音箱科普系列—頻率響應曲線及頻響範圍如何看？

2021-01-12

音箱是一套音響系統的靈魂，對系統聲音起決定性的作用。許多音響入門愛好者在選擇音箱時都會很迷茫，不知道該如何看音箱的參數。亦或在音箱廠商公布有更重要的參數指標該如何看？本系列文希望用儘可能詳盡地講解音箱參數指標以及其背後的「意義」。同時結合自己的和市面常見的音箱談談如何通過這些參數指標看出一對音箱的好壞。

如果有不同見解，歡迎就事論事的討論，不歡迎憑想向給立場的噴，謝謝！

本文先討論音箱的頻響曲線及頻響範圍，因為內容較多，單獨做一章討論。

音箱最重要的參數就是頻率響應，沒有之一。對音箱而言，頻率響應是其聲音表現的決定性指標（之一）。現在頻率響應曲線有很多廠商會公開，更多廠商則只公開頻響範圍，那麼如何看和分析它們呢？

一、頻率響應曲線如何看及分析

典型的頻率響應曲線如下圖所示，橫坐標為聲壓值，縱坐標為頻響：

音箱頻率響應要求是越平直越好，最理想的音箱頻響應就是一條直線。但是，這裡需要強調一點，平直的目標曲線的前提是在消音室內測的，是在消音室內測的，是在消音室內測的！重要的話說三遍！

很多人憑音箱目標曲線認為聲音重現時平直響應是最好聽的，但實際情況並不是這樣。我們需要音箱發出平直響應的聲音，但我們並不會很喜歡聽到平直曲線的聲音（實際上，在消音室中較為平直響應的聲音並不好聽，迴響過少導致聲音很乾）。因為正常聽音情況下，受環境和混響影響，低頻總是會突起一些的，高頻總是會衰減一些。我們的耳朵不僅因此可以得到空間信息，也習慣了這樣的聲音。

有一種人他們需要聽到平直響應的聲音，那就是專業錄音人員，在混音時他們必須排除空間所帶來的影響以判斷錄音是否有問題。專業混時用的監聽音箱也會考慮這方面的因素，很多都自帶頻響校正功能以讓你儘可能聽到平直響應的聲音。但專業混音用的監聽音箱並不好聽，也算是個常識了。專業人士要聽這種聲音是因為這是他的工作，不是為了享受。但對一般人來說，聽消音室平直而室內不那麼平直的才是對味的。

扯完閒話說正事，在分析頻率響應曲線時我們需要注意幾點，一是縱坐標，二是不同頻率的要求，三是總體曲線分析，四是一些由於音箱形式所帶來的特例。

在討論頻響指標之前我們先來看一張頻響曲線，下圖為自然聲即將推出的NS15音箱的頻響率線圖（圖中高頻處虛線為高頻不衰減的曲線，實線為高頻做2db衰減的曲線，NS15有調節的功能）。

上圖中每一大格的間隔是5db（截圖時沒有截出來），而許多網上公布頻響曲線採用的是10db一格，這樣看起來會平直很多，需要大家留意。另一個欺騙性比較強的是用手繪的曲線或者是用過多平滑處理的曲線（比如第一張圖可能就是平滑過度的結果），這樣看起來也會非常平滑，但意義並不大。

人耳對不同頻率的敏感程度是不一樣的！人耳最敏感的區域大約是200-1500Hz，這是人聲和各樂器的基音，也是我們最常聽到的聲音範圍。在這個範圍很多人甚至能聽出1-2db左右差異所帶來的影響。在150-2000Hz範圍也是非常敏感的，低於100Hz或超過3000hz之後，人耳敏感程度會迅速降低。超過10000hz後，3-5db的誤差都很難被人察覺。超過15000hz後，成年人連能聽見都開始困難了，更不要說分辨細微3db的差異了。

因此對不同頻段，應該有不同的要求！看頻率響應曲線時應注意100-3000hz這個範圍的波動，特別是150-2000Hz的波動，這裡的小波動對聲音影響會很大。尤其是在200-1500這個範圍，+/-2db算是基本的要求，+/-1db才是真正好（自然聲NS15、NS17音箱都可以達到這個要求）。下圖為NS17的頻響及失真圖，可以看出其在100-3000Hz時的優異表現（大約+/-1.5db水平）：

超過3000Hz後，波動不超過3db都是可以接受的。超過10000Hz後，波動再大些聽感上也幾乎沒什麼差異。不過現在的高音單元做到+/-3db仍然是輕鬆的，所以大致問題都不大。

下圖為某知名品牌的知名音箱的頻響曲線，廠家做了適當的平滑處理。從整體來講，其曲線可以在全頻段保持+/-3db甚至更好的水平。但是，它的問題是在2000hz內波動很大，波峰和波谷比較多，這表明它的中頻和中高頻響應不夠理想，尤其是在400hz處有一個大約2-3db的凹陷，以及1500hz的凹陷，這些都會顯著劣化人聲和樂器的聲音表現。100Hz的峰顯示其體積略小，不過也可以接受（現在很多音箱都會比理想箱體小一點，低頻會顯得更有力，但低頻下潛會受很大影響，往往比其標稱的高很多）。

一些特例

很多人習慣用頻響曲線去判斷音箱的低頻下潛（自己以前也是），但是這樣的做法在後倒相音箱上會比較容易出錯。原因很簡單，後倒相音箱的倒相管在後面，通過後面的低頻和前面疊加以達到平直的低頻響應。但頻響曲線的測試是在消音室內，後倒相管的低頻被吸掉而無法被前面的麥克風測到，所以低頻會降低不少。比如，NS15最近的打樣有兩個樣箱，如下圖（分頻器調試中）：

前倒相的頻響是這樣的，通過曲線可以看出其低頻下潛為50Hz-3db：

後倒相的音箱和頻響曲線是這樣的。看起來低頻似乎要差一些，但實際上它們的下潛是一樣的（不過實際量感仍有差異）。

因此，通過頻響曲線判斷音箱的低頻下潛很多時候是不準確的。現在有消音室的音箱廠並不多，就算有也不一定是符合標準的，因此低頻上只能參考。真正判斷低頻下潛主要通過阻抗曲線，比如倒相箱NS15的阻抗曲線是這樣的，兩個峰值之間的頻率即是音箱的下潛（NS15為50Hz）：

特例二

對於封閉音箱而言，其f0往往很高，但由於封閉式音箱的低頻頻響下降非常緩慢，因此很多音箱也會標註其-6db時的下潛頻率。這個頻率是有實際意義的。比如，ATC的SCM19音箱，其頻率響應指標為：54-22k+/-6db，這裡的54Hz是音箱實際可以達到的下潛。而且由於ATC的低頻單元承受功率大，失真小，低頻甚至可以比很多標稱50Hz-3db的倒相音箱好。但是，封閉音箱需要功放大推力去推動，而ATC的尤其需要，因為他家的單元基本都有加特別的阻尼膠，振動質量大，線性衝程長。

特例三

有源監聽音箱由於內置功放和DSP軟體，可以通過DSP補償頻率響應，從而在低頻下潛和量感上得到補償，並且頻響會相當平直。但低頻跌落比較快，同時帶來一個問題，即失真會明顯上升，尤其是在低頻頻率，因此一旦大音響播放大動態時聲音會糊掉。下圖即為某帶DSP有源音箱的曲線，低頻跌落遠超過正常倒相箱的12db/倍頻：

下圖為網上某音箱的曲線圖，其不僅在100到2000Hz範圍內波動大而且峰谷極多，而且全頻段波動也很大，超過了+/-3db的波動，甚至未達到+/-5db水平。其聲音表現可以用糟糕來形容了（都不知道為什麼他會公布，哈哈）。

二、頻率響應範圍中的低音表現及下潛如何看？

大多數音箱廠商是不公布頻響曲線而是公布頻響範圍。原因很多，一是大多數燒友即看不懂也不關心頻響曲線；二是公布了容易被別有用心的人攻擊；三是很多音箱的頻響曲線實在不怎麼樣，公布出來會讓內行笑掉大牙（比如上面這種）。

那麼，如何看待廠商標稱的頻響範圍呢。比如一個廠商的8寸三分頻倒相音箱，頻響40-25000Hz+/-3db，60-20000Hz+/-2db。

首先注意頻響範圍後面有無+/-3db，這是hifi的行業標準。很多廠商尤其是非hifi行業或非hifi的音箱是不標+/-3db的，這樣的頻響範圍是毫無意義的。某些廠商用它們打擦力球，或者藉以糊弄用戶。一些廠商會標+/-6db或-6db時的頻響範圍（AV箱經常這樣標），前面已經講過了，封閉式音箱標-6db的低頻下潛是有意義的。而其它廠商，這樣的標法有時是廠商的慣例，有時就是糊弄，因為這樣看起來頻響範圍會非常的寬，比如上面的音箱，如果標+/-6db，一般可以標到30-40000Hz了。

但對不嚴謹的廠商，以上可能是完全無效的。某些5寸的音箱都可以標到35Hz的下潛，但後面沒有+/-，甚至某些日系AV音箱會標-12db的頻率下潛。對一些無牌diy的音箱，哪怕標上+/-3db有時也沒有什麼意義，除非其公布頻響曲線和音箱阻抗曲線。

而標出+/-2db的頻響範圍，無疑是極為苛刻的無源音箱才能達到的指標要求了。不過有DSP有源音箱倒是很多都實現這個要求。不過，DSP會引入失真，這又是另外一回事（下章會講到）。

低音下潛與音箱的級別有很大關係。一般來講，50Hz以上，10Hz即是級別的差異了。50Hz以下，5Hz的差異就已經很大了。而到了40Hz以下，3Hz的差異就不少了。到了30Hz以下，那每1-2Hz都會帶來巨大的售價差異了。

很多燒友看多了亂標的音箱，以為低音實現起來很容易，動不動就叫囂要30Hz的低頻才過癮。但其實低頻的下潛很困難和極為昂貴的，一般來講，6.5寸單元很多只能做到50Hz，8寸可以做到40Hz，很多12寸箱子巨大的音箱，低頻也不過35Hz而已。比如丹拿的售價60-80萬的旗艦級落地，大證據也就28-25000Hz+/-3db而已。

實際上，大型交響音樂的下潛，也就到36-40Hz足矣。只有鋼琴和管風琴的下潛才能到30Hz這個級別。當然，這裡只討論hifi級要求的低音，對於只講量不講質量的低頻，如AV用的低音炮，那個很容易達到（因為不用管失真嘛）。

三、頻率響應曲線中的高音延伸如何看？

對高頻做到20000Hz是大家都公認的，也是現在hifi音箱的基本要求了。但高端音箱的高頻延伸基本上25000Hz是基本要求，30000-40000Hz是常見的，60000Hz也是不少（主要以靜電、帶式和號角為主）。甚至，德國冠廷的等離子高音，能實現150k Hz的高音了。

人耳只能聽到20000Hz，但這不意味著再往上延伸沒有意義。實際上我們所聽到的音樂信號不是一個簡單的正弦波，而是一個非常複雜的波形。雖然可以按傅立葉展開為一系列正弦波的組合，但這只是等效的形式，而非實際情況，實際情況仍然是一個複雜的波形。它的基音即我們聽到的音高，而更高頻率的泛音即是我們聽到的音色。超過20000Hz的的泛音部分因為這個原因仍然會被我們感知到（具體詳見https://www.toutiao.com/i6856382723825762828/），因此仍然是有意義的。這也是為什麼現在國際hifi行業常常要求器材把延伸做到40k Hz的原因。

不過，對不同的高音單元，實現極高頻率的延伸困難度不同。常見的1寸絲膜球頂高音，一般只能做到20k-25k Hz，做到30k就已經是目前頂級水平了。不過，自然聲NS17的1寸絲膜球頂單元，可以實現到40K Hz級別，它是目前市面上延伸最好的1寸絲膜球頂單元。而對於帶式高音和號角等高音，則可以輕易實現，但它們的聲音不如絲膜高音柔美耐聽。則是有利有弊了。