【小知识】音频信号之相位

声波简单的描述就是空气的振动。当耳朵听到声音时，气压的改变使我们听到声音的内容。好比石头落入水中所溅起的波纹。声音是借由空气震动制造的，与在水中投入石块相似，这些运动产生了波纹效果。音波的波型由波峰和波谷组成，声波传入使耳膜产生振动，我们的大脑便将这些讯息转换成为听到的声音。当录制声音时，话筒里的振膜便是在复制人耳耳膜的行为，与这些声波一同振动。声波的波峰使话筒的振膜沿着一个方向运动，而波谷则向相反的方向运动。

我们来看看音频讯号的正弦波两个声道的波形。当两个声音处在同相时，我们的耳朵会同时听到同等的振幅，但是如果立体声讯号的一边反相(Out-of-Phase)，两边讯号产生相互抵消，当将两个不同相的讯号结合时，其结果会变成静音，因为两个讯号彼此反相而抵消。当然，在现实的环境，通常听不到纯净的正弦波声音。因为我们所听到的大多数是自然界的声音和音乐。录音室所录制的多种乐器声音是由不同乐器主音和谐波所构成的，所以当相位产生抵消的结果也是相对复杂。

对于玩音响的朋友来说，如果一不留神将音响讯号线或喇叭线的正负极性弄错，就会产生相位抵消。比如有一种情况，当两部机的平衡讯号接线制式不相同时就会产生左右声道一同反相(Phase inverted) 的结果。从技术上讲就是极性的问题，而另一种情况是其中一个声道极性反转所听到的效果跟相位抵消是同样的。当左右声道的极性同时反转则较难察觉，但只要细心留意乐器惯常的编排位置或歌手所站立位置有无变化，亦可作为辨别相位是否正确的参考。检查音响相位最简单的方法，就是使用测试碟的相位测试讯号进行测试。相位不同的问题听起来会是什么结果呢？在聆听点所处位置，当发生相位抵消的情况，在低频部分是最为明显的。所以，不同相的听感结果就是声音单薄，没有或仅有少量低频声音。另一结果是低音鼓或低音吉他没法定位，低音鼓在混音中移动，而不是来自同一点。另一种不同相的现象，是位于中心的声音消失，主声或者是乐器独奏的部分消失了，而摆在极端位置的声音得以保留。