如何用Smaart做家庭影院相位对齐?

有时候我们不太信任AV功放的测距和延时处理误差，所以有的朋友会在跑完奥德赛和低音炮EQ以后，继续采用观察融合曲线中分频点附近电平是否明显下降，来判断这个频段是否存在相位抵消，然后通过缓慢微调功放距离或者低音炮相位去寻求改善这个抵消，这个方式从原理上是正确的，前面已经讲过，相位发生抵消的结果就是电平下降，但是因为肉眼观察的误差，以及空间反射和音频信号本身的丰富和复杂性，这种由观察现象结果去倒推处理措施的方式，存在一定的随机性，有时候也不一定能够很快凑效，而且来回反复时间也比较长。

如果有某种测试手段能够帮助我们直接测量出声音相位来，那依据这个相位测试结果来修正就相对来说更加准确。SMAART是专业扩声业内一款常用声学测试软件，相比REW的一过性测量，SMAART的优点是实时分析，能够实时反映测试结果的动态变化，我也看到论坛有些朋友有用Smaart的RTA实时频谱分析模块，辅助找炮位什么的，其实这款软件还有一个很强大的功能模块，就是transfer模块(传递函数模块)，transfer模块会提供对信号的直接相位测量功能，可以方便的用它来进行AV系统的各声道的时间修正。这里推荐使用Smaart V7，网上有河蟹版下载（家庭影院网建议您支持正版）。

软件介绍

Smaart v8是一款功能强大的声学测试分析软件，它是Smaart迄今为止功能最强大，最灵活且最具适应性的版本。从工作室到体育场，商店展示，Smaart v8适合任何测量情况的需求。借助Smaart v8，我们正在打破单一窗口，修复了GUI界面，允许您更好地控制软件环境，使您能够适应并扩展Smaart以更好地匹配您的特定应用程序。Smaart v8提供了管理数据和测量环境的新方法，新的多窗口功能，新的基于选项卡的界面，用于平板电脑和触摸屏电脑的附加功能，计算机对计算机API功能以及更多。

Smaart Pro的基本功能有实时频谱分析仪。可以同时存储两组信号进行比较，对于系统调校至为方便。在SIA-Smaart Pro的Real-Time Module实时模块上，将功能扩展，实时显示相位和Fixed Point Per Octave(FPPO)固定点倍频程传递函数。FPPO可以在整个音频频谱上提供同等的频率分辨率，更容易地观察信号，让分析工作更容易更准确。Real-Time Module实时模块内的Delay Locator延时装置器，懂得自动计算延时时间，然后自动设定延时值。而且容许储存、显示、比较多组的记录。例如将一个音源信号经过音响系统，然后由扬声器发出，将接收回来的信号和音源信号作比较，分析电信号和声信号的差异。SIA-Smaart Pro的功能非常强大，假若要购买一台相当功能和精度的专用仪器，价格肯定不菲。现在只要你拥有一台手提电脑。加上一套软件，一切都解决了。可以通过左右两个通道在电脑中进行对比、转换、分析只要两个通道的连路接入到不同点，就可以方便的分析问题的所在，同时再通过本身控制模块调节外部设备，可以调试出最专业的声场。

基于标签的界面

许多用户表示希望能够在多个工作区之间进行配置和切换的基于选项卡的界面，因此我们已经从v7扩展了基本的“测量组”范例，现在将我们的配置组织到不仅包含配置的测量的选项卡中，也是布局和情节视图。

多窗口功能

我们添加了驱动多个窗口的功能，每个窗口都包含自己的一组标签式工作区。这就像能够同时运行多个Smaart会话。

隐藏/显示接口控件

我们从很多用户那里听说，他们真的很喜欢Smaart v.7 Di中的隐藏/显示数据栏功能，因为它使他们能够最大化绘图区域，特别是在放映时。因此，我们在第8版中将这一概念进一步推向了所有接口控制元素

命令栏

平板电脑/触摸屏电脑上Smaart的使用越来越多，使用热键命令变得复杂。为了解决这个问题，我们添加了一个命令菜单和一个用户可配置的大型触摸式按钮命令栏，可用于调用Smaart基于键盘的任何热键命令。

改进的数据存储和APL

对于静态数据，我们修改了跟踪存储过程，以便更好地直接访问捕获跟踪的较大文件结构，而不会混淆主动内存空间，以便在需要时将所有内容都加载到RAM中。

新的活动绘图图例或APL窗口详细描述活动/选定绘图的内容，显示活动和静态数据迹线的名称，颜色和迹线偏移 - 以及提供用于隐藏/显示迹线的控件。

宽带计量

长时间的用户请求功能是能够连续查看输入信号电平，并同时监视多个输入的SPL和LEQ等参数。为此，我们创建了宽带仪表窗口。这种无模式窗口可以配置为通过简单的网格配置过程来监控Smaart的任何输入信号。

集成的Smaart I-O控制

Smaart I-O增益和幻象电源的控制现在直接集成到Smaart v8界面中。

Smaart-to-Smaart API

Smaart的集成API允许Smaart v8的任何副本充当任何其他Smaart v8副本的主机，这意味着您可以创建一台计算机来获取输入信号并执行测量计算，而另一台计算机可充当客户端并可远程访问测量数据。这种功能可以让您的v8测量环境得到传播，不仅可以在多个显示器上传播，还可以在多台计算机上传播。使用说明在SIA-Smaart Pro的Real-Time Module实时模块上，将功能扩展，实时显示相位和Fixed Point Per Octave(FPPO)固定点倍频程传递函数。FPPO可以在整个音频频谱上提供同等的频率分辨率，更容易地观察信号，让分析工作更容易更准确。

Real-Time Module实时模块内的Delay Locator延时装置器，懂得自动计算延时时间，然后自动设定延时值。而且容许储存、显示、比较多组的记录。例如将一个音源信号经过音响系统，然后由扬声器发出，将接收回来的信号和音源信号作比较，分析电信号和声信号的差异。

SIA-Smaart Pro的功能非常强大，假若要购买一台相当功能和精度的专用仪器，价格肯定不菲。现在只要你拥有一台手提电脑。加上一套软件，一切都解决了。

可以通过左右两个通道在电脑中进行对比、转换、分析只要两个通道的连路接入到不同点，就可以方便的分析问题的所在，同时再通过本身控制模块调节外部设备，可以调试出最专业的声场。

从6.0开始支持ASIO驱动了，可以自由选择不同的声卡硬件输入口给软件的两个输入通道，输出也一样。还有双视口自由切换RTA、传递函数、相位视图。

介绍结束，进入正题：

由本文第一节关于相位与距离、时间换算关系的推导过程可以知道，在实际调试中，对于一定频率的信号，可以通过调整距离、或者调整延时的方式来实现相位对齐，反映到实际应用中，有如下三种方式：

——在AV功放里，可供调整的参数是距离，那么可以通过调整不同声道的距离参数来对齐相位;

——如果大家使用的是专业数字处理器，里边会直接提供延时调整功能，那么可以直接通过调整延时来对齐相位;

——当然，如果只需要对低音炮相位进行0到180度范围内的单向相移调整，也可以直接用低音炮相位旋钮来调。

以我的系统为例，简单描述一下基本过程吧(由于时间关系，近期工作实在太忙了，原谅我偷个懒，省掉SMAART的一些硬件基本设置的讲解，以后有时间再补齐吧，其实也不难，而且网上教程很多很多，感兴趣的朋友可以通过百度找各种教程，这里就先暂时给出通过AV功放的距离调整来对齐相位的过程吧，当然也可以用数字处理器的延时调整的方式来对齐相位，不过由于我的XTA处理器暂时不在手头，没办法来截图演示，其实原理都相似)。

(1)硬件连接

要使用SMAART的transfer工作模块，需要硬件连接部分如下图：需要一根一分二的音频线，一端接到声卡的一个输出通道上，然后分别一路进声卡输入(作为ref参考测量通道)，另外一路进功放模拟输入，另外，就是常规的测试话筒接到声卡的另一个输入。

(2)查看功放奥德赛后的距离测试结果

我的天龙X8500跑完奥德赛后的各声道距离如下所示，因为我的系统是使用了声卡EQ进行低频管理的，所以低音炮的距离明显是要比实际大的。

(3)开始测试

打开smaart的transfer传递函数窗口，激活pink noise粉红噪声测试信号，点击右边下方的三角形开始键，开始测试。(由于房间复杂反射叠加和现实的声音频谱非常丰富，一个频点的相位是不可能固定不变的，会在一定范围跳动，为了有利于静态观察和捕捉，我们需要将平均时间拉长到7s，然后对相位曲线选择1/12倍频程平滑，由于平均时间较长，大家从点击开始后要等待7秒钟以上，曲线稳定后再判读)

重要提示：smaart的transfer传递函数是采用测量通道与参考通道相对测量的方式来进行，要确保测量结果正确，必须要首先修正ref参考通道与主测量通道两个通道之间的时延，具体操作就是在pink noise设置为全频段信号的情况下(不能是低音信号，低音测不准，原理不赘述了)，点右边的小按钮find，然后insert插入这个延时补偿，如果没有这个操作，测量结果会不正确，会发现相干性曲线在大量频段发生畸变，这个很关键，务必别忘记这一步。

Smaart的传递函数测试窗口包括两个部分，上方为相位曲线，下方为频响曲线，可以同时观察相位和频响情况。并且非常方便的是，可以按空格键实时捕捉测试结果。分别捕获低音炮和主箱的测试结果，并叠加显示，如下图：

我的主箱和炮的分频点设置为60Hz，放大局部窗口，重点观察60HZ附近的相位差异。鼠标移动至横坐标60.5Hz处，可以读取到主箱的相位为-123度,低音炮的相位为-155度，主箱相位在低音炮相位之上，相差32度。

这里是重点，大家记住一个经验，相位在上面的信号，说明其到达时间相比下边那个信号偏早，为了对齐，这时我们就需要对相位靠上的那个信号进一步增加延时，反之如果相位靠下，那就是减少延时。

反映到AV功放的距离设置方面，就是通过增减AV功放的距离值，达到改变该声道延时的目的，具体的修改，这时有两种选择，要么将主箱的距离修改为更近的值，要么将低音炮的距离修改为更远的值，这里我们选择后者，原因前面讲过，由于我的距离测试结果中，低音炮距离最远，功放将以最远的低音炮声道为基准，将其他声道做延时与之相位对齐。

如果单方面修改主箱的距离，虽然可与炮对齐，但又同时改变了主箱与其他声道的相位差，造成对齐了一个声道，搞乱了其他声道的不利结果，所以，要改，就只改作为基准信号的低音炮声道距离，通过公式换算，已知60Hz处的相位差大概32度，根据我前面的计算公式，距离差=(340/60)*(32/360)=0.5米。当然，这个值是简单公式计算，与现实结果会存在一定误差，所以设置后还需要通过两三次小范围的微调来进一步精确修正。最终我的低音炮距离由5.83米增加到6.26米，最终选择的增量是0.43米，这是60HZ附近的相位达到对齐了。如下图：

(4)结果复核

调整以后，我们来复核一下主箱和低音炮融合后的情况，如下图所示。由图中可知，60Hz分频点附近已经平坦。

既然这时相位已经对齐同相了，我们来验证一下如果把低音炮的相位旋钮旋转180度，是否会造成反相抵消的现象呢?结果证明了我们的猜想，答案是确定的，炮相位反转180度以后，我们看到融合曲线在60Hz的电平明显下降，并且上方的相干性曲线也相应在60HZ附近有一个向下的尖峰，说明60HZ处的信号相干性明显变差(顺便解释一下相干性曲线(coherence)，在smaart里，相干性曲线的定义，就是代表当前测量信号与原信号的偏差程度，如果相干性下降，一般就是说明此频点的信号畸变严重，发生了声干涉、抵消或无关干扰)

好了，哼哧半天终于敲完了，最后想说一点废话也算一点体会吧，我认为，玩音响，玩电声设备，需要理论与实践相结合，首先不能当纯理论家，去刻板机械的照搬理论，这个绝对不行，而且往往容易一叶障目。

理论是理想、规范和确定的，但现实世界却是丰富，模糊、不确定、并且存在诸多约束条件的，一定要对这个差异心中有数。比如世界上没有一模一样的树叶，地球也不可能是一个理想圆形，所以一定要灵活运用，活学活用是根本，首先熟知理论的前因后果，然后通过实际操作去不断的验证、去修正。通过上面的一段折腾，一方面证明了理论给我指向的基本方向是对的，我进一步坚定了对基础理论的敬畏之心。

同时另一方面也强烈体会到了电声这个东西的复杂和有趣，把上述体会与大家分享，文字包括图文全部自己手敲，是我的个人理解和个人见解，可能有不严谨不准确的地方，仅做交流，不当之处欢迎各位玩家朋友批评指正。注：本文转载自影音新时代（作者北斗星空），目的在于分享信息，不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，如有侵权请联系我们及时删除。