(卌四、瞬間電流④ - 電源路徑電阻實驗)製作特性差異音訊、體驗聽感

PY8888

2935分

161樓

PY8888

個人積分：2935分

文章編號：91473131

goldbingo wrote:
受限於錄音器材小訊號量測能力不足

實際聆聽音樂時後級輸入/前級輸出訊號的確很小，這類小訊號要處理得好不容易所以好的前級才會那麼貴，否則若只看前級主要基本功能只是音控加3/10倍放大/buffer不難也不貴，一台串流DAC再加點線路就能做到但聲音就另當別論了

後級輸入訊號小不好測量就算了，請直接把您的前、後級當成一台綜擴，只測量分析後級輸出(訊號夠大) vs 前級輸入(=DAC輸出訊號夠大)，這用您的現有錄音器應夠用，建議測量分析比較項目:
1. DAC輸出/前級輸入
2. 後級輸出1(接8歐姆電阻負載)
3. 後級輸出2(接4歐姆電阻負載)
4. 後級輸出3(接N803實際喇叭負載)
5. 另一台綜擴(D類?)輸出(接N803實際喇叭負載)

以上2、3、5等以後零件器材夠再做，現有器材可先進行1 vs 4差異分析，我猜差異應很明顯很有趣

[笑] 好建議

2025-04-24 21:11

goldbingo

1510分

樓主

goldbingo

個人積分：1510分

文章編號：91477822

卅九、瞬間電流③ - 負回授

負回授若設計不當，有可能會引起TIM distortion的問題。頻寬設計、電路線性範圍等，都會影響波形、進而影響聽感。

雖然沒有如各方高手達人能搭棚架電路實作，轉而用電路模型模擬，更容易控制變因體驗影響，也另有一番樂趣。

電路設計在學習時，幾乎都會碰到µA741這顆經典的運算放大器。其相關特性及電路、模型等，都可以在網路找到許多資源供運用。就以這電路當個開始，先來玩玩吧！

(上圖取自 arduinopak )

到[TI]網站上，可拿到相當詳細的規格及說明。其電路組成使用了多達22個transistor、11個電阻、1個diode及1個電容。如下：

早在1970年代，就有高手將它簡化成簡單的30行電路語言模型。這裡會使用[Electric Circuits]上的版本。(我一直沒找到完整22個transistor的版本，若有同好知道哪兒有，還請指點迷津

)

先來驗證模型跟Datasheet是否接近，Philips的規格書上其openloop gain/phase如下：

模擬結果如下，兩者非常一致！拇指向上

若是設計正確，這個運算放大器應該要操作在遠高於20kHz音頻，例如綠色線位置100kHz或更高。若是操作不當在紅色線1kHz頻寬，嚴重頻寬不足，就會變成類似低通濾波效果。以下Electric Circuits PySpice教學影片，將運算放大器操作成非反向負回授形式如下：

當R2=90kΩ、R1=10kΩ，就會將輸入訊號放大10倍(20dB，綠線)，若R2=99.9kΩ、R1=100Ω，就會放大1000倍(60dB，紅線)。兩者頻率響應差異如下：

先看綠線，頻寬100kHz，於20kHz處gain仍然水平，但相位已經有些微落後約10度。紅線則除了從1kHz開始，振幅就開始衰減外，相位一路掉到-90度，也就是1/4個波長。

體驗一下不同設計頻寬的效果：
100kHz vs 10kHz:
[ Guitar ] [ Jazz ] [ Piano ]
100kHz vs 1kHz:
[ Guitar ] [ Jazz ] [ Piano ]

1kHz頻寬無庸置疑，明顯感受到高音悶著出不來，這正是低通濾波器的效果。但10kHz頻寬，在10kHz頻率響應掉了3dB，一路到20kHz掉了6dB：

以所選這三首曲子，卻無法聽出差異。拿吉他這首曲子的頻譜圖來看：

在10kHz以上是有訊號能量的，但是在聽感上卻不容易感受到差異。可能也許我聽力在高音這區也退化沒那麼敏銳了，也可能如[上一篇]中所述，正常音樂下，要感知3dB的頻率響應差異量，遠比單頻正弦波要難得多了。當然也許是只這首曲子不易凸顯10kHz以上這區高頻特性罷了。

另外在模擬時，也觀察到一個有趣的現象：「slew rate！」這顆運算放大器的輸出電流，也有其局限，會限制對輸出點充放電最大能力，讓波形越來越像三角波。如下：

以輸出波形不同振幅為例，當振幅越大，斜率越陡，就越容易受slew rate影響趨向三角波，在規格書上，也可看到標示如下：

使用FFT分析可以看到，明顯諧波失真增加。所以並不是看到諧波失真，就必然是進入元件非線性區或飽和。這也算體驗到另一種隨振幅諧波失真增加的現象，長了知識。

來體驗一下聽感：
[ Guitar ] [ Jazz ] [ Piano ]

與在「卅四、瞬間電流① - 飽和與slew rate」中用純粹數學方式計算結果聽感一樣，電流驅動能力不足造成的slew rate限制的聽感，並不像是是沒力或聲音大小對比不夠強烈、清楚。而是如災難般的雜音、機械音。

————————————

用教科書的簡單電路模擬，只是拿來感受一下趨勢，接下來將使用實際產品的電路玩玩。最近我舊的耳擴正好壞了，去買了SF-801來用，如下圖(取自HitOn Audio)：

選它的主要原因是，電路板完全裸露，很方便於後續量測作業。而且作者李孟育先生將完整的電路圖，以及他設計時如何考量的過程都一一講解。非常謝謝前輩無私的分享

！

有了這些資訊，之後若在購入示波器後，還可以在模擬與實機上，交叉相互對照。現在先單就電路模擬，來試試SF-801 feedback loop的影響。細部完整電路圖在[不正常人類研究所]網站以及[高傳真視聽雜誌]有分享出來，很奇怪兩者細節電路略有不同，會以高傳真視聽雜誌為主。

此電路的負回授路徑如下黃色線：

1. 原設計 feedback(close loop gain=10.5dB，R18=100k)
2. 更少feedback(close loop gain=17dB，R18=300k)
3. 無 feedback(open loop gain=24dB，R18拿掉)

先看頻寬(頻率響應):

原設計為藍線，到100kHz幾乎都沒掉，以-3dB為頻寬的話，應該有個700kHz。加大負回授電阻，會使得loop gain由10.5dB，上升到17dB，同時頻寬會內縮到400kHz左右。最後變成電阻∞大時，就變成開路增益約24dB，頻寬不到200kHz。

電路作者李先生有提到他的目標不是-3dB位置頻寬，而是更嚴格小於0.5dB。以此標準來看，openloop(開路)在10kHz開始微微下降，就不夠完美了。

改從時域波形及諧波失真角度來看：

我刻意將輸入音控電阻調整到使得輸出振幅一樣大，這樣比聽起來音量相同比較公平。可看到隨著負回授電阻增加，loop gain上升，諧波失真也隨之上升。

來聽聽看這三種配置下，對於實際音樂的影響吧！

[ Guitar ] [ Jazz ] [ Piano ]
[ wav檔下載 ]

可惜對於這樣的諧波失真量的不同，我並無法分辨出聽感上的差異

。

————————————

到此，走了一遍有關元件的部分，接下來將轉向玩玩電源相關的題目。也同時買了台SF-901電源供應器，期待在模擬與量測間，會有更多有趣的對話。

goldbingo

1510分

樓主

goldbingo

個人積分：1510分

文章編號：91509531

四十、瞬間電流② - DF效應實際量測

PY8888 wrote:建議測量分析比較項目:
1. DAC輸出/前級輸入
2. 後級輸出1(接8歐姆電阻負載)
3. 後級輸出2(接4歐姆電阻負載)
4. 後級輸出3(接N803實際喇叭負載)
5. 另一台綜擴(D類?)輸出(接N803實際喇叭負載)...(恕刪)

謝謝PY8888的提議，除了第五項還待採買另一台擴大機外，其他先來玩玩。另外之後會再加上喇叭串聯0.5 Ω~1.5 Ω左右的電阻，模擬較低的DF值。

1. DAC輸出：在[ 網路線聽感差異分析 ]這大樓中已有做過，頻率響應結果如下，就不再重複。
Frequency Response (Alpha version)

基本上響應算平直，上面連結中也有相關錄音可參考試聽比較。

2&3：沒買到4Ω電阻，以5Ω代替。8Ω電阻，則改用兩個5Ω串聯為10Ω。

先以實際歌曲觀察5Ω的頻譜圖：

因為將輸出音量保持與平常聆聽音量相同，並不大聲。錄音機得開啟高增益模式(+20dB)，才收得到聲音。高增益模式下底噪很高，所以可看見頻譜圖上原本該藍色低能量底噪部分，變成了淺綠色中等能量。

另一個已知問題是60Hz電源雜訊被引入，這題一樣在[網路線聽感差異]那棟大樓討論過。量測分析看得到，但聽感不會察覺到。

相減後除了已知底噪及60Hz電源干擾雜訊外，會變成紅色，其他有訊號能量處則呈現白色。表示後級輸出與DAC輸出沒有EQ效應，頻率響應是平的。

10Ω結果相似，就不重複放了，會在下一步定量分析時，再一起看。

4. 量測後級輸出，接入喇叭端子處：

為了量測，先把原本Bi-wire拿掉，換成原廠跳線，也方便之後要串聯電阻時後續作業。一樣播放吉他曲錄音下來，與方才5Ω的錄音進行比較。

可以看到相減後，接喇叭與接固定5Ω不同。有明顯橫向顏色條紋，在約100~500Hz左右是淺藍色的，代表能量稍低。但超過500Hz後，變成淺紅色，代表能量稍高。放大來看：

其差異顏色很淺，大約產生在-0.25dB~0.75dB這種程度的EQ效應差異。

————————————

以上用實際音樂，進行了較為粗略的分析，接下來用[十九、頻率響應&脈衝響應]介紹過的打出chirp訊號手法，精確的掃出完整的頻率響應。先看4. 量測後級輸出(深色：左聲道，淺色：右聲道)：

其頻率響應如預期，因為受喇叭阻抗以及擴大機damping ratio影響，有EQ效應。60Hz及其倍頻的電源雜訊，在頻率響應上會反應成一根根直條狀。

另一個有趣的地方是，我的左右聲道level並沒有完全一致，右聲道稍為小了約0.3dB。左右聲道受到的EQ效應也稍有不同，看來兩個喇叭的阻抗特性並沒有完全一致。還沒花時間進一步了解這兩題，只能說做實驗時，總會有許多現實意外狀況，是跑模擬不容易觀察到的

。

對照固定阻抗個別為5Ω及10Ω(水泥電阻誤差範圍約5%)，左聲道頻率響應如下：

頻率響應大致平整，在低頻100Hz以下掉了快1dB。前面量測DAC結果也有類似情形，沒有太大差異。(註：並非標準儀器設備量測，重點放在相對值差異，絕對值未經calibration校準，較無意義)

兩者響應相差約0.16dB，由此可由公式計算推估：

我的擴大機輸出阻抗約0.2Ω，換算damping factor約為40左右水準。

最後再將固定電阻與喇叭量測放在一起，並將兩者對齊，模擬音量一致：

以左聲道為例，其EQ效應大約是正負0.5dB左右。100Hz~1kHz稍低，1kHz以上稍稍增強。與前面以實際音樂頻譜圖相減結果接近，驗證了不論是單頻掃、或是複雜實際音樂樂曲，兩種手法都可觀測到同樣現象

。

這次花了比較多時間在建立實驗及驗證理論，沒玩到聽感。下一步會來試試將喇叭串聯個0.5~1.5Ω左右的電阻，近似於接上了DF比較低的擴大機 ^++^

，會帶來什麼聽感影響。

————— To be continued —————

PY8888

[100分][100分][100分][100分][100分]

2025-05-03 0:33

goldbingo

1510分

樓主

goldbingo

個人積分：1510分

文章編號：91543489

卌一、瞬間電流② - DF實測聽感

上一篇建立了流程，在量測DF的EQ效應，驗證了以單頻chirp掃與播放音樂，有同樣的結果。這篇將利用串聯電阻來模擬不同的擴大機DF。如下示意圖：

上一篇量測過我的擴大機(上圖左黑色框)輸出阻抗約為0.2Ω，若將紅色虛線框視為一台擴大機，串聯的電阻，形同增加了輸出阻抗到0.7Ω、1.7Ω，以標準8Ω喇叭來計算，damping factor分別是8/0.7≈10、8/1.7≈5左右。

實際接法如下圖：

來聽聽實際錄下樂曲是什麼聽感吧！

無電阻 vs 串聯0.5Ω電阻
[ Guitar ] [ Jazz ] [ Piano ]

無電阻 vs 串聯1.5Ω電阻
[ Guitar ] [ Jazz ] [ Piano ]

Wave檔下載：[ 下載連結 ]

在吉他曲串1.5Ω電阻時，可以聽出差異，吉他聲音變得比較清脆，空間感較明顯。

但換成0.5Ω電阻，就與未加電阻分不出來了。至於爵士及鋼琴兩首，不論是加上0.5Ω或1.5Ω電阻，都分辨不出來。

由此聆聽實驗，針對我的喇叭阻抗下，就算DF只有10 (串0.5Ω)，也仍未對聽感造成可聞差異。直到DF降低到5 (串1.5Ω)，才足夠可辨別差異。但差異程度，仍與聆聽曲目有關，未必每首歌曲都聽得出來。

聽感體驗完了，來細看差異為何。播放單音chirp，錄音下來左右聲道分析結果如下：

左右聲道還是有些特性不同。DF到了10，造成的EQ效應接近1dB。若DF到了5，EQ效應在高頻區達2dB以上。

ABX測試也算符合我的個人經驗。人耳在連續單音還有機會分辨0.5dB，但在正常音樂曲目下，就算1dB的差異也難以察覺。

——————————

另外因為錄音用了high gain mode，會較容易聽到雜音，有可能不利於判別聽感差異。因此再進一步處理，將其他線減去紅線，並過濾掉雜訊，來代表實際造成的EQ差異：

過濾掉雜訊後，整理出來乾淨的頻率響應差異。將此頻率響應曲線，利用python scipy程式庫中的firwin2函數，轉成FIR filter。就得到了三組與實際量測相同的filter，可分別產生DF為40、10、5的EQ效應。掃FIR filter頻率響應double check正確性，OK沒問題 rock

：

利用這三組filter，來聽聽同樣三首曲子受到的影響：

DF≈5 (電阻串聯1.5Ω)
[ Guitar ] [ Jazz ] [ Piano ]

DF≈10 (電阻串聯0.5Ω)
[ Guitar ] [ Jazz ] [ Piano ]

DF≈40 (無額外電阻串聯)
[ Guitar ] [ Jazz ] [ Piano ]

Wave檔下載：[ 下載連結 ]

測驗結果一樣，只能在DF≈5才能於吉他曲分辨出差異，其他都分不出來。

若有興趣自己動手玩玩的話，也提供這三組FIR filter wav下載，若您有DSP提供類似roon中的convolution filter功能，可載入自己玩玩。或是利用上圖資訊，手動調整EQ在50、150、2500Hz各拉個1dB、-1dB、2.5dB，就會近似我的喇叭接DF≈5的擴大機效果了。

FIR filter檔下載：[ 下載連結 ]
(解壓縮可看到3個wav檔，分別DF為5/10/40)

——————————

139140F wrote:
音壓是測試音響系統的重要變數與參數，在小音壓的情況下，DF對聽感的影響會大些，隨著音壓增大會漸小。...(恕刪)

13914F大這個觀察，也是我非常好奇的地方，之前受限於在客廳不適合催大音壓，現在把喇叭換成電阻後就可盡情拉高dB了。

先從小音量開始，將前級音控調成06 (也就是-55+6+27=-22dB)，分別量測後級輸出接5Ω或10Ω電阻的頻率響應，得到下圖左。然後將兩條頻率響應相減，得到其差異，如下圖右。

可以看到相減後，高頻有一點上翹，代表此擴大機輸出阻抗在高頻會上升。輸出阻抗並非定值。此外60Hz, 180Hz的突起，是電源雜訊。接下來利用電阻分壓公式，就可以求出輸出阻抗，並換算出damping factor。

以此公式，換算做出DF隨頻率趨勢如下：

這就是我的擴大機damping factor隨頻率的特性，落在33~37這個範圍，高頻會掉下來一些。跟上一篇用眼睛約略估計gain差異的方式更進化、較精確，全都過程在python中計算完成。

有了這個基礎，接下來把音量一路由06調高到31，其頻率響應及相減結果如下：

換算成damping factor結果如下：

總算是部分呼應了13914F大的觀察了。

為何說是部分呢？雖然以我的擴大機而言，DF會隨著音量放大而增大(也就是產生的EQ效應變小)，符合13914F大的觀察。但是DF由36變大到39，其差異並沒有很多，影響EQ效應有限。由前面測試不同DF的聽感經驗，並不會產生可辨別的聽感差異。

至於為何會有此現象，也是個待了解的題目。是否每個擴大機都有此現象？會受量測儀器(錄音機)性能影響嗎？

還有一些變數還沒考慮進來，不同擴大機及喇叭的組合，喇叭音量不同其阻抗也許也會變化，這都是這個實驗尚未能涵蓋的部分。此篇提出了一個可以量測量化DF的方法，若是大家有可聽聞差異的樣本，可以參考此方式，來評估是否是damping factor的影響。

——————————

感想：

以量測的方式，體驗了Damping factor對聽感的影響，DF到10以上，就聽不出差異。在 [卅五、② - Damping Factor] 中的觀察DF=10是聽得出來的，但這次得到的新經驗是：「DF在40或10，也沒有聽出差異」。聽感差異會多大仍跟喇叭阻抗特性相當強相關，不同喇叭得到的最低可辨別DF值，不盡然相同。

另外也玩了音量對於DF的影響，同時也順便驗證了DF會隨頻率而不同。很驚訝的看到音量的確會對DF有影響，至於喇叭阻抗是否也會隨音量改變，或是阻抗相位有什麼影響，後續仍有進一步探討的空間。

很可惜在網路上沒有找到專業儀器量測我的擴大機及喇叭的阻抗，少了對照修正實驗方式及校正數據的機會。若您正好有官方或儀器量測過的擴大機或喇叭，很歡迎一起來玩玩喔！

139140F 用的開心最重要 [微笑]

2025-05-09 22:01

jcatalysis

野人獻曝，我加在訊源的阻抗是120Ω + 膽前級 + A類耳擴，但凡管弦樂皆迷死人。總之，謝謝樓主讓大夥長見識[拇指向上]

2025-05-29 11:23

PY8888

2935分

165樓

PY8888

個人積分：2935分

文章編號：91547731

goldbingo wrote:
這次得到的新經驗是：「DF在40或10，也沒有聽出差異」

很嚴謹的試驗與分析

，這結果在意料之中，因為幾年前我就玩過，在DF高達4000(業界最高)的Hegel H190輸出串0.2~0.4歐姆電阻讓DF保證降至40(業界最低)以下，在電阻兩端並聯大電流開關，在音樂撥放過程即時切換(降低聽覺記憶影響)，與家人互相盲測結果並無法分辨，這讓我領悟到DF、頻響、THD+N等常見規格與聽感並無直接因果關係，在搞懂之前選購擴大機還是需同場PK(控制單一變數)耳聽為憑，所以經PK多款擴大機最後購入的是DF規格僅=40(業界最低，=目前H190 DF4000的1/100倍)的McIntosh MC462後級

如果我一開始就分享我試過串電阻讓DF降到40(業界最低)以下結果EQ效應和音質音色都無感，或DF規格與低頻控制力無直接因果關係，這一定沒人相信!! 因為以訛傳訛結果就是DF規格越高低頻控制力越好.....DF低於數百時EQ效應就可能超過人耳可察覺的0.1db.......

所以我才會一開始就建議您先質疑 "0.1db EQ效應人耳就有感" 這個重要假設，先驗證單音有感變化db數? 再來簡單音樂有感變化db數? 依有感db換算有感低DF(以某喇叭組抗變化為例)，再來實際串電阻真實降DF(非模擬)並接實際喇叭盲側.......，有這樣的步驟、分析和驗證過程做出的結論才有說服力，才不會被預設立場說是因設備不夠高檔、木耳.....所以聽不出擴大機DF規格差異

至於為何喇叭串一個0.X歐姆大電阻聽感都可能無感，而換喇叭線(阻抗差異非常小)反而可能有感(包含我)，這是另一個更難解的難題，有興趣以後再來探討

很高興遇到PY8888大也同樣喜歡探求問題根源，並實際動手驗證。聽感的形成還有許多未知處，是個有趣的題目 [笑]

2025-05-10 17:54

goldbingo

1510分

樓主

goldbingo

個人積分：1510分

文章編號：91577216

卌二、《番外篇》錄音分析A80/P7500

聊了一些參數特性以及分析方法，打算來實際應用在實際錄音上，因此有了這個番外篇想法。公開的YouTube影片大家比較容易取得及分享，也希望以此方式能收集到更多相關聽感的經驗！

就從Accuphase A80/P7500開始吧！

sky5437 wrote:
goldbingo 我忘記之前是在哪個影片聽到，重新找之後覺得這個https://youtu.be/eWx5nim2APc?t=407 我也會有這種感覺，同樣曲目a80比p-7500強烈...(恕刪)

謝謝[@sky5437] ，我也去看了這個影片，很好奇「A80比P7500要有更強烈的華麗堂皇感覺」究竟是什麼，因此開始來找找有什麼蛛絲馬跡。

先說明一下該YouTube錄影的背景資訊：

【影音來源】
株式会社サウンドテック
https://www.sound-tec.com/
https://youtu.be/eWx5nim2APc?t=407

【使用機材】
Accuphase A-80
Accuphase P-7500
ESOTERIC N-05XD
ESOTERIC K-05XD
YAMAHA NS-5000

【錄音設備】
SONY C-100
ILME-FX6V

【使用楽曲】
• マーラー / 交響曲第５番　ゲルギエフ＆ロンドン交響楽団「Trauermarsch」(可能是Tidal: Mahler: Symphony No. 5 /Valery Gergiev, London Symphony Orchestra)
• For The First Time / Jheena Lodwick (可惜Tidal, KKBox都沒這張)

—— 第一首：馬赫第五號第一樂章 ——

(上：A80、中：P7500、下：相減)

就頻譜圖來看，兩者7.5kHz都有一條明顯橫向感覺被切了一刀。這在Tidal上原始曲中也是如此，應該是在錄音或後製時的問題，很詭異但整首曲子聽起來似乎沒受到太大影響。

相減後，整片幾乎只剩均勻雜訊，但還是在10秒左右好像有點紅色條狀。應用圖像處理技術強化差異並消除雜訊，如下：

如此一來，就可明顯看到直條形雜訊了。直條紋處仔細去聽的話會聽到類似「嚓」的聲音。

底下有點藍藍的，接下來將Y軸改為log scale看中低頻：

明顯看到0~20秒、60~100秒處，有100~1kHz藍色團塊，表示P7500的錄音在這些地方能量比A80要弱。20~60Hz較常看到紅色，表示P7500在低頻較常強於A80的錄音。將上圖取平均轉90度如下：

30~50Hz的突起，也代表了同一件事，P7500低頻區域相對A80較強。

最奇怪的還是0~20秒、60~100秒處的100~1kHz藍色團塊。放大來看：

90~400Hz間，有明顯橫向條紋，而且A80的條紋相較P7500要來的更明顯。這是很不尋常的事，一般來說不會有長達20秒的音符。

拿Tidal上的版本來比較：

Tidal上的版本只有60、120Hz這兩個常見來自電源的雜訊，並沒有90~400Hz那堆橫向紋路。若YouTube影片中曲目來源與Tidal版本一致的話，多出來的90~400Hz藍色顏色的地方，很可能是影片錄製環境中的噪音。也許在錄影P7500時的雜音較弱，而正好錄A80變強了，才會看到兩者都有此區段雜音，且又強度不同。

但也可能YouTube中訊源資料與Tidal並不相同，影片拍攝者的訊源本來就含了這些成分，而這些頻率橫紋A80與P7500的確表現不同。除非能另錄一段靜音來分析比較？或是取得錄製時的音源，不然也只能猜測無法下定論。

小結：P7500(class AB)相較A80(class A)
• 30~50Hz有較高機率能量比較強
• 90~400Hz可能有環境噪音，也可能的確是差異所在
• 5k~20kHz除了幾個特定時間點有環境雜音，並沒有發現其他差異

—— 第二首：For The First Time ——

很可惜這首在Tidal、KKBox上沒找到，手邊Jheena Lodwick的精選CD又正好沒收錄到，只能針對影片中的錄音來看。

(上：A80、中：P7500、下：相減)

相減後，整片只有均勻雜訊。將Y軸改為log scale看中低頻：

相減後仍然還是均勻雜訊，沒有特別差異的地方，但底部低頻區似乎有點怪怪的。應用圖像處理技術強化差異並消除雜訊，如下：

將將上圖取平均轉90度如下：

只能說低頻20~50Hz P7500較常稍強於A80，300Hz處有一點點小凹陷，第一段錄音中也有類似的凹陷。是環境噪音變化、還是兩者真有其差異，頗耐人尋味。

另外如下仔細看低頻區有明顯橫紋，這在一個良好的錄音中，通常不會這樣：

但因兩者都有，也可能真的是原始曲子歌手唱歌時就被收進去了，而不是播放的問題。若您知道哪裡還買得到這首曲子的CD或無壓縮檔，還請跟我說一聲。

小結：P7500(class AB)相較A80(class A)
• 30~50Hz較高機率聽感較強
• 懷疑90~400Hz可能仍有環境噪音成份，但兩台機器錄音都有，也無差異

—— Feedback from sky5437 ——

為了進一步找出影響「華麗堂皇感」,我將兩段不同曲子影片取出幾個20秒片段，分別製作成ABX測試網頁。非常感謝sky5437大，很熱心花了時間幫忙聆聽ABX測試，給予回饋如下：
「目前稍微試了幾次，a80跟p7500目前是呈現分不出來的狀態ＸＤ
但自己覺得跟從tidal上播放比較，差異就比較明顯，但這中間涉及的變數也多」

在YouTube影片中4分～4分2秒銅管樂器的一個音，我們有較多的深入探討。「這個尾音拉比較長，感覺比較有機會分析出其中的差異」sky5437大提議。

好巧不巧，這個音P7500的影片正好錄到一個”嚓”聲雜音，變成可供辨別的明示，無法拿來當ABX測試用。

但除了這個音外，還有其他發現也很有意思。取前後沒有受到影響的區域進行分析。

嚓聲前頻譜：兩者泛音列一致，沒有差異。

嚓聲後：泛音列有些已經小到noise floor下了，但兩者還是非常一致。並沒找到「華麗堂皇」的蛛絲馬跡。

但底噪看起來怪怪的，似乎P7500比A80大？將兩者相減，並做smoothing平均，以利辨別：

眼尖的sky5437大發現P7500的錄音，底噪似乎比較大。針對底噪仔細聆聽這段錄音，的確發現不用嚓聲明示，也可以明確分辨出來：

這段A80錄音的底噪聲較細碎而稍亮，P7500錄音的底噪聲較低沉而濁。回頭看一開始看過的巨觀的頻譜差異：

上方Y軸是線性，下方則是log scale，巨觀頻譜差異也忠實的反應了這個現象，與微觀頻譜及實際聽感，都得到相同的結論。

但此行目標是要找「華麗堂皇」的阿Q特色聲音，而非底噪。底噪可能是播放時錄音，不小心錄進來的。又或P7500真的有此差異，不得而知。若同一曲目、同一機器，有多次錄音，會較容易進一步釐清。

很可惜這次沒能有所進展，看來還有尚有許多未知的領域待探索～

—— 感想 ——

第一段錄音雖然還是聽起來有點底噪，但除去此問題外，YouTube的聲音雖然有經過壓縮，整體細節還算不錯。部分樂曲片段的底噪，變成ABX上辨別差異的明示。仍要回到想尋找的聽感，否則就變成Apple vs. Orange了。

目前就頻譜及聽感兩個方向來看，還找不到跟「華麗堂皇」有關的線索。若您在影片中可聽得出差異，還請告知是在哪個時間點，聽感差異為何？若能有個突破點開始，就比較有機會尋找算法來進一步了解差異為何。

您如果有興趣進行ABX測試的話，請私訊聯絡，會將測試網頁連結分享給您。

或是您有其他好奇的YouTube錄音比較影片或您自己的錄音想分析，也很歡迎喔！

宅男工程師

超高低頻的泛音會突破 20-50KHz 範圍, 這就是為何個人用的 Nagra 7 錄音頻率範圍拉到那麼廣的原因. 如果是專業錄音室用的 MIC, 頻率範圍還會更寬.

2025-05-24 12:34

宅男工程師很謝謝您的提醒，讓我聯想到要驗證一下超過20kHz有正確被播放出來。直接跳到陳述聽感也可能有所偏頗。[謝謝]

2025-06-01 18:35

goldbingo

1510分

樓主

goldbingo

個人積分：1510分

文章編號：91611201

卌三、瞬間電流④ - 電源路徑電阻

接下來電源路徑的部分，將從電阻不理想性玩起。先延用使用先前的SF-801耳擴電路。方法是用PySpice模擬電路行為，來學習不理想性如何影響音訊與聽感。

我買的耳擴套件也到了，廠商有附上詳細電路圖，跟在[不正常人類研究所]網站相同。但因為較為複雜，簡化為下圖，方便用於電源路徑上的討論。有一個有趣的地方是此耳擴在電源處放了 X11這個電路，待會兒可來看看其效果。

使用PySpice模擬PSRR的量測，方法是在直流電源處，加上一個小訊號，將左右聲道輸入接地靜音，測量擴大機輸出。輸出處已加上400 Ω模擬耳機阻抗。結果如下：

先看最下方的紫色線，是X11電路不存在時，原始的PSRR特性，約在35dB左右，對power noise有點敏感。但加上X11電路後變成藍線，PSRR升高到65~150dB，效果相當明顯。X11電路就像是在電源路徑上的low pass filter，有效的將power noise濾掉。這我倒從沒想過電源路徑可以這麼玩，又上了一課

。

最後再試試電源路徑上大電容C11對PSRR的影響，變大十倍是紅色虛線，縮小十倍是綠色虛線，拿掉是橘色虛線。變大十倍會更好個20dB，但在低頻區效果就沒那麼顯著。

——————————

以下的嘗試，並非電源路徑會這麼差，只是為了了解電源路徑對輸出訊號的影響趨勢。

在電源路徑上放個Rc11=100Ω，刻意放這麼大，一方面是為了容易看到影響，另一方面考慮到耳機阻抗400 Ω是喇叭阻抗近100倍，在此電路微小電流下，放大電流路徑壓降效果類似於後級擴大機遇到的大電流挑戰。

反過來左聲道仍維持接地，右聲道打入正弦波(0dB)，先看Rc11左邊那個左右聲道共用點，電壓受多大影響。

此點的壓降由近-60dB，大增到只剩-6dB左右，越往高頻影響越小。這樣的壓降，對於輸出頻率響應產生影響如下；

低頻掉比較多，吻合前一張對電源的影響趨勢。比較有趣的是對另一個原本靜音的左聲道造成的影響：

原本crosstalk有-75dB的水準，會因爲電源路徑電阻效應而變差，在此例子中惡化變差到-35dB左右。變差的程度，視各種電路特性不同，會隨頻而變化。

在之前《左右聲道互相干擾》篇共用迴流路徑、黑膠唱片、電源路徑中玩過，crosstalk大概到-24dB的crosstalk，就感受不出差異。這次用實際電路模擬，再來聽一次是否仍有相同結論：

[ Guitar ] [ Piano ] [ Jazz ]

與之前經驗相同，聽不出差異。看來只要crosstalk小於-24dB，就超過我的聽感辨別能力了。

以上只是模擬，實際量測我的SF-801耳擴電路的crosstalk會如何呢？

播放不同頻率在一個聲道，另一個聲道播放靜音。量測計算跑進該靜音聲道的能量，得到上圖。crosstalk約在-85～-65dB。simulation固定約為-75dB(綠線)，並沒有1kHz以上頻率翹起來的趨勢。可見simulation還有一些實際電路的不理想性尚未考慮進去。

還在嘗試著在實際的耳擴上，在電源路徑加上電阻來看看會有什麼影響。在還沒搞定前，先來玩玩耳機阻抗曲線。利用量到的有插耳機及沒插耳機的頻率響應，相減得到其差異，然後就能換算回耳機阻抗：

除了60Hz及其倍頻有電源雜訊干擾存在外，結果非常接近Head-Fi上的資料，耶

。也發現耳機的阻抗跟喇叭單一單體的阻抗，長得還真像。

在[ TroyGrady Cracking the Code forum] 上找到的單體阻抗圖：

——————————

感想：

用模擬玩了一下PSRR，也試著在電源路徑加上電阻。這次的經驗雖沒造成可辨別差異，但學到會對頻率響應產生變化，更會造成crosstalk干擾惡化。

同時干擾程度也會隨不同頻率而不同，與電路特性有關。實際量測還會看到模擬所沒model進去的不理想性，實作電路設計時要考量的東西更多。

goldbingo

1510分

樓主

goldbingo

個人積分：1510分

文章編號：91613917

宅男工程師 wrote:
超高低頻的泛音會突破 20-50KHz 範圍, 這就是為何個人用的 Nagra 7 錄音頻率範圍拉到那麼廣的原因. 如果是專業錄音室用的 MIC, 頻率範圍還會更寬.

有兩個話題會很有趣：
1. 專業錄音室Mic頻率範圍

我看了一下The First Take中常用的麥克風：
SONY C-800G: 20 Hz–18,000 Hz [link]

Neumann U87 Ai Studio: 20-20kHz [link]

若大家有收集到的其他錄音室用的麥克風的話，還請幫忙補充喔。

2. 高於20kHz的聲音聽得出來嗎？
我跟一位網友曾試過，比較同一首歌48kHz and 96kHz sample rate版本，結果是無法區別。若大家有找到能辨別差異的曲子，還請幫忙分享，應該很有趣。

宅男工程師

一些電影配樂的爆破聲, 要達到音浪沖擊身體的效果, 會低到 10幾 Hz. 所以家庭劇院非常重視超低音喇叭的配置. REL No.32 低頻延伸: 15Hz, -6 dB

2025-05-25 16:29

宅男工程師這點同意，若是想分析10Hz的聽感變化，錄音設備就得錄得到10Hz的能量才行。因為先前那篇在找的是富麗堂皇感，可能偏向是高頻區。

2025-05-25 17:39

goldbingo

1510分

樓主

goldbingo

個人積分：1510分

文章編號：91617425

24kHz以上頻率成分，是否影響聽感？

非常謝謝ghleu大熱心的與我一起探討是否可感受到24kHz以上音頻這題。並也樂意將我們測試的經驗一起分享出來。

ghleu：
「先用線上轉換器(連結)轉了一個Sony的96kHz flac sample檔案(連結)到48kHz，檔案大小差一倍，應該是兩點變成一點。我稍微聽了下，覺得很多細節不見了，我不知道這是什麼因素造成的就是了。你可以先聽聽看有沒有差異。」

(註：以上歌曲sample在該網站可直接下載喔！)

收到兩個檔案後，把48kHz的檔案用FFmpeg聲頻回96kHz。比較兩者頻譜圖及差異：

24kHz以下沒有差異，完全白色。24kHz以上有明顯mirror效應，猜測並非真實96k sample rate錄音母帶，比較像是後處理造出的96k。為何這麼猜測呢？微冷笑

之前在曾分享過[ Ayre QB-9 Twenty ]，此DAC很有趣，有接近教科書的Measure模式。同時還給了Listen模式。

Listening 模式實際音樂頻譜在20kHz以上，會像海市蜃樓一樣浮出額外頻率成分。

這跟上述ghleu大所給的96kHz檔中，也看到非常類似的行爲。自然界中的頻譜，不應該會長成這樣。

撇開這96k檔是後製或原生先不細究，說明一下為何要降頻又升頻。有兩個原因：

其一：拿掉24kHz以上超音波成分。

我們的目的是想知道「24kHz以上頻率成分，是否影響聽感？」，所以要先有一個待測物，就是這個含24kHz以上成分的96kHz sample rate檔案。對照組則是在24kHz以下相同，但沒有超過20kHz的成分。

要造出這樣的對照組方法不只一種。我們選擇的做法是先造出降一半爲48kHz sample rate的檔案。數學原理上，就是先用Nyquist rate(48kHz的一半)對訊號做low pass filter。拿掉高頻成分，才不會在sample時產生alias效應，將高頻成分「折(mirror)」到低頻區，造成失真。

就藉著將96k檔轉48k檔的過程，拿掉了24kHz以上成分。那麼有了48k sample rate檔案後為何要再升頻回96kHz呢？那就是原因其二啦！

其二：避免DAC升頻演算法影響

升頻的方法也不只一種，如同我前面介紹過的Ayre QB-9 Twenty，就直接有開關讓你選。每一部DAC的升頻演算法若不同，也會影響聽感。為了要控制此變因，先使用FFmpeg做升頻的動作，以確定不再受不同DAC後處理影響。所有的DAC都一樣看到兩個96k檔，只是內容其中一個已經拿掉24kHz以上成分。

確認24kHz以下相同

接下來再仔細看24kHz以下頻帶，兩個檔案是否真的一模一樣。y軸取log scale低頻細節如下：

低頻仍是一片白色，沒有差異。

再把相減後差異精度拉高看細節：

可看到0.01dB以下的差異：
1. 直條形雜訊(底噪)在10kHz到20kHz有些許不同
2. 20~20kHz有微小(0.0025dB以下)的橫向條紋EQ效應，再放大看更清楚橫向條紋：

這裡還看到另一個細節，升降頻過程對高頻成分，從19kHz就開始影響了，並不是準準的在24kHz。

到此已確認手上這個拿掉24kHz以上高頻的檔案正確性。雖沒能達到100%完全相同，但誤差在0.01dB內，不應對聽感造成影響。

————— 重頭戲：盲測！—————

原本打算用我常用的ABX測試網頁來測，但考量到作業系統可能在中間過程，又做了其他後處理，甚至sample rate轉換。所以退回最原始基本的做法：亂數造出10個檔案(T0~T9)，盲聽測試哪些檔案是原始96k same rate，含24kHz以上的成分，哪些不是。

這次測試的音樂，總長約39秒，為了降低聽覺記憶困難度，切成四段，每段分別只有10秒。ghleu大測試的是第一段前10秒。

除了十個未知檔之外，也給了原始檔檔名96-?.wav及經過降升頻處理後的48-?.wav，都是同樣96k sample rate, 24bit wav檔格式。

ghleu：
「我連續測了兩天Rand1而已，用了兩種不同的AMP組態，得到完全不一樣的盲測結果。所以我猜對於我來說是，48K原始檔只是簡單昇到96K，跟原始的96K我應該是分不出來的。

Date : 2025/4/8
Amp :Cambridge Audio AXR85
Speaker: Elac DRB62
Tracks: Rand1

0 48
1 96
2 96
3 96
4 96
5 48
6 48
7 96
8 96
9 96

Date : 2025/4/9
Amp :Suca Audio Tube-T preamp + O-Noorus D1 Class D amp
Speaker: Elac DRB62
Tracks: Rand1

0:96
1:48
2:96
3:48
4: 96
5: 96
6: 96
7: 96
8: 96
9 :96
」

與正確答案比對正確率：

在看正確答案前，ghleu大很厲害，由他兩次測出來答案沒有共同一致性，已預知結論了。

Goldbingo：
「Test1: 2/10 沒有足夠信心度
Test2: 5/10 沒有足夠信心度
您的觀察跟正確答案比，得到與您前面回信相同的結論：以您的檔案48k升頻為96k（20kHz以上無能量），與96k相較下，雖然96k於頻譜圖上，20kHz以上仍有波形能量，但兩者在聽感上分辨不出差異。」

ghleu經驗談：
「剛開始聽48-1和96-1覺得可以聽出差異。一直聽盲樣以後，我發現我漸漸地聽不出48-1和96-1的差異了。我開始懷疑到底是聽覺麻痺了，還是本來聽得出來的差異就是心理作用。」

「我再思考設計測試流程。用T0到T9取一首當Reference。所有其他Track亂數取一首與這首比。一次只比一首後，評分後休息。有空再進行下一次聆聽測試。最後在整理數據後分析，看有無統計上的有意義的差異，最後再做判斷。因為當差距不大的時候，我覺得心理因素和聆聽疲乏的影響非常大，即使真的有差異也可能聽不出來。更何況也不能排除其實在我的聆聽系統，與個人的聽力限制下，可能根本聽不出差異。」

「第一段樂器聲的高音算多的，後面人聲的部分多屬中頻，我猜辨識的難度應該會更高，也就沒再試了。」

————— 測試後討論與感想 —————

ghleu：
「其實不知道是心理作用還是怎樣，我聽48K和96K Flac好像比較分辨得出來，不過也許都是心理因素也很難說。」

Goldbingo：
「若是可以遮掉不看播放軟體/硬體在播48k or 96k的資訊的話，也可如法炮製亂數產生10個檔，聽看看是否仍能正確分辨。但就只能自我要求不要去知道播放檔案是什麼了。」

ghleu：
「我是用Playlist randon play，撥一陣子就不知道誰是誰了。再來確認一下聽感對不對。不過這招對於你的48K vs 96K 都轉成96K檔，結論是沒有辨別率的。」

Goldbingo：
「用random play這招簡單聰明，也是個好辦法。買了新的耳擴，播放48k, 96k原生sample rate檔案，我也仍沒有聽出差異。之後若有適合的比較對象，很歡迎一起再來討論嘗試。」

ghleu：
「通過這些測試，也的確讓我了解到心理作用的重要性，還是謝謝了。」

————— 附錄 —————

測試wav檔下載：[ Dropbox連結 ]
測試答案：[ Dropbox連結 ]

Sample rate 48k無法紀錄24kHz以上的音頻。也就是泛音超過24kHz的部分會消失。

2025-05-25 17:19

ghleu

這個測試應該只是著重在48kHz和96kHz的檔案格式對於聽感有無決定性的差異。頂多只能證明我聽不出48kHz和96kHz的差異，不代表sampling rate的提昇沒有意義，尤其到了DSD領域。

2025-05-25 17:23

宅男工程師

1866分

170樓

宅男工程師

個人積分：1866分

文章編號：91618760

goldbingo wrote:
Sample rate 48k無法紀錄24kHz以上的音頻

想補充一點, 音質不是只有頻率, 尚須考慮振幅.
數位系統只要能對電壓分辨出 0, 1 信號即可, 但音響系統是用類比電壓驅動.
採樣率的高低與 bit depth, 會影響類比電壓波形的還原度.

在夠靈敏的音響系統上, 是能聽出有毛邊波形(THD+N)的 48kHz-16bit, 與平滑波形 192kHz-24bit 之間的差異. 在大編制交響樂中, 要同時能清晰聽到低頻定音鼓, 與高頻的鋼琴聲, 等 10 幾種樂器聲齊鳴, 是很考驗類比電壓波型的還原度.

但一些人在評論 DAC 機好壞時, 很少討論 DA 後的類比電壓波型如何, 只考慮有多少 bit 輸出數目. 底下文章有說出 48kHz-16bit 與 192kHz-24bit 的差異性.

MP3、CD、24 / 192、DSD 为何声音大不同

MP3、CD、24 / 192、DSD 为何声音大不同谢亮 wrote:
人耳不是用来听音乐的，而是用来感受自然的，不敏感不代表没有，人耳并不是听不到20kHz以上的声音，17kHz以上的声音已经没有了尖得刺耳的感觉，无音高概念，更多的是空间信息，难以记忆，也难以形容。

可以明显感受到，44.1kHz到96kHz、再到192kHz,是能量在增多，是高频越来越顺滑，是瞬态爆发力越来越充沛，是空间感更真实。

因此对于用户而言16bit是基础，24bit需要有好的设备支撑，32bit则只适用于制作流程。设备上DAC一定要有24bit的解码能力，喇叭和耳机要有比较好的动态表现力，而且声音要放的大一些。

24bit的阶数巨大，已超千万，但所谓的精度提高对声音音质起到的作用却有限，24bit的意义更多在于信噪比，在于动态范围。

這段文章從其 3D 動態瀑布圖分析視頻, 可以看到 DSD64, 192kHz, 96kHz, 44.1kHz 音檔的高頻區域變化. 解釋了 [空間感/透明感/生活感/餘音繚繞] 聽感的來源. 總算給我心中困惑, 一個合理的答案.

這類屬於空間聽感, 無法用 [文章/耳機/網路音視訊] 來感受到. 我也是升級系統+處裡空間聲學後, 現場聆聽才感受到一堆貼文描述的空間感.

(卌四、瞬間電流④ - 電源路徑電阻實驗)製作特性差異音訊、體驗聽感

小惡魔新聞台

小惡魔廣編特輯

(卌四、瞬間電流④ - 電源路徑電阻實驗)製作特性差異音訊、體驗聽感

小惡魔新聞台

小惡魔廣編特輯

今日熱門文章 網友點擊推薦！

今日熱門文章　網友點擊推薦！