一直好奇工廠是怎么研發(fā)揚(yáng)聲器的，
出廠前要經(jīng)歷哪些步驟？
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探廠記錄來(lái)了！

　　山姆·費(fèi)恩(Sam Feine)是一位揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)工程師，曾與多家主流的專業(yè)揚(yáng)聲器制造商以及音頻公司合作。最近我們討論了現(xiàn)代揚(yáng)聲器開發(fā)工作流程中的一些工作內(nèi)容和趨勢(shì)。

　　1 FIR濾波器

　　一直很好奇，新生產(chǎn)出來(lái)的揚(yáng)聲器上市之前如何為它們進(jìn)行調(diào)音?在這個(gè)過(guò)程中會(huì)涉及哪些技術(shù)?

　　就真正的調(diào)音技術(shù)而言，不得不提的就是功能強(qiáng)大的FIR(Finite Impulse Response有限脈沖響應(yīng))濾波器。很多人提到“ FIR”就會(huì)想到線性相位均衡器，當(dāng)然FIR能做到線性相位均衡，但不僅僅是這些。

　　費(fèi)恩解釋說(shuō)：“FIR強(qiáng)大的原因之一是，一旦設(shè)置了FIR濾波器，基本上每個(gè)FIR卷積都會(huì)得到相同的結(jié)果。如果制造商推出FIR EQ預(yù)設(shè)，則意味著將其加載到每個(gè)品牌的DSP上結(jié)果都是一樣的。

　　而不同制造商對(duì)Q的含義有不同的定義，這是IIR(Infinite Impulse Response無(wú)限脈沖響應(yīng))濾波器的普遍問題。但在濾波器長(zhǎng)度相對(duì)較短的情況下，F(xiàn)IR通常無(wú)法對(duì)低頻產(chǎn)生預(yù)期作用。因此，無(wú)論如何，都必須在低頻段使用IIR濾波器來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充。一些制造商通常會(huì)在不同的DSP平臺(tái)發(fā)布大量IIR預(yù)設(shè)庫(kù)，因?yàn)槠脚_(tái)之間的濾波形狀略有不同。在不同的軟件平臺(tái)中創(chuàng)建所有這些預(yù)設(shè)并調(diào)整IIR系數(shù)，以使其在平臺(tái)之間匹配是一項(xiàng)繁重的工作，非常耗時(shí)耗力。有一些軟件可以使這一過(guò)程變得更輕松——Eclipse Audio FIR Designer軟件很棒，我強(qiáng)烈推薦它——內(nèi)置了不同的IIR定義，并且還可以在不同DSP平臺(tái)定義之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。”

　　2 兼容性

　　在有方向性的中高頻范圍內(nèi)，F(xiàn)IR的優(yōu)勢(shì)非常強(qiáng)大。當(dāng)深入到最低頻程時(shí)，將揚(yáng)聲器放在室內(nèi)空間，則會(huì)對(duì)頻響產(chǎn)生巨大影響。

　　費(fèi)恩補(bǔ)充道：“尤其是在揚(yáng)聲器進(jìn)行配對(duì)(立體聲或與超低頻)時(shí)，對(duì)它們影響更大。如果對(duì)這些揚(yáng)聲器進(jìn)行調(diào)整，使它們之間具有相似的相位響應(yīng)，那么情況會(huì)好一些。如果是來(lái)自不同制造商的揚(yáng)聲器，而它們?cè)诘皖l表現(xiàn)截然不同，那就會(huì)產(chǎn)生干擾。所以說(shuō)，制造商會(huì)注意這一點(diǎn)，以確保產(chǎn)品線中的多個(gè)產(chǎn)品之間的兼容性更高。”

　　“還有一些制造商會(huì)花費(fèi)多年時(shí)間嘗試突破，確保顧客可以跨產(chǎn)品線配置系統(tǒng)。這種情況比較少見，確實(shí)很難做到，因?yàn)椴煌漠a(chǎn)品線可能針對(duì)不同的用途。不過(guò)也有成功的例子，Adamson旗艦E系列針對(duì)的是大型的戶外演出，而S系列要緊湊得多，但它們就被設(shè)計(jì)成為可以互相兼容補(bǔ)充的系統(tǒng)，甚至可用在同一線陣列。不得不承認(rèn)，他們?cè)谒懿ǚ矫娲_實(shí)很厲害。”

　　3 出廠設(shè)置

　　有一個(gè)我一直覺得很疑惑的地方就是現(xiàn)場(chǎng)演出調(diào)試系統(tǒng)時(shí)，可以放入兩個(gè)，三個(gè)，四個(gè)濾波器。但是，如果要在揚(yáng)聲器或功放預(yù)設(shè)中構(gòu)建DSP，則只需一個(gè)濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的整個(gè)頻率響應(yīng)。這是什么原理呢?

　　費(fèi)恩告訴我：“制造商能夠做到這一點(diǎn)非常強(qiáng)大。在開發(fā)過(guò)程中，當(dāng)我們進(jìn)行設(shè)計(jì)、試聽和調(diào)試時(shí)，通常將傳統(tǒng)的IIR濾波器疊加在“基于實(shí)驗(yàn)室曲線的” FIR之上。我們?cè)谡{(diào)整揚(yáng)聲器時(shí)會(huì)使用IIR濾波器，因?yàn)樗鼈兒苋菀妆嬲J(rèn)。你可以查看曲線并確定哪些濾波器在做什么。但是，歸根結(jié)底，對(duì)于最終產(chǎn)品，我們會(huì)將那些手動(dòng)疊加的IIR直接內(nèi)置到FIR中，并將它們卷積在一起，得到一個(gè)單獨(dú)的濾波器。這就是內(nèi)置在揚(yáng)聲器中或作為預(yù)設(shè)發(fā)布的東西。”

　　4 模擬軟件

　　從某種意義上說(shuō)，以上這些都是與終端用戶無(wú)關(guān)的幕后事情。不過(guò)制造商確實(shí)向客戶提供了其他工具，例如模擬軟件。它可能是獨(dú)立的模擬程序，也可能是需要在第三方模擬程序中使用的庫(kù)文件。無(wú)論哪種方式，都可以使用戶查看產(chǎn)品在實(shí)際中的交互結(jié)果。相比以前，這不再是一件奢侈的事情。

Adamson 聲場(chǎng)模擬軟件Blueprint AV工作界面

　　現(xiàn)在幾乎所有的主流制造商都提供某種形式的模擬工具，這確實(shí)改變了我們現(xiàn)場(chǎng)部署揚(yáng)聲器的方式，現(xiàn)在我們可以進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)直接告訴工人，這是吊掛高度，這是傾斜角度，如果揚(yáng)聲器安裝正確，只需期待它們的出色表現(xiàn)。

　　費(fèi)恩也表示贊同：“廠商提供的新工具非常精確，而且通常易于使用。不得不承認(rèn)，很多時(shí)候人們不喜歡自己進(jìn)行建模，但是你可以咨詢主流制造商并與他們討論。與我合作的制造商都有相應(yīng)的應(yīng)用程序團(tuán)隊(duì)。他們可以為你的場(chǎng)地推薦揚(yáng)聲器，有時(shí)他們還會(huì)幫你將所有揚(yáng)聲器都放入場(chǎng)地進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)。每個(gè)制造商在處理方式上都各有不同，但確實(shí)很有幫助。”

　　不過(guò)很多人沒有意識(shí)到這一點(diǎn)——他們的思維慣性會(huì)告訴自己：制造商就是生產(chǎn)揚(yáng)聲器的，他們把揚(yáng)聲器放進(jìn)箱子然后運(yùn)送給你就完事了。往往忽略了他們也可以為你的項(xiàng)目提供支持，并幫助你找出最好的部署方式。

　　不過(guò)說(shuō)到第三方行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)模擬軟件與制造商特定模擬軟件時(shí)，費(fèi)恩表示自己喜歡行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件，“因?yàn)槔纾粓?chǎng)演出配置了來(lái)自三個(gè)制造商的產(chǎn)品，我可以在一個(gè)模型中完成模擬和預(yù)測(cè)，這樣就直觀多了。”

　　不過(guò)對(duì)于我來(lái)說(shuō)，使用特定品牌的軟件，進(jìn)入模擬預(yù)測(cè)，實(shí)際上可以將麥克風(fēng)放置在虛擬空間中，模擬測(cè)量結(jié)果并調(diào)整測(cè)試中的系統(tǒng)，然后將這些濾波器和延時(shí)數(shù)據(jù)推送到真實(shí)的DSP上，這一點(diǎn)真的很棒。

　　除此之外，對(duì)于某些更高級(jí)的應(yīng)用，你還可以運(yùn)行一種算法來(lái)對(duì)每只揚(yáng)聲器進(jìn)行優(yōu)化，以更均勻地覆蓋空間。當(dāng)我第一次看到別人演示這個(gè)技術(shù)時(shí)，心里想的是：“這真是太高級(jí)了，我可能這輩子也弄不清楚這些原理。”

　　但事實(shí)是，如果你有一個(gè)很好的模擬預(yù)測(cè)軟件，它并沒有你想的那么復(fù)雜。而且，當(dāng)你處于制造商自己的生態(tài)系統(tǒng)中時(shí)(從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，到處理器，到功放，再到揚(yáng)聲器)，只需單擊“開始”，所有與網(wǎng)絡(luò)連接的處理器都將同步這些參數(shù)。

　　不過(guò)，將處理電子設(shè)備的系統(tǒng)與預(yù)測(cè)軟件以及揚(yáng)聲器本身集成綁定在一起，通常意味著你被限定在同一制造商那里購(gòu)買電子設(shè)備和揚(yáng)聲器。這可能會(huì)有點(diǎn)貴(不過(guò)帶來(lái)的便利真是太值了!)

　　費(fèi)恩總結(jié)說(shuō)：“這似乎是當(dāng)今行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。它減輕了現(xiàn)場(chǎng)人員的工作量，他們無(wú)需做很多深入的工作，還得到了更好的結(jié)果。帶著一個(gè)無(wú)源兩通道揚(yáng)聲器進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，并且必須弄清楚需要使用哪些濾波器，這基本上已經(jīng)成為過(guò)去時(shí)。我們不再需要在功放機(jī)架中放置電子分頻器，只需旋轉(zhuǎn)旋鈕，直到聽起來(lái)滿意為止。這些工作現(xiàn)在已經(jīng)由制造商為我們完成，既可以在有源揚(yáng)聲器內(nèi)部，也可以在揚(yáng)聲器預(yù)設(shè)中。如果你想了解整個(gè)系統(tǒng)我們能做的所有非常酷的事情，我們可能要聊一整天。”

　　他似乎想結(jié)束了，我趕忙接過(guò)話頭：“我還想聊一聊系統(tǒng)保護(hù)。”

　　“如果你了解驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的知識(shí)，那么你可以用一個(gè)尺寸合適的放大器進(jìn)行有效的驅(qū)動(dòng)。一些更高級(jí)的應(yīng)用程序帶有額外的傳感器來(lái)跟蹤驅(qū)動(dòng)器的工作，例如，限制電壓峰值，并使用該數(shù)據(jù)來(lái)限制偏移。這些限制器可以很好地保護(hù)揚(yáng)聲器。”

　　5 現(xiàn)代揚(yáng)聲器帶來(lái)的變化

　　聊到這里我發(fā)現(xiàn)，我們正在脫離以前的工作模式，即“我必須給這個(gè)雙通道揚(yáng)聲器進(jìn)行校準(zhǔn)，加上分頻濾波器。”的思路已經(jīng)過(guò)時(shí)了，現(xiàn)在PA工程師更多思考的是，“我需要一個(gè)設(shè)計(jì)合理的揚(yáng)聲器，它會(huì)保護(hù)自己，并且聽起來(lái)很棒。”

　　現(xiàn)在，我們只需討論它如何與其他揚(yáng)聲器相互作用，如何與空間相互作用以及如何獲得所需的覆蓋范圍。而且，我們可以花更多的時(shí)間在演出上，而不是一直調(diào)試系統(tǒng)，加各種濾波器和限幅器來(lái)確保系統(tǒng)不會(huì)燒。