什么是Hi-Fi?这问题,解释好简单,也好复杂。50年代,当Hi-Fi一词开始为中国人所知时,人们会说:Hi-Fi?就是二十至二万啰!估不到,直至今日CD世纪来临,Hi-Fi仍然是二十至二万。玩Hi-Fi,只要发过一年半载的烧,就有资格做专家。二十至二万之间包括的人类自有留声机以来之一切电声学、物理学?管他的娘!玩三几年Hi-Fi,就可以著书立说,自己不识的东西,以为人家一样不识。乱放厥词,搅到香港”Hi-Fi文坛”黑比乌鸦。这篇连载,不仅献给初入门的朋友,同时也献给资深发烧友。
High Fidelity 20至20,000
Hi-Fi就是高度传真。无论视觉、听觉,或睡觉,均可以Hi-Fi为形容词。但,今日一般人讲Hi-Fi就多指音响的回放、听觉的享受。据非正式纪录,全世界第一篇中文Hi-Fi报导,以“什么是Hi-Fi?怎样才算Hi-Fi?”为题,见于1955年3月24日香港华侨日报音乐双周刊。作者雷明。
Hi-Fi这名饲,是40年代大战后美国人从High Fidelity二字缩写成的新术语。但,早在30年代,英国的无线电制造厂商已经用High Fidelity一词去宣传他们的产品。Hi-Fi风吹到香港是LP(33转单声道)发明后的事。这以前,香港人玩78转碟的高级人,为数不多,很舍得花钱,但目的是音乐而非音响,也不流行把Hi-Fi一词挂在唇边。
Hi-Fi,是一般高度传真扩音体系的统称,音响器材,要具有高度传真性能,我们听到的音响,才有真实感。音响组合,应该能够将人耳所听得到的声音准确地播放出来。人耳的听频范围,是每秒钟振动16次至每秒18,000次的音波。音波的单位,被国际公认为赫(Hertz,简写Hz),以记念发现这一切物理现象的人赫兹。在50年代,我们一般仍把Hz称为周 / 秒(CPS)。Hi-Fi回放范围,由16-18,000Hz改至较“顺口”的二十至二万赫,也不是没有理由的。
Hi-Fi体系,是要把听频音波以无失真(Distortion)状态回放出来。“无失真”理想,自1859年爱廸生制造留声机开始,至今仍未竟全功。Hi-Fi之道,就是要怎样去对付失真,消灭失真,或,用新潮方式形容之;怎样去制造更悦耳的失真。
讲到失真,本是研究Hi-Fi之基础,奈何今日文坛上写稿写到成名的一些某君,还真的连一般常见“失真”之定义都弄不清楚!
音波是一切
在讲及失真之前,先让我们由第一课说起,认识一下音波Sound waves是什么。
有一个发烧友常问的题目:他想知道,在一个三路三单元的扬声器中,小提琴的声音是从那个单元出来。或铜钹声音又从那个单元出来。又,有发烧友著书云,人耳是比任何仪器都有灵性的东西。因为,它可以分辨得出钢琴的一千赫与小提琴的一千赫之不同。而仪器却只知道它们是一千赫!
诸如此类,往往令有知之人听了读了觉得啼笑皆非。如果他们明白音波构成的原理,他们也就不致摆乌龙。写Hi-Fi稿可以凭一句话暴露了本身的无知,各位仝人小心为盼。
地球上(或其他星球)所以有音乐之诞生,皆因音波结合的几万种变化所致。若果钢琴的一千赫跟小提琴的一千赫都只是一千赫那末简单,男人和女人的声音也没有分别,小鸟和老虎所发出的声音也将一样,只有调子(Pitch)高低之分。世界会变得极单调,没有音乐这样东西,有三份一以上的人类要改变他们的职业。明白了音波的组成后,人们自然知道钢琴及小提琴的标准音阶上根本就没有一千赫那个音。原来,自然界一切声响的发生,都不会是单一个纯音波的振荡,而是由一个基音(Fundermental)带动一连串谐波(Harmonics)的复式振荡。而基波 / 谐波的混合,就是天下间一切美丽的、或丑恶的音响泉源。谐波是从基音身上生长出来的副产品,谐波的频率,是基波频率的倍数。例如,1,000Hz的基音,就会带来一堆2千,3干,4千Hz……的谐波。谐波的称呼,以第2谐波(2nd harmonic)为开始,并没有第一谐波这名称,因为它就是基音本身。1千赫,即1KHz的第2谐波就是2KHz。基音与谐波混合的成分比例,就是构成亿万种不同音色的基本原理。基音的重要性,是决定一个音的音高(Pitch)。但,基音不一定是制造音色的主角。每种不同的乐器,人声都有它本身的基音 / 谐波混合性格。只有基音没有谐波的纯音波,是电声科技的“非自然”产品,我们在玩“讯号产生器”时,扭1KHz掣就听到1KHz纯音波或正弦波(Sine wave)。我们在听收音机:“当报时讯号一响,就系几点钟”的报时讯号,应份是1KHz正弦波纯音。严格地说,正弦波经扬声器及空气传抵听者时,纯度已受环境干扰。所以有人说,纯音波只能在完全受控制的无余响室(Anechoic room)内听得到,此话有根据。
声音之结构
音色的性格,往往在最初的第2次,第3次谐波比例就定了型。所以,要分别不同乐器或不同人物的发声,并不牵涉20至2万的全听频范围。尤其是人声,只需要听中“要害” 就分得出是谁。电话是一种频率响应范围(Frequency response range)颇狭窄的通讯器材,但我们所听对方声音,仍不难认得那是阔别多年的鲁思,或前天才分手的玛莉。
附图(1)
附图(1)是一节小提琴短暂发音的分析:上端曲线,是这个音在讯号分析器荧光屏上的全貌,以下是2至6次谐波音量的比例,可见第3谐波占较大份。假如我们用频谱仪分析大提琴发音,则可见到基周所占的比率非常微细。录音工程师对这些乐器的基谐音结构最紧要熟识,他们清楚知道要令音色变冷变热、变光变暗的奥秘。早期录音,甚至有将大提琴的基周滤去以提供较清晰透明画面者。原因是早期78转碟时代,唱头循行性能普遍地差,若给它150Hz以下低音,爆棚时必跳线。那时的喇叭,亦很少出到100Hz,所以录音师多把低频滤去。甚至在33转LP时代之初期,(LP于1948由CBS首创)立体声录音已在与单声道平行推进,RCA的真空管机无杜比磁带录音已臻达50-18,000Hz频应,但唱头 / 唱臂的响应仍普遍地低不过100Hz。故此,48-58年之间的大部份单声道LP仍以100Hz为底限。我们玩普通的Hi-Fi的,若拥有爱羣代理的Connoisseur唱头 / 唱臂 / 唱盆组合(可唱33转及78转双速,唱头是插入式分33及78),已经很高级了,但仍唱不来低频太多例如Mercury牌子的唱片。但,100Hz以下基音,除管风琴之外,其他乐器都不是那末重要。当年我们听那些止于100至150Hz的78,及LP,在没有比较的情形下,根本不觉得有很多乐器:大提琴,低音提琴,吐巴管,低音巴松、大鼓、锣……)的基周被切去。
R·史特劳斯(Richard Georg Strauss) Also sprach Zarathustra, Op. 30
上述乐器之中,管风琴若被切了基音,例如R?史特劳斯Zarathustra(发烧友不识此字者普遍叫此碟为2001)开首的低C音,基音为32.7Hz,它是与低音提琴C弦一同奏出的。甚至在今日,用高级机唱此碟时,人们也经常只知有低音提琴声而不知有管风琴,50年代更估不到此曲一开始就有管风琴Low C最弱音与Double bass合奏。为什么要举这个例?因为,这说明了录音(或扩音)可以删掉Double Bass的基音,而听者绝不会觉察音色或音高被改变(理论上,这就是100%失真!因为扩音体系播出的基音高了100%)。但管风琴的基音若被删掉,这乐器就干脆从音响画面上失了踪。
(原文:HiFi基础谈 一:High Fidelity 20至20000,刊于1986年4月《Hi-Fi Review》创刊号)
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