怎么对音箱驱动器进行正确的信号（时刻）对齐

   从上世纪80年代前期开端，"时刻对齐"这个词就被翻来覆去地拿来评论，可是人们对它的了解一向不甚精确。

其实，人们早就注意到这个概念了。为首部有声电影《爵士歌手》(The Jazz Singer)供给音箱的工程师，发现在踢踏舞场景中，从高频号筒和从折叠号筒低频单元传出的踏步声有不同的抵达时刻。
从此，规划师尽心竭力对音箱进行时刻对齐。"时刻对齐"（time alignment）是E. M. Long公司的商标，为了便利评论，咱们将运用通用术语"信号对齐"（signal alignment），来避免一向运用?和TM等标志。
很多人以为，对音箱内部的驱动器进行信号对齐，其实就是丈量出各个驱动器的音圈到箱体前部的间隔差，然后为最靠近箱体前部的驱动器添加相应的延时，这样一切驱动器的信号就能正确对齐了。
可是，这并不精确！要对齐高频和低频驱动器的信号，咱们有必要首要了解滤波器和相位。
一切滤波器都"旋转"相位，使经过滤波器的频率发作正向"相位搬运"。由于360度相位搬运相当于一个波长，波长能够经过间隔或时刻描绘，因而特定频率的任何相位搬运都能够经过一定时长的信号延时表明。
比方，1000 Hz表明每秒循环1000个周期，所以一个波长（或周期）就是一秒的千分之一，即1毫秒（ms）。因而，1 kHz处的360度相位搬运相当于1毫秒延时，180度相位搬运（1/2波长）相当于0.5毫秒延时，90度（1/4波长）相当于0.25毫秒延时。而关于2 kHz，由于一个周期的波长只要1 kHz的一半，因而相位搬运的延时时刻也是1 kHz的一半。以此计算， 20 Hz的180度相位搬运（1/2波长）相当于25毫秒延时或28.25英尺（以音速计算）。
实践运用
这跟我评论的论题有什么关系呢？一切的分频器和均衡滤波器都是电子滤波器，会使经过的信号发作相位搬运/延时。相同地，一切的音箱都是声学滤波器，也会形成信号延时。 所以，要对齐低声单元和号筒驱动器（或高音单元）的信号，咱们不只要补偿各个驱动器到箱体前部的物理间隔差，还要补偿分频器、每个驱动器独有的分频后均衡滤波器以及作为声学滤波器的音箱所形成的滤波器相位搬运延时。分频前均衡滤波器不考虑在内，由于它们给两种驱动器形成相同的延时。
现在，让咱们将新学的常识运用到实践工作中，对一个两分频音箱体系进行信号对齐。这个体系包含一个12英寸的低声单元（低频部分）和一个90°x 40°的号筒/紧缩驱动器（高频部分）。
开端之前，请确保两个驱动器的极性肯定共同，或至少相关联的极性有必要共同。可经过多种办法查看极性：（1）查看接线；（2）在未启用均衡器或分频滤波器的情况下，对每个驱动器运用极性查看器；（3）运用丈量体系查看初次正向轰动的脉冲呼应。
图1 展现了低频和高频部分的独自频率呼应。丈量Mic放置在两个驱动器的中心，间隔为低声单元直径的五倍。请注意，在添加24 dB/倍频程（4阶）Linkwitz-Riley分频滤波器之前，我现现已过EQ把每个部分频率呼应调理得比较滑润，在分频点频率也是这样。

图1：运用24 dB/倍频程Linkwitz-Riley分频滤波器的独立低频&高频呼应，分频点为1 kHz
我发现首要经过每个驱动器特有的分频后滤波器，对驱动器进行均衡处理，可在高、低频呼应兼并时，为分频区域供给最滑润的频率呼应。这也能够让分频滤波器以更挨近理论的抱负办法兼并在一起。
请注意，频响曲线相交之处即声学分频频率，为了进行信号对齐，若运用的是4阶滤波器，交汇点应该在-6 dB处。要完成这个目标，有必要确保每个驱动器的电平是共同的，然后调整电子分频器的频率，直至取得所需的声学成果。
本例中，我期望取得1 kHz分频点。为到达这个目标，终究两个驱动器的电子分频频率为950 Hz。请记住，电子分频频率与均衡滤波器和声学滤波器（即音箱）密切相关并遭到它们的影响，均衡滤波器和声学滤波器才干发生真实有用的声学成果。
图2 展现了两个驱动器的组合频响曲线，它叠置于低频&高频的独立频响曲线上。请注意分频处的抵消和600Hz邻近的小提高。11 dB的波谷表明需求对驱动器进行信号对齐，由于它们发生了异相的相同频率，抵消了彼此的输出。这无法经过均衡修补，由于它将一起影响两个驱动器，相同还会呈现抵消。

图2：两个驱动器的组合频率在分频处有11 dB的波谷。
图3 添加了组合频响的相位曲线。请注意相位曲线分频处斜度的俄然改变。这也表明，驱动器信号不对齐形成了频响曲线的波谷。

图3：从带相位曲线的驱动器组合频响图中，可看到分频处斜度的俄然改变，显现驱动器信号为对齐。
在这个阶段，大部分执行信号对齐操作的工程师，将开端对最挨近箱体前部的驱动器添加延时，并调查相位曲线直至斜度变得尽可能直（"直"而不是"平"）。假如你的实时分析器（RTA）无法丈量相位，那就太不幸了。这也会是一项十分庸俗的任务，由于最后几个延时进程，关于相位对齐优化的每一边，看起来几乎都相同。
这对频率呼应而言可能无关紧要，可是这儿的信号对齐还决议了分频频率处，轴上波瓣的指向。要使波瓣笔直于箱体正面，最好在丈量Mic地点的方位，取得最佳对齐设置。
要找到最精确的对齐设置，最简便的办法可能是运用实时分析器。
回转高频驱动器的极性（"极性"，而不是"相位"）。然后开端为最挨近箱体的驱动器添加延时--本例中，最挨近箱体的驱动器是低声单元。
找到分频处最大的抵消。不像前面将相位斜度弄直的办法，这个办法能轻松决议最大抵消处的延时步进。波谷可能有30至40 dB深，这个波谷即便在最佳延时的一步进之上或之下，都将小几个dB。
图4 对比了高频回转极性前后的组合呼应曲线。很幸运，回转极性的频响曲线看起来十分平整。
很多人到这儿就停步，开端运用体系了。在DSP（数字信号处理）呈现之前，人们的确经常这么做。音箱体系内置的无源分频体系经常是10dB/倍频程（2阶）分频器。

图4：驱动器极性相同的组合频响曲线（波谷）与高频驱动器极性回转的组合频响曲线（平整）
2阶分频器在分频点发生3 dB衰减，驱动器之间相位相差180度。回转高频部分的相位让它们相位共同，在分频处取得3 dB的提高。很多带无源分频器的音箱都是这样规划的。 这时，一个重要的问题是：你能听出肯定极性和回转极性信号之间的不同吗？简略的答复是：假如信号是十分不对称的波形，你能够听出不同；假如信号是十分对称的波形，你无法听出。
图5 所以，除非你听的仅仅长笛独奏，不然你可能需求运用现代DSP功用，为两个驱动器供给优化的分频，让它们的极性保持共同。从图5能够看出，在高频极性回转的组合呼应中，分频频率处的相位斜度稍有转机，表明存在某种程度的不对齐。

图5：高频极性回转的组合呼应曲线。请注意分频处相位曲线的小转机。
图6 展现了高频驱动器极性回转时，找到分频处抵消的进程。分频处的波谷深37 dB，最佳低频延时为0.417毫秒。请注意，它比最挨近的0.396毫秒延时步进深10 dB。

图6：高频驱动器极性回转时，找到最深的抵消。
图7 描绘了最深抵消的相位曲线。这是一条彻底笔直的直线，表明刚好处于180度异相。

图7：最深抵消的相位斜度是一条笔直的直线，表明刚好处于180度异相。
一旦找到高频驱动器极性回转时，发生最深抵消的延时步进，只需将高频驱动器的极性再次回转即可。你的体系现在现已信号对齐。
图8 是终究成果。与图5回转高频的呼应曲线比较，本图在分频区域的相位曲线斜度愈加直缓，低声单元在600Hz邻近的呼应曲线也没有高频抵消波谷。

图8：高频相位再次翻转后的终究信号对齐。
假如你具有丈量相位的丈量体系，请承认终究的相位斜度是一条直线。这是为了避免对错误的驱动器添加延时，或在短波长的分频频率处对正确的驱动器360度延时太多或太少，而形成前后偏离一个频率周期。终究的频率呼应可能看起来是相同的。假如运用的实时分析器不带相位丈量功用，需特别注意这一点。