高音头底噪之谜

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作者: 飞飞

很多问题一直有回应,却从未得到解决,于是问题被反复地提出——例如你妈喊你穿秋裤、例如 NASA 说没找到外星人...再例如你第一次玩有源音箱(又或者玩了很久但没留意),打开音箱后——

耳朵贴近高音头,能听到

高音头迷之噪音

持续的“咝~~~~~~”噪音

你尝试把输入的线材拔下

噪音值没有任何影响

你尝试换更贵的有源音箱

结果噪音反而更大了

这不是国内玩家的问题,Google 一下 “Tweeter Noise”(高音头噪音)同样一堆人问,欧美也一直没解决,为什么?音乐人和“老烧”觉得这不是问题,通常回复都是 “就是如此”、“谁会把耳朵贴到高音头听歌”、“不影响使用” 等等,最关键是,

厂商的“终极解释”也不清晰

下面是 Mackie 的官方回答 :

“音箱确实有微弱噪音,

但 15 英尺外听不到,

你放音乐它就没了 ”

丹拿、Focal、ATC 的回答基本如此,这是“政治正确”的标准模式——好像回答了,又好像没有...你期官方给你回复上千字的技术细节?厂家没时间而且问题解决不了,这个噪音无法消除。 其实我在叉烧网也不停回答了十年...

不过这次我有一些新发现


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连 iPhone 都有

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我从 2011 年开始用 iPhone 4,其实一直没怎么用它的喇叭,今年开始听有声书才发现——深夜将 iPhone 喇叭孔贴近耳朵,就会听到 “咝~~” 的底噪,连手机都有?于是做了几个尝试:

暂停播放歌曲,底噪不变

调音量大小,底噪没影响

打开静音开关,底噪还在

只要发声的 APP都有底噪

退出 APP,底噪消失

简单测试一下:


测试地点是我的卧室,为排除低频的干扰,我们的测试范围是 200Hz ~ 20kHz,房间底噪大概在 17~18dB 左右。可以看到——iPhone 喇叭的底噪主要集中在 5 ~ 6kHz。

iPad Pro 峰值底噪居然比 iPhone 少 10dB,而且频段比较分散(可能是机内空间大、电子元件干扰少的缘故),这让普通人更难以察觉 iPad 的底噪。


应该说这是极端的情况

我用了六年 iPhone 都没发现

目前租的房子相当安静(偏僻...吃饭是个问题),如果在市区,教材说卧室至少 25dB SPL,底噪更难以察觉;要是白天在公司,工作环境至少有 40dB,远高于手机的峰值,可能完全听不到底噪;苹果是手机业最高水准,其他手机只高不低。当然,

如果你发邮件问苹果咋回事

估计苹果的回复跟上文一样


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监听们的表现

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考虑到测的音箱数量太多,就不搬到录音棚了,直接在公司里测试。

方法是用 iPhone(集成话筒)贴着高音头测试,这不太严谨也不够精确,但效果足够明显。平时公司的底噪有 40dB SPL,找了个深夜,200Hz 以上 <20dB。


我们的测试从小到大进行

MIDIPLUS MI3 (¥699)

桌面级音箱离人耳更近,底噪容易被听到。MIDIPLUS MI3 是今年我们印象较深的 3 寸箱,蓝牙 + D 类功放,声压和下潜不亚于普通四寸,不过毕竟是几百块的价位,高音头底噪峰值超过 40dB SPL,音量最小和音量最大时差不多。


EVE SC203

作为目前最贵的 3寸桌面监听之一,SC203 比普通的 8 寸监听还贵一截,其实制式与 MI3 是一样的:四通道功放芯片,只是表现更好,音量开最小时 <20dB,音量开到头不到 35dB。

这也是本次测试的十对音箱中最小的底噪:


JBL LSR305

北美 5 寸销量王,同价位唯一 D 类功放,高音头底噪范围较大从 2k~ 14kHz,峰值大概 40dB SPL。音量大小对底噪影响不大,最大应该 “0”(其他音箱上的“U”),我们发现音量最小档是 MUTE,完全无噪音(也没有声音),下图“小音量”是开了两格音量的位置。


BM Compact MKIII

由于年初清仓成为最受关注的高端 5 寸,现在最后一批货已清完,应该全球都买不到了。高音头底噪的范围比 JBL305 收窄,没有音量旋钮,共有三挡灵敏度调节:+4、0、-10,在 +4 的时候峰值可到 42dB SPL,-10 的时候底噪整体衰减 4 个 dB。


EVE SC205

测 SC203 的时候还以为是它太特别(4.8kHz 分频),结果 SC205 的底噪频段也非常窄,分频是 3kHz 就基本不会有 3kHz 以下的底噪,另外 SC205 的音量旋钮是 -∞ ~ +6dB,在“0”位置上底噪大概在 30dB SPL。


Genelec M040

M040 高音头有不可拆卸的铁丝护罩,所以测量距离比其他音箱多 1 ~ 2mm,不过影响并不大,底噪表现很出色,同样没有音量旋钮,三挡灵敏度是 0/-10/-20,0 档的时候平均都在 30dB SPL 以内,只有 9kHz 附近有个小尖角,这是无法察觉的。


Dynaudio LYD-7

我们在评测里讲过,LYD 的芯片比 BM 系列有升级(例如 AD 芯片从 103dB 提升到 110dB 动态),底噪也略有改善,电平档位从 +4/0/-10 改为 +6/0/-6,在 +6 档位的时候,高音头底噪相当于 BM 系列 -10 的大小,不过 -6 档位对底噪影响不大。


APS COAX

本文唯一的 AB 类功放监听,一般认为 AB 类的底噪比 D 类更高,因为 D 类只有 Gain 和后级两次放大,而 AB 类功放的 EQ 相当于三次放大,不过 APS 毕竟不便宜,高音底噪虽然范围较大,但特意避开了人耳最敏感的 3kHz,听起来并不大。


Sceptre S8

本文唯一的“压缩单元”号角,很多现场调音师对它的特殊音色欲罢不能。号角的底噪结构果然和软球顶不同,官方没有说音量旋钮的 MIN 和 MAX 位置具体有多大,一般认为旋钮中间的 “U” 位置最合适,但 Sceptre 的推力实在太大 (扩声级),很多人 是开到最小的 MIN 位置来用的。


EVE SC3010

中场监听和主监听由于功率更大(“放大”更大,例如 SC3010 是 1300W),底噪通常会更大,反正放得远也听不见。但没想到 SC3010 的底噪比 SC205 还低... 一来可能是设计空间大、干扰少;二来是昂贵的音箱会用更好的元件和芯片。

SC205 和 SC3010 的前级电路板完全一样,AD 都是 PCM1804,但 SC400 系列以上型号的电源模块和后级功放都来自 Hypex,应该说 PMC、Barefoot 和 EVE 选择 Hypex 是有道理的... SC400 以上还有 +7/+22dBu 的输入灵敏度选择——这居然对底噪没有什么影响。


可以看到,所有有源音箱都有底噪,或多或少,你也许不同意,毕竟

有厂商打着“零底噪”的旗号

你可能用耳朵贴着听过(小编也听了),确实一点儿噪音都没有——

这些厂商玩的 Noise Gate

非录音专业的朋友可能没听过“噪音门”,简单说就是加一个音量的“阀门”,例如 -80dBFS(注意不同于上文的 dB SPL,见 dB 的教程),一旦检测到低于这个音量,就快速断开功放的电路,在你停止播放时,它就真的一点噪音都没有。

这是脱裤子放屁,一旦播放音乐,底噪就出来了(只是你听不到),小编还发现,播放时有些很小的音尾会被截掉!这能把职业音乐人逼疯!所以这些厂商也是偷偷加(否则怎么骗人说零底噪?),导致没有关闭这个功能的地方,目前加 Noise Gate 的都是国产品牌,欧美品牌做不出来,烧友和音乐人能轻松揭穿骗局。


如果你想消灭底噪,本文就结束了...

因为连苹果公司都解决不了...

不过如果你想看下蛋的鸡长什么样子

咱们继续往下...



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原 因 是 啥 ?

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所有电子元件都有底噪或“热噪音”

有源音箱至少有两次放大,一次是“前级”的 Gain/增益 (弱电),一次是“后级”功放的固定放大 (强电),有些音箱看似没有 Gain (例如 Focal),其实只是固定增益 (也叫 Unity Gain);D 类监听虽然没有 EQ 这种弱放大,不过 A/D 芯片也有底噪。

对于主流 D 类监听而言

底噪来自这三个方面:

增益 + ADC + 功放


上文我们给每个音箱测试了”小音量“和”大音量“两种底噪,

这里变动的量只有 Gain,所以

”小音量“是 ADC + 功放的底噪


上文我们还看到了丹拿 LYD 升级 ADC 后底噪也有所降低,

这是 AD 芯片对底噪的影响

剩下的就是功放的底噪

可以看到在多数情况下,

功放是底噪的大头

我们没看到监听厂商公布单独的功放信噪比,不过假如厂商用了第三方功放,例如 ICEPower、Anaview 或 Hypex,这些第三方厂商会公布,例如下图 SC3010 用的 Hypex UCD 系列信噪比有 -125dB(未加权),而 APS Coax 用的 TDA7294 通常会被做成 95dB(A) 的功放模块。 

如果没有整体信噪比,就只能从功放芯片进行判断了,例如丹拿 LYD-7 用的 TAS 5754m,信噪比是 -103dB(A),猜测整体功放模块可能在 -96dB(A) 左右,而 M040 的 IRFS4615 和 SC203 用的 D2 24044 芯片都是 110dB(A) 左右。


你可能会质疑,按照这种说法

中/低音也有增益/ADC 和功放

中/低音应该都有噪音啊?

对,它们也有底噪


下图是 SC3010 的中音和低音底噪,我们把横轴拉到 20 ~ 20kHz,可以看到中音单元在 8kHz 有 30dB SPL 的底噪,但范围很窄,很安静才能听到;至于低音——通常房间都有较大的超低频底噪,我们公司也一样,导致无法测量...而且,

人耳对超低频很不敏感

事实上公司里 45dB SPL 的超低频环境底噪我居然完全听不到… 回到偏僻的家里测了一下,大概是 30dB 左右。大家可以贴着低音听一下,不是没有底噪,只是很难察觉。



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怎 么 办 ?

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还记得上文的测试方法吗 ?

话筒贴着高音头 5mm 测试

根据声压(音量)的测量方法 ,

每当测量距离增加一倍 ,

声压级就下降一半(6dB)

因此即使 5mm 时测量高达 44dB SPL 底噪的 MIDIPLUS MI3,1cm 距离测试就变成 38dB、2cm 就变成 32dB、4cm 就变成 24dB、

8cm 距离时只有 18dB 了...

这几乎是公司的环境底噪

所以我们再做一个测试,这次将纵轴设置成 0 ~ 40dB,测试一下”一巴掌距离“(小编的巴掌大概是 20cm)的高音头底噪,可以看到——

在 20cm 距离测试下

房间底噪已高于音箱底噪

你听音的距离是多少?80cm?

本文所有音箱其实都没有问题


通常监听厂商的频响、声压和 THD 都在 1 米的距离下测试,所以我们也能理解为啥厂商不提供 SNR 信噪比数据了——这个数据可能高于录音棚、消音室或测量设备的底噪。


你可能还有很多质疑

例如 iPhone 话筒的灵敏度不够、我们房间的底噪太大、你的耳朵过于灵敏... 总之只要距离足够近,连 iPhone 都能听到底噪,别说音箱了。

这跟去医院看病很像

一定能检查出你有病

你觉得病情严重,那就很严重

你觉得无所谓,那就也无所谓


如果你还没有买过有源音箱,有几点要注意的:

越大的音箱,通常设计距离较大,需要更大聆听距离,这与价格无关,2000 价位你也能买到 8 寸有源监听,这并不意味着你可以放在桌面;
监听行业对”桌面级“的定义是 4寸或以下,由于技术进步,D类的 5寸箱已能 PK 十年前的 6寸,我们认为 D 类监听要增加一点听音距离;


如果你买了有源音箱,并且在正常的听音位置上听到了噪音:

这种噪音只来自音箱本身,请拔下输入音频线进行检测(只插电源线),如果是插入音频线才产生的底噪,那与音箱无关,可能来自你的声卡或者音频线;
这种底噪是均匀的”咝~~~“声,像白噪音,如果是”嘀~~~“声,可能供电问题,例如插线板或接地问题,想办法断开地线(淘宝一条两芯电源线)试试;
这种”咝“声两只音箱都有,而且大小基本一样,轻微误差也合理(例如 ±1 ~ 2dB),但如果两只音箱底噪差距太大,那其中一只音箱有问题。
  • 请教一下用的什么app测的?
    盒饭 评论道
    • 声音音量增加或减少一倍,是+3db或-3db,不是6db
      wkg 回复 盒饭
      • 光说“音量”比较模糊,可以是增加 3dB、6dB 或 10dB,如果严谨一点,谈论“声强/Acoustic Intensity”时是 3dB、谈论“声压/Sound Pressure”时是 6dB、谈论“响度/Loudness”时是 10dB:http://www.sengpielaudio.com/calculator-levelchange.htm
        飞飞 回复 wkg
      • 我的原文是“声压下降一半”,指的 Sound Pressure
        飞飞 回复 wkg
    • AudioTools,收费软件,不是很贵,不过里面的功能还要付费
      飞飞 回复 盒饭
  • 以前别人问音箱有没有底噪,我只能在心底抽丫嘴巴,现在可以给丫发链接了,所以说此文非常有价值。
    harbinbeer 评论道
  • 我在30年前自己diy音箱和功放的时代,当时没有集成电路都是晶体管散件,自己安装两个声道基本不会很平衡,当时听的噪音一般都为电流翁声,几年后出来的集成电路的前级,第一次听到集成电路的时候这种调频噪音是我最喜欢听到的声音,因为终于没有了翁声音了。。。就现在我对这种调频的噪音还是情有独钟的。基本不讨厌。但是如果用这样的音箱来听20年前的卡带就有问题了,当时的卡带高频缺失听音乐的时候能显示听到嗞嗞的声音。那个时候最喜欢听到的是电子舞曲,如果用磁带听邓丽君小姐的歌曲,基本都能听到嗞嗞声了。
    亚明 评论道
    • 磁带的信噪比大概 -72dB,那会儿还有个问题是音乐的响度不会做很大,所以“媒介”本身的噪音就可闻,而且磁带会消磁、黑胶会刮损,导致噪音越来越大。
      飞飞 回复 亚明
  • 这个文章还有一大亮点就是在推MIDIPLUS音箱!!哈哈,我喜欢公鸡这个品牌,因为我买过它的88键midi键盘,质量,做工真的不怎么地…………到手20分钟装箱退货,这个键盘给我留下最难忘记的坏印象。。。。。问题是琴键高低不平,组与之间这个问题更严重了。。。。。。。。。😀
    亚明 评论道
    • 怎么会推 MIDIPLUS 呢...MI3 在本文底噪最大,比 BMC 还大一些,只不过价格最低。我只是想说越贵的音箱底噪越低...
      飞飞 回复 亚明
      • 哈哈,对不起飞飞老师,我有点借题发挥了,我只是不喜欢这个牌子,看到就想吐它。
        亚明 回复 飞飞
  • 嘿嘿, 上次问了个问题, 这就有文章了。 的确地线莫名其妙会产生底噪, 把地线用胶纸缠住就降低了底噪。 另外丹拿的lyd底噪控制的确是不如真力, 我一直以为都应该差不多。 没想到安静的时候丹拿的底噪能够听到了
    只看罢了 评论道
  • 还要问下 , hypex, 强无敌, 用 hypex ncore 最便宜的监听是啥
    只看罢了 评论道
    • 目前可能是 Footprint01($3495/对)或者 twotwo5($3570/只)吧...下周等我们收到 PMC 最新的 Result6 看看~
      飞飞 回复 只看罢了
  • 播放时有些很小的音尾会被截掉! 意思是有些歌最后的一段声音由大变小,太少的时候就会截掉吗? 如果是这样感觉还能接受。 如果会导致正常播放的时候有些细节被截掉就不能接受了
    la2ygoo 评论道
    • 噪音门是民用圈很成熟的方案,以前我用的一个国产监听音箱应该是 -72dBFS 大概 5 秒“释放时间”的噪音门,十几年前用的都忘了,一首歌通常中间不会有这么长时间的低音量,只是有次我研究歌曲音尾的时候发现被截了,职业音乐人应该会偶尔碰到这种情况。另外这个音箱的噪音门还有“启动时间/Attack”,大概 0.5 秒,这是让我换音箱的原因,但普通人应该也不会觉得有什么问题。
      飞飞 回复 la2ygoo