析如下:

a.首先必須了解您目前的音響系統包含那些器材,從主機開始,音樂信號經過那些器材到達擴大機,每一個器材的設定值如何,喇叭的規格尺寸如何,目前音樂的表現哪一個環節最需要改善,這些牽涉到非常專業的知識,假如您很清楚這些問題,從產品目錄上,您可以很容易挑選最有幫助的機種。
b.假如稿不清楚這些專業知識,最好尋求專業汽車音響店的協助,也打以電話到本公司,本公司將盡力幫忙。
c.一套汽車音響是由好幾種不同功能的器材組成,例如,主機、電子分音器、擴大機、喇叭等。只有經由專業的調校,使每一個器材的功能完全發揮出來,才能有良好的聲音表現。添加一個器材就能使不好聽的系統脫胎換骨,這觀念是錯誤的。這種器材是不存在的。


汽車空間對聲音品質的影響

汽車是最惡劣的音響聆聽空間,這是大家都知道的事實,但是,車內環境如何影響聲音品質?影響的具體情形如何?很少有人探討。仔細分析汽車的環境,至少可以歸納出幾種影響聲音品質的因素:(一)狹窄車內空間;(二)四周環繞玻璃;(三)不合理的喇叭位置,有些喇叭朝向膝蓋,有些朝向後腦袋,甚至朝向擋風玻璃;(四)不合理的聆聽位置,駕駛偏向左聲道喇叭,乘客偏向右聲道。這一些因素如何影響聲音品質?這裡面有太多值得深入研究的議題。本文僅就「空間對聲音品質的影響」這一議題,加以研究,至於喇叭位置、聆聽位置、裝潢材料等因素的影響,不予探討。

空間與聲音品質的關係,有很多的項目可以分析。因為作者的能力以及儀器的考量,本文將從「室內殘響時間」「相位一致性」「響應頻率」三個方向加以探討,盡量以深入淺出的方式表達,希望對汽車音響愛好者有所幫助。


一些聲音學的基本原理:

室內殘響時間:在測試的室內空間裡面,聲音從發出到消失所需要的時間,以秒為單位。RT60為最常用的測試標準。殘響時間與空間的大小、形狀、牆壁的材料等有直接的關係。一般來說,殘響太長,也就是反射音太多,聲音會渾濁不清;殘響太短,吸音過度,聲音會感覺乾澀不夠圓潤。一般來說,適合演講的場所,殘響不可太長,適合聽音樂的場所,則需要比較長的殘響,最適合欣賞音樂的殘響大約在1.0秒至1.8秒。

相位一致性:測試COHERENCE,也就是不同頻率之間相位的相對關係。理論上,喇叭的正負極接法正確,也就是正接正負接負,極性正確,不同頻率之間,例如100Hz、500Hz、1KHz等,相位應該是一致的,事實上,因為多聲道多音路音響系統、空間的大小、隔間材料對不同頻率的吸收與反射的不同、共振干擾、失真等因素的影響,而有很大的差異。COHERENCE的測試結果以曲線表示,凡使到達時間一樣,而且極性一樣,也就是相位完全一致,以+100表示;到達時間一樣,但是極性不一樣,以-100表示;到達時間不一樣,或則這個頻率不存在(原因很多,例如相位抵消),則以0表示。一般來說,愈高的頻率,因為波長愈短,距離的變化對相位的影響較大;8KHz以上的頻率,因為波長非常短,大約4公分或更短,COHERENCE的重要性可以忽略。

響應頻率:測試不同頻率之間音壓的一致性。利用「粉紅雜訊」測試。粉紅雜訊是一種特殊的訊號,頻寬涵蓋整個聲音頻率,也就是20Hz到20KHz同時發聲,聽起來是嘶-嘶聲,每一個八度音的能量是一樣的,將訊號直接輸入頻譜分析儀(為1/3 Oct的規格),得到的曲線是一條直線。實際的測試是測量喇叭發出的聲音,因為喇叭的特性、頻率的特性(低頻攜帶較多的能量,可以傳的比較遠,高音則相反)、相位、空間的大小、隔間材料、共振干擾、失真等因素的影響,而有很大的差異,曲線不再是一條直線。本文不討論何種響應頻率曲線比較好聽,而是環境對響應頻率的影響。


使用儀器介紹:

IASYS:美國AudioControl公司出品,是功能非常強大的電子聲音學分析儀,RT60以及COHERENCE的測試,使用這台儀器。關於這台儀器的詳細介紹,請上網www.audiocontrol.com。

SA-3055:也是AudioControl公司出品,這是汽車音響界最出名的儀器,全世界各地的汽車音響比賽,都指定使用。響應頻率測試使用這台儀器。


測試方法:

這次試驗,用小轎車、休旅車、以及一家音響店的店面分別代表「較小的車內空間」、「較大的車內空間」、「室外的大空間」等三種不同的空間。為了降低相關的變數,使實驗數據更具有研究價值,本次試驗使用的音響器材,中高音方面(60Hz以上),使用一組裝箱的6.5吋及高音二音路喇叭,單音mono播放,以減少左右聲道互相抵消的情形;超低音方面使用一支12吋超低音安裝在一只密閉式音箱,試驗時全頻播放,分析重點放在200Hz以下。


測試結果:

【一】RT60測試結果:請參看下表,車外的殘響時間比較長,但是500Hz的情形正好相反。

【二】COHERENCE測試結果:以下圖形是相位一致性的曲線。

轎車內中高音相位一致性曲線。 休旅車內中高音相位一致性曲線。 車外中高音相位一致性曲線。
轎車內超低音相位一致性曲線。 休旅車內超低音相位一致性曲線。 車外超低音相位一致性曲線。

【三】響應頻率測試結果:如以下圖表所示。

轎車內中高音響應頻率曲線。 休旅車內中高音響應頻率曲線。 車外中高音響應頻率曲線。
轎車內超低音響應頻率曲線。 休旅車內超低音響應頻率曲線。 車外超低音響應頻率曲線。

綜合討論:

看到以上的測試結果,有些是在預期中,有些則是超乎預期。

(1)車內的殘響時間很短,這是在預期中的事,測試的數據比預期值更低。一般汽車音響店的環境,因為四周玻璃櫥窗環繞,殘響已經很差,但是車內更差,殘響時間在0.1秒以下。500Hz這一點倒是非常奇怪,在汽車內,500Hz的殘響相對比較長,在車外正好相反,500Hz的殘響相對比較短。筆者曾經在超過300部以上的車子作響應頻率測試,大約有七成以上,在500Hz一帶有很大的落差,這二者是否有關聯性?這是一個很值得探討的問題,筆者的功力有限,能夠想到可能的解釋如下,一般車寬大約140公分,500Hz的波長大約68公分,也就是大約是車寬的一半,測試殘響時,喇叭是放在車子的中心點,因此500Hz的殘響拉長,一般車子在測試響應頻率時,喇叭是安裝在二側門上,因為相位抵消,導致響應頻率嚴重落差。延長車內殘響時間,對聲音品質的影響,絕對是正面的,如何延長車內殘響時間?筆者功力不夠,無法提出確實有效的建議,希望對這方面有研究的高手,能夠貢獻良方。

(2)相位一致性測試結果,證實汽車內的空間確實會影響到相位。在車外,可能是喇叭單體或者音箱的特性,超低音在40Hz到63Hz是逆相位,但是在車內變成正相位。不管在轎車或休旅車內,使用中高音喇叭或超低音喇叭,125Hz至250Hz一帶都受到影響,空間較小的轎車,受到影響的頻率範圍比較寬。這是在測試的情形下,在實務上,情形更複雜,變化更多,需要更多的耐心以及專業知識的研判,才能作最好的處理。車內可能影響相位一致性的因素很多,因此,設計安裝一套系統時,必須特別小心。在安裝技術上有一些可以有效改善的手段,例如,門飾板以及鈑金的制震,喇叭的安裝位置以及角度,分頻點的設定,電平的匹配等。

(3)響應頻率測試的結果,可以歸納幾個重點:其一,空間愈小,音壓增加愈多,轎車內中高音的音壓比休旅車大約多3dB,休旅車內又比車外大空間大約多3dB,超低音的音量改變更大;其二,頻率愈低,小空間音壓增益愈大,以40Hz為例,在車外大空間為-9dB,在休旅車內為0dB, 在轎車內為+6dB,也就是說,在轎車內40Hz的空間增益達到15dB,這是非常嚇人的,以增加3dB需要一倍功率的原則計算,擴大機必須增加32倍,也就是說,假如原先使用100瓦的擴大機,必須改用3,200瓦的擴大機,才能夠增加15dB的音壓;其三,在車外中高音響應頻率曲線非常平順,在車內,受到環境的影響,曲線落差較大。在車內,因為小空間音壓增益,超低音會更大聲,這是好處,但是,假如聲音的質感變差,好處變成壞處,根據筆者的經驗,在休旅車內,超低音的問題比較少,在轎車內,因為超低音安裝在後行李箱,聲音從行李箱傳到駕駛座的通路是一大問題,第二個問題是,後行李箱加上乘客空間,一共二次增益,嚴重影響相位以及響應頻率,這二個問題會造成超低音與前場的中低音銜接不良,超低音的響應頻率落差非常大,假如後行李箱蓋及後障板沒有經過制震處理,問題更嚴重。中高音沒有通路的問題,似乎比較簡單,事實不然,因為人耳對中高音特別敏感,很容易察覺聲音品質的改變,除了小空間增益因素以外,中高音喇叭偏軸、門板共震等,使的問題更複雜。在實務上,除了安裝技術必須特別注意以外,等化器(equalizer)可以有很大的幫助。

結論:

因為特殊的環境,在汽車內有非常多的因素會影響聲音品質,這裡面牽涉到很多物理、電子,聲音等專業知識,使的汽車音響變的非常有挑戰性,也更有趣味性,有很多的例子,同樣的車子與器材,不同的安裝師傅,結果聲音品質大不相同。聲音品質不好的主要原因,往往不是器材的等級不夠,而是器材與器材之間的搭配問題,或者是安裝與調音的技術問題,使得器材的功能沒有完全發揮。

本文以實驗以及學理的討論,嘗試對汽車音響領域中的一小部份問題,加以深入探討,希望能夠達到拋磚引玉的效果。對於本文有興趣者,歡迎與筆者聯絡,共同研究,電話02-25793333,e-mail地址mobeauty@seed.net.tw。

最後,感謝Car Media (汽車音響多媒體) 雜誌副總編輯涂純明先生出借中高音喇叭、賓士轎車,並且紀錄測試的結果。感謝先進汽車音響卓聖敏先生出借擴大機、超低音、以及測試用的場地及工作人員。感謝雷能音響陳正道先生出借IASYS儀器。

本文作者:周錫鴻 先生為本公司總經理,本文發表於 2006 年汽車音響多媒體雙月刊。



前級器材


【一】什麼是前級器材:簡單地說,前級器材是位於主機與擴大機之間的器材,至少包含有「前級擴大機」「音效處理器」「等化器」「電子分音器」等四大類。

【二】前級器材有那些共同的特性:(1)都必須有電源供應,但是消耗電流很小,一般都在1安培以下。(2)品質要求非常高,前級器材很小的瑕疵,經過擴大機放大以後,就會變成非常嚴重的問題,例如聲音的瑕疵,導致聲音品質劣化;電源供應的瑕疵,導致開關機音爆;信號接地的問題,導致咻-咻雜音。(3)必須有相當的專業知識才能使用,前級器材不是裝上以後就會更好聽,使用不當,甚至會變得很難聽。

【三】為何需要前級器材:對消費者來說,會使原有的音響系統更好聽,保護器材,避免器材壞掉。對汽車音響店來說,可以有效的處理消費者的問題,讓消費者所花費的錢得到一定的效果,不需要估回一些舊的器材,消費者花錢高興,店家賺錢高興。

【四】

前級擴大機:英文名稱pre-amplifier, 也稱做line driver(翻譯成導線驅動器),一般俗稱「普利」。

(a)普利的工作原理:嚴格來說,普利只有一種功能,增強主機輸出的前級信號的強度,使擴大機輕鬆愉快的工作,達到提昇聲音品質的目的。因為設計理念的不同,有一些變化,例如,有些會加入平衡式線路,有些會加上等化器或電子分音器,總之,能夠使一套音響系統更好聽,耳朵能夠明顯分辨出來,才是好的普利。

(b)普利的效果:品質良好的普利,經過良好的調校,耳朵能夠明顯聽出來的效果至少有三種,暫態效果好,一般形容為速度比較快;細節比較多,同樣的CD片,以前沒有聽到的樂器聲,現在可以聽到;動態比較大,整體音量更大聲。

(c)安裝要點:普利安裝的位置必須緊緊靠近主機。汽車的電路設計非常特殊,以車身為電源負極,不同的電器品有不同的接地點,因此干擾非常嚴重,聯繫主機與音響器材的信號線,又非常長,雜訊很容易進入,與音樂訊號一起經由擴大機放大,影響聲音品質。普利可以增強主機輸出的音樂信號強度,雜訊雖然還是存在,但是強度與音樂訊號有很大的差別,專業術語是S/N比很大,聲音品質不會受到影響。

(d)注意事項:所有的擴大機都有輸入敏感度(input sensitivity)的限制,也就是gain的調整範圍,例如0.2V~2.3V或0.1V~1V等,遇到承受很低的輸入電壓的擴大機時,普利的輸出不能太強,超出擴大機能夠承受的範圍,以免擴大機提前失真或跳機。

【五】音效處理器:這是非常冷門的器材,包含的項目倒是不少,拾幾年前流行的DSP是其中一種,與dts, pro-logic等歸類為音場處理器;另有以低頻為目的的低音處理器。每一種音效處理器都有特定的處理手段及目的,使用時必須確實了解這個處理器在整個系統中的位階,例如必須安裝在哪一個器材以後,以及調校方式。

【六】

等化器:英文名稱equalizer,簡稱EQ。這是汽車音響界爭議最大的器材,有一派人認為「我不用等化器,因為我要聽原音」,另一派人認為「我用等化器,因為等化器可以降低環境影響聲音品質的程度,回復器材的原音」。當使用等化器的人愈多,對等化器的了解愈深入,慢慢的爭議就會減少。

(a)等化器的工作原理:將聲音的全頻寬(20Hz~20KHz)分割成幾個頻率段,利用增加或衰減頻率段的方式,達到提昇聲音品質的目的。

(b)等化器的種類:根據處理的方法,區分成「架型等化器」與「山型等化器」,請參看下圖,在特定頻率以上或以下同步增加或衰減的工作方式,形狀看起來好像一個架子,因此稱作「架型等化器」;「山型等化器」的處理方式是以特定頻率為中心,中心頻率增加或衰減最多,形狀看起來好像一座山。幾個山型等化器連在一起,好像一幅圖畫,因此稱為「圖型等化器」。還有一種等化器,他的中心頻率可以自由選擇,這種叫做「參數等化器」。圖型等化器每一個頻率只有一個旋鈕操作,一般會標示調整範圍例如+-12dB;參數等化器每一個頻率必須有二個旋鈕操作,一個選擇頻率,一般會標示frequency單位為Hz,另一個為調整範圍例如+-12dB,有些更加上Q值調整。

(c)等化器的效果:等化器在汽車音響所扮演的角色,與舞台音響一樣。在演唱會現場一定會有數台大型的等化器,為什麼?難道這些歌星需要用等化器來修飾聲音?答案絕對是否定的,當環境因素無法控制時,等化器是最佳利器。使用等化器的目的,是降低環境因素對聲音品質的影響,有問題的音響系統,等化器不能使他變的好聽。

(d)注意事項:13段或更多的等化器,必須由專業的技師調音,最好藉助頻譜分析儀的幫助。不要忘記3dB一倍功率的原則,不要調到擴大機失真。


架型等化器,大多數主機的Treble及Bass屬於這種等化器,左側Bass 100Hz以下,右側Treble 5KHz以上,同步增加或衰減。 山型等化器,本圖中心頻率960Hz,假如是高Q等化器,山壁比較陡峭,影響範圍比較窄,如同裡面的圖形;低Q者影響範圍比較寬,如外面的圖形。
這是一個三段的等化器,高音及低音為架型,中音為山型。只有三個旋鈕分別在+-10dB內調整。 這也是三段的等化器,高音及低音為架型,中音為參數等化器,有1KHz、2.5KHz、5KHz三個頻率選擇,因此多一個旋鈕選擇中心頻率。

【七】電子分音器:英文名稱electronic crossover,又稱active crossover(翻譯成主動式分音器。使用在多音路喇叭的分音器,稱作被動式分音器passive crossover)。

(a)專有名詞:請參看下圖,-3dB的地方為分頻點。Low Pass(LP)低通,比分頻點低的頻率通過,高的過濾掉;Band Pass(BP)帶通,有高低二個分頻點,以上及以下的頻率都過濾掉,也就是切頭切尾。High Pass(HP)高通,比分頻點高的頻率通過,低的過濾掉。過濾的速度叫做「濾波斜率」,英文名稱Filter Slope,斜率愈大,濾波速度愈快,一般以多少dB/Oct表示,Oct是Octave的縮寫,一個Oct表示一個八度音階,或是一倍頻率,例如濾波斜率12dB/Oct的電子分音器,低通,分頻點設在100Hz,假如在100Hz有87dB的音壓,在50Hz有90dB(因為分頻點為-3dB,50Hz比100Hz多3dB),但是在200Hz則只有75dB,在400Hz只有63dB,每一倍頻率少12dB。

(b)工作原理:將聲音的全頻段分割成二個或更多的頻率段,使每一只喇叭能夠在最佳的範圍內工作,不但能夠表現出高水準的聲音品質,喇叭也不容易壞掉。

(c)注意事項:高通不一定接高音喇叭,低通不一定接低音喇叭,必須由分頻點的頻率決定。分頻點必須銜接良好,絕對不要有一個頻段不見了,最好也不要重疊。所有的電子分音器都有output level輸出電平的旋鈕,調音時必須確實了解這個旋鈕的性質,0dB(輸入與輸出信號強度一樣的設定)的位置在哪裡,絕對不要固定模式,調到12點鐘方向,造成信號嚴重衰減。

本圖最左側部分為400Hz低通,中心部分為400Hz∼4KHz帶通,最右側部分為4Khz高通。 濾波斜率6dB/Oct的曲線。
濾波斜率12dB/Oct的曲線。 濾波斜率18dB/Oct的曲線。 濾波斜率24dB/Oct的曲線。


汽車音響調音的概念及方法

一套汽車音響的成功(好聽)或失敗(不好聽),牽涉的因素很多,好比建一棟房子,從設計、打地基、土木工程、到最後裝璜完工,每一階段的工作,都非常重要。調音的工作,其重要性與裝璜差不多,好的調音工作,能夠將系統的全部功能完全發揮;不好的調音,將會破壞掉辛苦工作的成果。本文從基本原理的瞭解,由淺而深介紹調音的方法。

一、調音前的檢查工作:

水泥未乾,能夠進行裝璜嗎?同樣道理,有問題的系統,也不能進行調音。以下要介紹的是調音前必需檢查的重要項目。

 1.是否有雜音?雜音必需先排除,才能調音。

 2.每一器材是否正常工作?每一器材必需正常工作,才能進行調音。否則調音調了半天,才發現有支喇叭不響,多冤枉。

 3.左右聲道是否正確?利用主機的前後左右音量調整功能,檢查前場及後場的左右聲道是否正確。這個檢查工作一定要做,否則調音是白調的。

 4.左右聲道的相位是否正確?相位檢查的方法很多,最常用的方法,是利用耳朵聽。將超低音關掉,利用FADER將聲音切到前場,利用BALANCE將聲音切到單邊,然後慢慢增加另一邊的音量,如果低音更飽滿,人聲凝聚在一起,即表示相位正確。用同一方式,檢查後場喇叭的相位。

二、徹底瞭解每一器材與調音有關的功能:

汽車音響的器材,依據基本功能區分,有下列幾種。有些器材,可能兼具2種或以上的基本功能,可當做2種或多種器材來瞭解。

 1.主機:最大且不失真的音量輸出點必須知道,大多數的主機為最大音量的75﹪。TREBLE、BASS、LOUDNESS為等化器。

 2.前級擴大機:將前級信號放大的器材。必須瞭解最大且不失真的輸出電壓多少,擴大機能夠承受的輸入功率多少,有些附有失真指示燈,更容易調音。

 3.等化器:將輸入的音樂信號局部增強或衰減的器材。最常見的即為主機的TREBLE、BASS、LOUDNESS。等化器是用來降低環境因素劣化音質的程度,使音樂更好聽,但是不能解決相位、共鳴等問題。等化器的調整,盡量以衰減為原則,增加以不超過3dB 為原則,以避免擴大機失真,不要忘了 3dB 一倍功率的原則。

 4.電子分音器:依據喇叭的特性,設定分頻點,使每一支喇叭在合適的頻率範圍工作。大多數的電子分音器沒有 OP 運算器(即沒有前級擴大機的線路),因此聲音最好聽的輸出電平(OUTPUT LEVEL)在 0dB 處,也就是信號不增加也不減少。電子分音器的高通儘量調到 0dB 處,低通稍為失真沒關係,可以增加 LEVEL。

 5.擴大機:將輸入的前級信號放大,推動喇叭,再生音樂。因為前一個搭配的器材,信號輸出的強度有很大的變化,可能為 0.1V,也可能 4.0V,因此擴大機有增益 GAIN 的設計,來處理電平匹配的問題,輸入信號越強 GAIN 越小, 輸入信號越弱 GAIN 越大,但是,不管 GAIN 調多 少,最大且不失真的輸出功率不會變更。

 6.喇叭:中高音喇叭必須知道最低響應頻率,儘量不要使喇叭的工作範圍低於最低響應頻率。超低音喇叭必須知道其特性及適合何種音箱。


當主機無法更換時,如何提升聲音品質? (介紹AudioControl的LC6)

越來越多新的車種,原來放音響主機的地方,變成一個資訊平台,將幾個不同功能的器材,例如,冷氣、行車資訊、甚至安全氣囊指示燈等,與音響整合在一起,有些更進一步加入導航,將控制旋鈕移到方向盤。就製造成本、外觀造型、使用方便性等因素的考量,這是一件好事,但是,對高級汽車音響的愛好者,以及汽車音響的從業人員,這可是一大噩夢,時在不知道該如何下手,尤其是歐洲車,原廠的喇叭線輸出不是全頻,而是經過分頻網路,因此,利用信號匹配器(adapter,或稱信號衰減器,主要的功能是將喇叭的高階信號衰減成低階的前級信號。)也無法獲得一組全頻信號,簡直就是無解。

AudioControl的新產品LC6就是餵了這個需要而設計的,它的規格如下:
 □六聲道信號衰減器,三組輸入,三組輸出。
 □每聲道可承受最大的輸入喇叭信號強度400瓦。
 □最大輸出前級信號強度9.5Vrms。
 □響應頻率10Hz~22KHz。
 □總諧波失真(THD)0.01%。
 □輸入阻抗20K歐姆。
 □GTO自動啟動設計,只要有音樂信號,就啟動,不需啟動線。
 □12V啟動線輸出,用來啟動擴大機等器材。
 □內建並聯線路,可以將「高通/低通」或「高通/帶通/低通」加起來變成全頻輸出。