家庭影院音響，音樂發燒音響及專業工程音響擴聲中對于聲音的回放要求不盡相同，其中聲音相位相關的討論并不多見，尤其把自己的實操經驗拿出來分享就更加罕見！今天阿強為朋友們呈現，尊照原文的觀點，僅為個人觀點拿來做討論，不做為專業教程來看！
1、什么是相位？相位、時間、距離的關系？
相位（Phase），有一些朋友會覺得有點抽象，簡單來說，相位就是時間特性的反映，代表一個周期運動的波形，當前時刻在一個周期內的位置。
相位的單位是度，一個理想正弦波在一個完整周期內，相位將從0度變化到360度，期間經歷一個波峰和一個波谷，最后回到原始位置，之后周而復始。
如果將波的起始時刻相位定義為0度，那么假定波形從正向振動開始，波峰相位就是90度，波谷相位是270度，兩者相位相差180度。
如下圖：
在一定的傳輸介質里，聲波是按照固定速度向前行進的（15度空氣內340m/秒、20度空氣內344m/s，25度空氣346m/s，大家可以根據自己的實際環境溫度取），對于指定頻率的聲音信號，相位、時間、距離可以按照固定的簡單公式進行換算：
（1）相位和距離的對應關系。聲波的速度=波長*頻率。比如80Hz信號，其波長等于速度/頻率=340m/80Hz=4.25m。也就是說，當兩個80Hz信號的行進距離相差一個波長4.25m，此時相位相差360度，如果距離相差2.125米，那么相位相差180度，其它以此類推。由此也可推出相位與距離的換算公式為：距離差=波長*相位差/360=（聲波速度/頻率）*（相位差/360）
（2）相位和時間的對應關系。前面講過，相位就是周期信號時間特性的反映，所以相位差可以與時間差相互換算，相位在一個周期內會走過360度，那么相位差與360度的比例關系就等同于時間差與信號周期的比例，即是：時間差/周期=相位差/360，得出，時間差=相位差/（360*頻率），以80HZ信號為例，假定相位差為30度，那么時間差=30/(360*80)=1.04ms。
根據上面的推導，當信號頻率指定，相位差與距離差、時間差可以按照固定的常數比值來換算，上面的公式在后邊的調試中會用到。
2、為什么要進行相位對齊？
好，說完了相位的概念，就比較好理解在調試中，為什么要進行相位對齊了。
一個單一信號的絕對相位在聽覺上是沒有多少意義的，只有當多個聲源信號疊加，信號間的相位差才會對聽覺產生直接影響。很多人都熟知，音響調試中要避免出現反相疊加，為什么呢，下面這個圖來解釋。
當兩個正弦波聲源的相位完全一致的情況下，疊加后仍然還是一個完整的正弦波。但是如果兩個聲源在相位上正好相差180度，這個時候就是反相，當一個信號運動到波峰，另一個信號正好運動到波谷，這樣峰谷疊加，形成反相抵消。體現在聽覺上就是這個頻率上的聲音電平會急劇下降，聽感發虛。所以，我們進行相位對齊的目的，就是要確保兩個不同聲源的聲音到達人耳的相位、時間應該保持一致。如果一旦存在相位差，就需要進行調整。極端情況是相位正好差180度，這樣同頻段信號將完全抵消，當然，現實情況里不一定是完全的180度反相，音響工程里有一個經驗值，就是兩個信號相位差在120度至240度之間（時間相差1/3周期—2/3周期），人耳就會明顯感受到相位抵消帶來的音質下降，只要兩個信號的相位差落在這個區間內，都要及時通過調整來修正。所以，有的低音炮提供單一的180度反相按鈕，應付簡單極端反相狀況，有的提供0到180度連續變化旋鈕，就是為了滿足不同的相位差調整。
3、AV功放的距離能夠用激光尺或者各種皮尺的測量結果去修正嗎？
要回答這個問題先要搞清楚AV功放為什么要測距離，以及這個距離參數是用來干啥的。
AV功放測距離不是為了校正各聲道電平，也不是為了提醒你音箱位置擺的對不對。AV功放測距離的目的，主要就是為了做各聲道的相位或者說時間對齊，使各聲道的到達人耳的相位和時間一致。
功放測距的過程，是先發出測試信號，然后由測量話筒接收，之后功放電路分別統計各個聲道信號發出與測量話筒接收到信號的時間差，然后以到達時間最長最慢的那一個聲道為基準，通過內部延時電路將其他聲道的相位和時間依次施加一定延時，從而與這個最慢聲道對齊。前面講過，聲波的傳輸速度在固定介質內是一定的（340m/s），距離=340*時間，那么AV功放所顯示的這個距離，其實就是代表信號發-收總時間。如果人為去更改這個距離，那么就意味著，功放會以你新設置的距離參數，去換算新的時間差，然后利用這個新的時間差去重新對各個音箱進行延時修正。
那么問題來了，很多人去買激光尺，雖然光學手段能夠精確測量出喇叭外表到測量話筒之間的距離，但是由于信號從發出到驅動喇叭響應發聲，中間還要經過前后級一系列的電路處理以及喇叭響應時延，很多人會注意到，功放測低音炮的距離通常會比實際距離明顯大，這個并不是功放的錯誤，其實就是因為低音炮相比其他音箱額外多出一段處理電路，特別是有些朋友還加了低管，也會加大處理時延，并且大口徑的低音喇叭在信號響應上也比普通喇叭慢，上面這段時間是光學手段測不出來的，如果用激光測出來的物理距離去裝訂到功放，將會漏掉這一段時延，從而導致功放會以不正確的時間差去修正各聲道。
所以結論是，用測外在物理距離的方式去修正AV功放的距離參數是不可取的。
4、如何利用Smaart來進行相位對齊？
不管什么測量方式，肯定會存在誤差。有時候我們不太信任AV功放的測距和延時處理誤差，所以有的朋友會在跑完奧德賽和低音炮EQ以后，繼續采用觀察融合曲線中分頻點附近電平是否明顯下降，來判斷這個頻段是否存在相位抵消，然后通過緩慢微調功放距離或者低音炮相位去尋求改善這個抵消，這個方式從原理上是正確的，前面已經講過，相位發生抵消的結果就是電平下降，但是因為肉眼觀察的誤差，以及空間反射和音頻信號本身的豐富和復雜性，這種由觀察現象結果去倒推處理措施的方式，存在一定的隨機性，有時候也不一定能夠很快湊效，而且來回反復時間也比較長。
如果有某種測試手段能夠幫助我們直接測量出聲音相位來，那依據這個相位測試結果來修正就相對來說更加準確。SMAART是專業擴聲業內一款常用聲學測試軟件，相比REW的一過性測量，SMAART的優點是實時分析，能夠實時反映測試結果的動態變化，我也看到論壇有些朋友有用Smaart的RTA實時頻譜分析模塊，輔助找炮位什么的，其實這款軟件還有一個很強大的功能模塊，就是transfer模塊（傳遞函數模塊），transfer模塊會提供對信號的直接相位測量功能，可以方便的用它來進行AV系統的各聲道的時間修正。這里推薦使用Smaart V7，網上有河蟹版下載。
由本文第一節關于相位與距離、時間換算關系的推導過程可以知道，在實際調試中，對于一定頻率的信號，可以通過調整距離、或者調整延時的方式來實現相位對齊，反映到實際應用中，有如下三種方式：
——在AV功放里，可供調整的參數是距離，那么可以通過調整不同聲道的距離參數來對齊相位；
——如果大家使用的是專業數字處理器，里邊會直接提供延時調整功能，那么可以直接通過調整延時來對齊相位；
——當然，如果只需要對低音炮相位進行0到180度范圍內的單向相移調整，也可以直接用低音炮相位旋鈕來調。
以我的系統為例，簡單描述一下基本過程吧（由于時間關系，近期工作實在太忙了，原諒我偷個懶，省掉SMAART的一些硬件基本設置的講解，以后有時間再補齊吧，其實也不難，而且網上教程很多很多，感興趣的朋友可以通過百度找各種教程，這里就先暫時給出通過AV功放的距離調整來對齊相位的過程吧，當然也可以用數字處理器的延時調整的方式來對齊相位，不過由于我的XTA處理器暫時不在手頭，沒辦法來截圖演示，其實原理都相似）。
（1）硬件連接
要使用SMAART的transfer工作模塊，需要硬件連接部分如下圖：需要一根一分二的音頻線，一端接到聲卡的一個輸出通道上，然后分別一路進聲卡輸入（作為ref參考測量通道），另外一路進功放模擬輸入，另外，就是常規的測試話筒接到聲卡的另一個輸入。
（2）查看功放奧德賽后的距離測試結果
我的天龍X8500跑完奧德賽后的各聲道距離如下所示，因為我的系統是使用了聲卡EQ進行低頻管理的，所以低音炮的距離明顯是要比實際大的。
（3）開始測試
打開smaart的transfer傳遞函數窗口，激活pink noise粉紅噪聲測試信號，點擊右邊下方的三角形開始鍵，開始測試。（由于房間復雜反射疊加和現實的聲音頻譜非常豐富，一個頻點的相位是不可能固定不變的，會在一定范圍跳動，為了有利于靜態觀察和捕捉，我們需要將平均時間拉長到7s，然后對相位曲線選擇1/12倍頻程平滑，由于平均時間較長，大家從點擊開始后要等待7秒鐘以上，曲線穩定后再判讀）
重要提示：smaart的transfer傳遞函數是采用測量通道與參考通道相對測量的方式來進行，要確保測量結果正確，必須要首先修正ref參考通道與主測量通道兩個通道之間的時延，具體操作就是在pink noise設置為全頻段信號的情況下（不能是低音信號，低音測不準，原理不贅述了），點右邊的小按鈕find，然后insert插入這個延時補償，如果沒有這個操作，測量結果會不正確，會發現相干性曲線在大量頻段發生畸變，這個很關鍵，務必別忘記這一步。
Smaart的傳遞函數測試窗口包括兩個部分，上方為相位曲線，下方為頻響曲線，可以同時觀察相位和頻響情況。并且非常方便的是，可以按空格鍵實時捕捉測試結果。分別捕獲低音炮和主箱的測試結果，并疊加顯示，如下圖：
我的主箱和炮的分頻點設置為60Hz，放大局部窗口，重點觀察60HZ附近的相位差異。鼠標移動至橫坐標60.5Hz處，可以讀取到主箱的相位為-123度,低音炮的相位為-155度，主箱相位在低音炮相位之上，相差32度。
這里是重點，大家記住一個經驗，相位在上面的信號，說明其到達時間相比下邊那個信號偏早，為了對齊，這時我們就需要對相位靠上的那個信號進一步增加延時，反之如果相位靠下，那就是減少延時。反映到AV功放的距離設置方面，就是通過增減AV功放的距離值，達到改變該聲道延時的目的，具體的修改，這時有兩種選擇，要么將主箱的距離修改為更近的值，要么將低音炮的距離修改為更遠的值，這里我們選擇后者，原因前面講過，由于我的距離測試結果中，低音炮距離最遠，功放將以最遠的低音炮聲道為基準，將其他聲道做延時與之相位對齊。如果單方面修改主箱的距離，雖然可與炮對齊，但又同時改變了主箱與其他聲道的相位差，造成對齊了一個聲道，搞亂了其他聲道的不利結果，所以，要改，就只改作為基準信號的低音炮聲道距離，通過公式換算，已知60Hz處的相位差大概32度，根據我前面的計算公式，距離差=(340/60)*(32/360)=0.5米。當然，這個值是簡單公式計算，與現實結果會存在一定誤差，所以設置后還需要通過兩三次小范圍的微調來進一步精確修正。最終我的低音炮距離由5.83米增加到6.26米，最終選擇的增量是0.43米，這是60HZ附近的相位達到對齊了。如下圖：
（4）結果復核
調整以后，我們來復核一下主箱和低音炮融合后的情況，如下圖所示。由圖中可知，60Hz分頻點附近已經平坦。
既然這時相位已經對齊同相了，我們來驗證一下如果把低音炮的相位旋鈕旋轉180度，是否會造成反相抵消的現象呢？結果證明了我們的猜想，答案是確定的，炮相位反轉180度以后，我們看到融合曲線在60Hz的電平明顯下降，并且上方的相干性曲線也相應在60HZ附近有一個向下的尖峰，說明60HZ處的信號相干性明顯變差（順便解釋一下相干性曲線（coherence），在smaart里，相干性曲線的定義，就是代表當前測量信號與原信號的偏差程度，如果相干性下降，一般就是說明此頻點的信號畸變嚴重，發生了聲干涉、抵消或無關干擾）
好了，哼哧半天終于敲完了，最后想說一點廢話也算一點體會吧，我認為，玩音響，玩電聲設備，需要理論與實踐相結合，首先不能當純理論家，去刻板機械的照搬理論，這個絕對不行，而且往往容易一葉障目。理論是理想、規范和確定的，但現實世界卻是豐富，模糊、不確定、并且存在諸多約束條件的，一定要對這個差異心中有數。比如世界上沒有一模一樣的樹葉，地球也不可能是一個理想圓形，所以一定要靈活運用，活學活用是根本，首先熟知理論的前因后果，然后通過實際操作去不斷的驗證、去修正。通過上面的一段折騰，一方面證明了理論給我指向的基本方向是對的，我進一步堅定了對基礎理論的敬畏之心，同時另一方面也強烈體會到了電聲這個東西的復雜和有趣，把上述體會與大家分享，歡迎指正！如果有興趣使用smaart7的朋友，愛奇藝有一個特別好的教程視頻，強烈推薦大家看看，可以在愛奇藝搜索關鍵字”smaart7操作視頻第一季、smaart7操作視頻第二季“，每一季都有十幾集的系統講解，從原理、入門到實操，真的講的挺好的，說的很平實，我認真看了大部分視頻，干貨滿滿，我甚至覺得好多東西真是可以拿去收費賣錢了，真是對視頻作者的分享精神和毫無保留的無私很佩服。
