奇次諧波?

[光光]

有點一直很納悶的是:
一般樂器發出聲音來 會存在奇次諧波
然而為甚麼幾乎所有音響 都會濾掉奇次諧波
因為奇次諧波會造成音響不好聽
可是標榜高傳真與忠實還原的音響
為何會為了悅耳兩字將奇次諧波給濾掉了呢?

這方面我不懂!
有沒有高手可以幫忙解答的呢?

[RogerShih]

這遠超過我所知道的東西了, 我是音響入門生

--
全世界的個人網站版工中，最遜、最窮的一個就素偶

[changjc]

敢問光光兄，您怎麼知道聲音經過音響設備後，奇次諧音不見了？是接上示波器嗎？

[阿毛]

我以為樂器發出聲音來叫做泛音
泛音裡面有奇次諧波跟偶次諧波
但似乎以偶次為主
而機器產生的諧波則以奇次為主
故機器製造商要消除的是奇次諧波沒錯
但不是要消除原先音樂的泛音

嗯
不知道到底是不是這樣:P


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音響跟劇場，都是一種虛擬性的真實:P

Edited by - 阿毛 on 01/21/2002 00:41:44

[JamesT]

樂器的音色取決於其諧波結構, 每種樂器的諧波構結都不一樣, 我在台大愛樂社所收藏的「音樂與音響」雜誌中曾看過一篇文章介紹釵h樂器的諧波結構的文章, 其中唯一較有印象的是小提琴的波形近似方波。

主動元件 ( 真空管、電晶體 ) 會產生額外的諧波, 稱作諧波失真。

至於「奇次諧波與偶次諧波」的說法, 我並沒有什麼研究, 主要是因為我對真空管認識極少。我只有「聽說過」真空管的諧波失真都是偶次諧波 ( 2x 4x ... ), 而聽起來會好聽 ( 誰來告訴我這是真是假 ); 然而電晶體的諧波失真並非全為奇次, 當然都是 2x 3x 4x ... 都有, 而且只有在很少的情況下 3x 的諧波會大於 2x 的, 我就搞不懂為什麼音響界會有「電晶體因為為奇次諧波失真所以不好聽」的說法, 因為所有我看過的音頻放大器, 其諧波失真的 dominant factor 都是 2x, 2x 也算是偶次的吧? 還是說絕對不能有奇次的? 不可以有 3x? 再次引用我在老舊的「音樂與音響」雜誌中看到的文章, 單頻的時候, 人耳能明顯分辨諧波失真的能力大約是 0.1%, 可是電晶體的 3x 諧波失真應該都比這個還小很多啊......

實在搞不太懂「奇次諧波和偶次諧波」的說法是怎麼來的。

[andy236]

我只有「聽說過」真空管的諧波失真都是偶次諧波 ( 2x 4x ... ), 而聽起來會好聽 ( 誰來告訴我這是真是假 )

5842(耳放),真空管+輸出變壓器
LC-1(耳放),真空管+晶體輸出
泰國機(CDPlayer),類比輸出用真空管
AMC CD6b 5404版,類比輸出用真空管
CAL SIGMA(DAC),類比輸出用真空管
McIntosh 250(後級),晶體+輸出變壓器

聽人說輸出變壓器也有音染
這些器材都有音色美化的感覺
但每一台的情況都不一樣,一般所謂的音響性的也都不同
很難表達,有機會自己聽一聽比較可以體會

>>而聽起來會好聽
如果跟R-TEC,AMC,ROTEL比起來,音色是有些討喜,但音響性的實現不同
喜不喜歡可能要看每個人的喜好

ps.寫到這邊,一般op或晶體還是有音色的分別
只不過不像真空管及輸出變壓器這麼強烈吧

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宇宙最窮的電腦軟體人:eeh:還是多聽聽好音樂吧:)

[光光]

以下是我自己的猜想:
一般來說自然的樂器 如一根弦 談一下會有跟主音頻率x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9 .......等諧波
這是自然樂器發出來的

然而音響為了讓走向更趨於所謂的 透明,清晰,高解析
將奇次的諧波給濾除了
因為每個樂器聲音的高八度剛好就是
x2 x4 x8 x16 ......頻率

如果把奇次給濾了則
音響會發出
2x 4x 6x 8x 10x 12x ....
如此可以把大部分跟基音列音高不諧和的聲音濾除

然而這樣做其實就是把聲音給人工化
好處是在大編製下各種樂器混合干擾的條件下
仍能維持一定的解析度與透明或說是器樂分明
PS:一般即使是聽現場的音樂 在眾多樂器大聲齊奏下 很多發聲量較小的樂器其實是聽不大清楚的

音響界為了在聲音上討好發燒友的口味 因此此法大行其道


目前上述所言 僅是小弟的猜測(有可能觀念錯誤)
還是希望有高人 有更好的解釋

[Darkfire]

以下是電子學抄下來的,跟音響界怎麼想無關...

諧波失真:
對BJT電晶體而言,因其轉移曲線Ic=Is*e^(Vbe/Vt)為非線性關係,故在標準弦波輸入時,輸出會產生諧波的失真現象

簡化來看,Vbe正比於輸入訊號,就當輸入訊號
Ic視為輸出訊號
轉移曲線就是說輸出訊號跟輸入訊號是指數關係
而e^x=1+x+(x^2)/(2!)+(x^3)/(3!)+.......
所以當輸入一個Vcos(wt)的弦波訊號時
輸出Ic=Icq(1+Pcos(wt)+Q[cos(wt)]^2+R[cos(wt)]^3+.....) PQR為常數
經過化簡後得到
Ic=Icq+A+Bcos(wt)+Ccos(2wt)+Dcos(3wt)+.....Xcos(nwt)+.. ABCD為常數
這當中的cos(2wt),cos(3wt),cos(nwt)..就是二次諧波,三次諧波,n次諧波

而FET的轉移函數為Id=K(Vgs-Vt)^2,就只有二次諧波

還有,push-pull式B類放大器波形相加時,剛好偶次項會抵銷,只剩下奇次項
也就是沒有偶次諧波失真

至於樂器的泛音,對於放大器而言也是輸入波,不會被濾掉
諧波是指由放大元件本身特性產生出來跟輸入波不同的波

[光光]

但是上次有位設計音響器材的人士跟我說
是有濾掉奇次諧波 留下偶次諧波之說

但是上面那篇又說是濾掉偶次
這真的讓我搞不透

他也是有提到泰勒展開就是.....


Edited by - 光光 on 01/21/2002 21:49:03

[JY]

我聽過的理論是管機的失真有三大類...
分別為Bass Compression, Valve Limitation, & Valve Saturation...
這些是管機失真的一些現象...
管機的特徵是什麼? 應該就是他那種會把隱藏的細節顯現出來的能力吧...
真空管會把錄音中較不容易被注意的小聲音放大..並且將大聲的變小聲..造成同樣音量細節感變多的錯覺...(Valve Limiting)
整體效果會讓音樂聽起來比較飽滿...
(現在大多數錄音這個效果已經用的很嚴重了)
Bass Compression會將聲音暖化..並把低頻的衝擊力道稍微加強...
造成的效果是中頻的流順..和飽滿的低頻...
Valve Saturation也是一種失真..不過影響多在於高頻...
這會造成一中清亮,閃耀的效果...
會讓人感覺聲音透明度高...
(早期的錄音這個效果用很多,現今倒是少了點)
以上都是一些我聽說過的管機失真理論...
且皆被稱為管機的優點...
看來喜歡聽失真的人還真不少呢...
(真的要Hi-End也不可能把每個人抓去做聽力測試在量身定做器材吧)

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尋找好聲音，靠的是器材。
令人感動的聲音，才能算是好音樂。

[changjc]

一般說來，弦樂器的諧音奇次項和偶次項都存在，（奇次和偶次分別指其頻率為基音頻率的奇數倍和偶數倍），而直又均勻的空氣柱（即指粗細均勻的直管樂器）則只有奇次的諧音存在，但是實際上的管樂器不是均勻的直管，所以數學處理就很複雜，通常只用直的空氣柱振動來近似。
根據我自己的實驗分析結果，如鋼琴，吉他等弦樂器的泛音很多（泛音和基音統稱諧音），尤其是鋼琴，他的泛音豐富極了。而管樂器，我自己吹洞簫和笛子，經分析結果，諧音數目比起鋼琴，少太多了，而且只有奇次諧音，原子筆套發出的聲音，幾近單音，幾乎沒什麼泛音。
您說，經由音響設備後，奇次諧音被消掉了，那那..管樂器的聲音豈不很微弱了嗎？
我想可能是光光兄稍有誤解。

[南宮博士]

您說，經由音響設備後，奇次諧音被消掉了，那那..管樂器的聲音豈不很微弱了嗎？
我想可能是光光兄稍有誤解。

一般放大器的output在正常工作模式下應該是input signal的放大無失真版，以class A來講，是工作在'近似'線性區的部份(因為其變化範圍小，所以看起來像是線性的...)，output因non-linear特性而產生的harmonic應該很少(跟原signal比起來應該是不存在，太小了..)，而class B or class AB則是會跑到non-linear region，以單端而言勢必會產生一定的harmonic(被截一半了)，但透過complementary-symmtry的方式，輸出還是一個原訊號的放大版(忽略輕微的distortion)，如一個mono-tone的signal作input，輸出還是一個mono-tone，就算有harmonic也是很小(指在正常的工作模式下)...所以原訊號的harmonic是都不會消失的....
是沒有把'奇次' or '偶次'的harmonic消失的現象
...

[HAHA]

我所之一般擴大機在不超過額定輸出之THD(總諧波失真,包含2,3,4,5,6,7,8,9)都不大.
但喇叭與耳機因接觸較多,確實發生諧波失真的機會遠大於Amp與CD.
一般聽測必v1 mW要求之THD為1%.
要看Amp之諧波成份可用頻譜分析儀(最好是 for audio的),喇叭耳機多用audio analyzer(FFT mode)與儀器級Microphone與Amp.

[HAHA]

補注:
1mW THD<1%

[dyna]

絃樂器的頻率f=nV/2L,n=1,2,3,4...,V=聲速,L為弦長
例如鋼琴中央Do的頻率為256Hz,其高八度的音依次為
2x256,3x256,4x256...一根弦彈下去,其所發出的聲音大部分為基音(n=1),但還有伴隨百分比率較少的其他泛音(n=2,3,4...),而兩種相同的樂器彈相同的音,感覺音色不同,其基音與其他泛音的百分比組成不同,所以造成的合成波的波形就有些差異,所以聽起來就有所謂的音色不同的問題.弦樂的奇次級偶次泛音都存在,而泛音的頻率為基音的整數倍時成為諧音

而管樂器要看是兩端開口(f=nV/2L)或是一端開口,一端封閉(f=(2n-1)V/4L),前者與弦樂相同,其泛音是奇次與偶次都存在,而後者只存在奇次泛音

一般樂器中管樂及弦樂所發出的聲音為諧音,而打擊樂所發出的聲音就有些不是諧音,也就是基音及泛音沒有簡單的整數關係

[David Lin]

任何良好的放大器,不管是用管還是用電晶體,都不會去"濾"掉所謂的"諧波".
不然,都是生失真.

"諧波"一辭,自15年前無線電香腸族胡吹亂賓嶀w是人云亦云,亂七八糟.



光光你有所不幸,被人誤導了!閣下所聽聞者,全都是錯.