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[心得] 線性與非線性相位演示

看板Headphone標題[心得] 線性與非線性相位演示作者
Oswyn
(Oswyn)
時間推噓10 推:10 噓:0 →:5

先上影片。詳見完整影片,省時就看懶人包(不少細節都跳掉了)

Clip 1 的樣本是 100 Hz to 1600 Hz 的掃頻
https://youtu.be/NRm8NnAk2iE?t=118

接下來對掃頻樣本複製,以 400 Hz 為中心頻率分別進行低通(LPF)與高通(HPF)
再將低&高通完的訊號混合

   ┌─ 低通濾波 ─┐
100 Hz to 1600 Hz Freq. sweep [複製]─┤ ├─ Mix
   └─ 高通濾波 ─┘

因為兩個濾波後的訊號是相關的,重新混合後期望應該跟原本的訊號沒什差別
沒有發生頻率響應上的問題

分別用線性(FIR)與最小相位(IIR)濾波進行對照測試

Clip 2 線性相位
https://youtu.be/NRm8NnAk2iE?t=192

Clip 3 最小相位
https://youtu.be/NRm8NnAk2iE?t=247



原始樣本的 Clip 1 與線性相位的 Clip 2 聽起來有差別嗎?
原始樣本的 Clip 1 與最小相位的 Clip 3 聽起來有差別嗎?
Clip 2 與 Clip 3 聽起來有差別嗎?

有一組應該幾乎沒什麼差別,或說差別很小
有差別的應該不難聽出來,請多試幾次。如果實在聽不出來........請就醫(認真)



防雷



以下分析一下差別與成因


線性相位與原始樣本相比應該幾乎沒有變化(說好的預振鈴呢?好在木耳聽不出來XD

https://imgur.com/11EZPPZ

左邊顯示低通後能量(RMS)隨時間(掃頻)下降、右邊的高通則相反
一個減一個加,合起來就沒什改變
下方的表顯示混合後的 RMS & Peak 基本上沒太大變化
有點小抖動在可接受範圍,且人類對頻率較敏感,但對振幅的小變化較不敏感


最小相位應該可以明顯聽出來隨時間變小聲、觸底(-14 dB)後又再變大聲

https://imgur.com/pOU66GO

下方的表也顯示出變化,過程中一來一往約 8~9 dB 的音量變化
差到 8 dB 已經不是設備不好所以聽不出來的問題了,真的分不出來請去掛號

原因就是非線性相位的濾波影響到不同頻率的時序,造成相位抵消



這影片是在討論母帶處理,那對一般用戶有影響嗎?
當你使用 EQ 、升降採樣率、DAC 本身的 DSP 都會影響到

類比 EQ 都是非線性,數位 EQ 也多半是非線性,只有少部分是線性相位通常會註明

還有最容易影響到的,也就是本影片的 Demo 基本就是個 Crossover
重低音喇叭為什麼通常都有調整相位的功能,因為重低音的能量大如果發生相位抵消
會很明顯

這就是為什麼無法預期的事太多了,照抄哈曼曲線就能複製某耳機的聽感嗎?
如果用一套樣版就能事事如意,後製工程師上起班來可就輕鬆了(根本就會丟工作了吧

所以在使用 EQ 時,請保守勿激進
如果不想煩惱相位問題可選擇使用線性相位,然後接受可能有也可能聽不出來的預振鈴

近年好像也有些設備推使用線性相位就是了
不過這始終是選擇,各有優缺點

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人間五十年、化天のうちを比ぶれば、夢幻の如くなり
^,,,^ 一度生を享け、滅せぬもののあるべきか
(ω)\m/ NOBUMETAL DEATH!!('ω')

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※ PTT 留言評論
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Oswyn:轉錄至看板 Audiophile

03/28 18:05

yoanzhong03/28 18:18那我ZX507裡面的線性相位器就可以不用開囉?!

開不開要問施主你自己囉,沒標準答案。設成自己聽起來喜歡的

wyred03/28 18:27非電類,看不懂QQ

n79688503/28 18:42看不懂推

我還以為這影片例子的結果滿直白的說XD

axion601203/28 18:52混音好難QQ 最近做音樂遇到有在接商案的前輩 每聊一次

axion601203/28 18:52都覺得要學的還好多

Dopin03/28 19:53這個版連 FR 都很難講給大家聽了 講相位真的太硬核 Orz

簡單說影片的實驗是生出一個從低到高頻的音軌,複製成兩個 一個送進低通濾波,所以從低到高頻的聲音會由大漸漸變小 一個送進高通濾波,所以從低到高頻的聲音會由小漸漸變大 一個大到小,一個小到大。混音(相加起來再除以二[-3dB])後振幅就持平了 但如果這個濾波系統不夠線性,差異就會顯現出來

daniel789403/28 21:03所以說大到小與小到大的斜率不同混起來就會不會一直線

daniel789403/28 21:03的意思!?

breadf03/28 22:31不是斜率,而是delay造成某些地方正好相消

斜率(Q)影響時間上偏多少,越陡時間越扭曲 先忽略群延遲 假設輸入的訊號 1k 2k 3k 4k 5k Hz 的時序分別對準在 1s 2s 3s 4s 5sec 進了非線性的低通後 1k 的 Phase 還在 0度,那 1k 還是會出現在 1sec 但從 2k 後 Phase 開始往負偏,那 2k 就不會準點在 2sec 而會慢一點 like 2.005sec 越高頻對到的 Phase 偏移越大,時間會差越大,造成 timing 不準 也就是下面這張圖的表現

https://i2.wp.com/troll-audio.com/wp-content/uploads/2018/09/mp-filt.png

Fig.6 最小相位濾波器輸出 藍色虛線是信號原本應該在的位置(時序),但 16 kHz 的高頻延遲了 85ms 某些受影響的頻率,不在其位,然後就發生 Phase cancellation

https://ledgernote.com/wp-content/uploads/2019/12/phase-cancellation-visual-examples.jpg

中間是 180度的相位差,就完全互相抵消了 影片的例子是偏了一些抵消了一小部分,所以中間的音量凹下去

※ 編輯: Oswyn (114.45.101.131 臺灣), 03/28/2021 23:02:03

daniel789403/28 23:41感謝解釋!幫上面補連結https://reurl.cc/NXDXl6

clioneurise03/28 23:49推好文XD

daniel789403/28 23:50其實clip1 v.s. 2&3單純覺得有一個是不是沒吃飽爬

daniel789403/28 23:50不上去(遮臉

taipoo03/29 05:02推專業

ultimatevic03/29 11:35