人耳聽力的 Critical Band Masking (關鍵頻段遮蔽)

critical band masking 是現代對聲音壓縮的主要理論基礎，技巧在於讓壓縮產生的失真在人耳聽不到的地方，而這個地方就是音樂大聲的主要頻率附近的範圍。

人耳的 critical band 的頻寬大約是三分之一個八度左右，因此我用 etg (expression tone generator) 寫了440Hz 的 A 和不同音量的 G，這兩個音基本上是在一個 critical band 之內的，因此 G 只要小聲到一個程度，就會聽不到。我自己在 G 比 A 小聲 20dB 的時候就聽不到 G 了。

做為比較，我也用 440Hz 的 A  配上不同音量的中央 C (261.63Hz)，我自己可以聽到 40dB，46dB 以下我還是聽不到了。由此比較，在 critical band 之內的其他聲音不需要那麼小聲就能夠不被聽出來。

masking 的程度其實是會隨絕對音量的變化而改變，這些測試檔案只是一個概念上的示範，嚴格的實驗要控制音量，用不同主頻率，找到有 masking 效果的最低和最高頻率，以及對應的 masking 音量。我做的這個不嚴謹實驗，只是要說明前人實驗的成果。

有興趣的人可以在這裡下載，建議用耳機聽。

Nelson Pass 談擴大器非線性失真

Nelson Pass 在 2015 California Audio Show 開講擴大器非線性失真，投影片可以在 First Watt 下載。列一下我的心得感想如下：

1. 先跳到他的結論，只用中等音量聽小編制音樂的人，可能會比較喜歡有一點非線性失真的擴大器，至於比較喜歡二階失真或是三階失真，則是看人口味。


2. 相對的，喜歡聽大音量大編制的人，會喜歡低失真的擴大器，目前共識 0.01% 以下大概就是聽感上感覺不出來差異的程度。


3. 有正確設計複雜負回授的 Class-AB (push-pull) 機器，比較容易做出來超低失真。我個人的參考書是 Douglas Self 的 《Audio Power Amplifier Design》， 在這本書裡，他提供了一些範例，像是全頻段 (10Hz - 20kHz) 在 22W / 8Ohm 失真低於 0.002%  的機器。比較可惜的是 Douglas Self 比較少提供失真對功率的圖，比較常用的是失真對頻率在固定功率的圖。所以他的圖無法直接和 Pass 投影片裡面的相比。


4. 無負回授也能做到很低失真，Pass 並聯了一千顆 JFET，做到 0.001% (我猜這是用 1kHz 量測的結果，Pass 並沒有提供任何對失真對頻率的圖形)


5. 用功率 IC 其實也能做到非常低失真的表現，像是 Neurochrome 用 THAT1200 做為輸入級，用LME 49710 為主要放大，能做到 THD+N 滿功率 (38W) 全頻段低於 0.002%。 


6. Class-D 的非線性表現其實很不錯，在功率稍大的時候可以到 0.005% 左右，比較差一點的其實是雜訊表現，所以我們會看到隨著功率下降， THD+N 持續上升的很快。

LSR305 的低音單體改裝

前一陣子看到 NO Audiophile 評論 JBL LSR305，他的近場量測發現 1.5kHz 左右有一個非常深的凹陷 (Notch)，我之前的近場量測沒有量到這麼高頻，所以沒有注意到。他推論這是 JBL 刻意設計的，但是我看法不同，決定再次近場量測，結果如下圖。可以看到左聲道的凹陷比較小，右聲道的凹陷比較大。上面兩條比較平的曲線，是我手持測量麥克風在三十公分左右用 128k 長度掃頻的結果，可以看到凹陷比較嚴重的右聲道，在這種很隨便的近似遠場量測還是有凹陷。因為沒有上腳架，也沒有 time gating，所以這個量測的細部上上下下就不要太計較了。另外有趣的一點是我近場量測到的凹陷不如 NO Audiophile 的明顯。

改裝前近場量測

很久以前在查一個叫作 EnABL 改造單體振模技巧的時候，我找到了 http://www.speakerdesign.net/，其中有一篇 2008 年討論 EnABL 的文章就有提到多數單體在直徑約略等於半波長的時候，會有一個凹陷。他量測的例子是 5.25" 單體的凹陷在 1.7kHz，這不就是在 LSR305 近場量測看到的東西嘛？他也介紹了簡單的改裝方式，就是用 Wet Look 塗在振模和懸邊的交界處。我就把腳架和麥克風架設起來，每塗一層就量測一次，結果如下圖：

一到三層 wet look

從沒有塗到三層，依序是黑紅綠藍。可以看到這個凹陷被有效控制了。比較可惜的是整體曲線並沒有那麼平順。因為第二層到第三層的差異很小，我決定就此霸手，並再次手持三十公分量測近似的遠場曲線，結果如下圖。

三層  wet llok 的結果。

可以看到有三層 wet look 的右聲道，近場量測和左聲道看起來還是頗不一樣。比較上面深藍和淺藍色的分別是加上 wet look 前後的三十公分量測結果，那個凹陷以及之後的隆起都獲得改善了。但是和左聲道相比，形狀還是不太一樣。

用閃光燈分別直打和跳打天花板拍攝加上 wet look 的照片如下：

閃光燈直打

跳燈天花板

看照片就會發現我手沒很穩，塗的有粗有細，但其實近看比較接近跳燈的樣子，並沒有那麼明顯。

可見低價位的喇叭品管還是沒有那麼嚴格，左右聲道的單體其實是有點差異，我的左聲道高音單體也有裝歪一點點，但這很容易自己調整就是了。

Floyd Toole 談喇叭設計

從 Linkwitz 的網站上看到 Floyd Toole - Sound reproduction – art and science/opinions and facts 的連結，很好的整理了喇叭設計的目標和對應的實驗依據，以下是我個人的一些筆記。

1. 認知科學和心理學是處理主觀的部份，至於電學和機械的量測，則是一種客觀的量測。音響設計的一大部份就是要理解主觀和客觀之間的關係。(4:45)
   
   
2. 任何和人有關的測試，都需要 double-blind，否則光看外型我們就會有先入為主的觀念。一個很有趣的例子是喇叭的低音測試，學理上對低音影響最大的是擺位，所以他們也測試了同樣一支喇叭在不同位置的時候，請人評分。Double-blind 的時候同一支喇叭在不同位置分數會不一樣，但當沒有 double blind 的時候，分數幾乎只跟外觀有關係了。(13:59)
   
   
3. 理論上在不同房間，同樣的喇叭也會有很不一樣的表現，但是double-blind 的主觀評分卻總是能準確的評分喇叭。也就是說，好喇叭在大多數房間都是好喇叭，爛喇叭在大多數房間都是爛喇叭。人耳和大腦是可以處理房間造成的影響的。(17:00 - 21:20)
   
   
4. 在低頻，聲音由喇叭輻射出來的總能量為主，在 10kHz 以上，聲音由 on-axis 主導，在兩個頻率中間，聆聽位置的頻率響應可以用直射音和反射音的總和來預測。(29:15 - 33:00)
   
   
5. on-axis 決定了我們聽到的直射音音色，off-axis 決定了我們聽到的反射音色。因此一支 on-axis 平坦的喇叭，如果場型設計不佳導致聆聽位置聽到的直射音和反射音的總合不佳，是「不能」用等化器來修正的。因為等化器會同時改變直射音和反射音，一個 on-axis 平坦的喇叭經過等化就不平坦了，也就是直射音的音色反而變差了。這段他舉例的是 KEF 105.2 (28:00 - 29:08, 34:00 - 34:30)
   
   
6. 因為錄音師用的監聽設備沒有標準，所以錄音的成品就變得百百種，這時候 tone control 其實很有用 。 (45:55 - 46:50)
   
   
7. 喇叭設計的幾個要求。對所有頻率而言，平坦的 On-axis、平順的輻射場型、平順的 Power Response、沒有共振。1/20 Oct 的量測是必要的，傳統的 1/3 Oct 是不足的、低頻要處理好。(57:15 - 60:05)
   
   
8. 有問題的共振在所有方向都存在，但是可以用 EQ 修正，這是主動喇叭的一大優勢。(61:38 - 61:45)

很可惜只有非常少數的喇叭有給完整的場型量測，之後我想用他分享的這些東西，來檢視 LSR305 這隻喇叭。


Edit 1: 修正一些標點符號:﹝「不能」, (45;55 - 46:50), 沒有共振，,(61:38 - ˊ61:45)

JBL LSR-305 小改裝

Amazon 上 NoteSecondTime 建議把原廠的 choke 拿掉，改成四顆 GINO UF70B Cable clip 繞成的電感， 他的敘述很清楚，以下是我的改裝過程，要注意改裝就沒有保固了歐！

1.  移除背板周圍的八顆木工螺絲，小心的把背板往外拉。因為 PCB 大小幾乎等於音箱內部的大小，有些地方會稍微卡住。拉出來之後在 PCB 中央會有一條電線，那是前面 白色 LED，可以直接把接頭從 PCB 上面拔起來。

2.  這時候把背板往外翻開，就會看到兩顆甜甜圈形狀的 choke，用束帶固定在 PCB 角落的那個孔上。可以看到兩對線分別接到 HF 和 LF 的正負兩極。把 HF 接頭拔下來、再把繞在 choke 上面的線解開，最後把 choke 拿下來。黑線是負極，雙色線是正極。但是不要同時把 LF 和 HF 的接頭拔下來，一不小心弄反有可能把高音單體燒掉。

3.  然後把兩條線撕開長一點，分別繞上一個 UF70b，如下圖：

4.  最後塞回去的樣子如下圖，記得把 LED 接回去。如果不喜歡那個白色的光，也可以不接。

   

NoteSecondTime 把 HF 和 LF 都改裝了，這也是我一開始的作法。但是聆聽一陣子之後我覺得低頻變小聲了，就嘗試把一個聲道 LF 的那兩顆拔掉後，把兩個聲道擺在隔壁試聽。這樣一比較就確定了低頻的音量真的差不少，所以我最終只有改裝 HF。


LSR305 的輸出用的是 Class-D ，這種設計的後級在輸出到單體之前需要有一個低通濾波器，否則單體可能會被人耳聽不到的超音波訊號給燒掉，而這個濾波器的元件好壞會大幅度影響性能。這個改裝的目的一來是拿掉 choke，二來是增加這個低通濾波器對高頻的衰減。

一般的音樂低頻的能量遠大於高頻，如果低頻音量受到這個改裝影響，表示這個小小的鐵蕊 cable clip 可能已經磁飽和了，這會大幅度增加非線性失真，所以我決定拿掉。至於高頻的那兩顆，我用 REW 量測改裝前後的差異，非線性失真並沒有增加，因此至少沒有降低原先的性能。高音單體因為線圈繞的圈數少，單體本身的電感性就比較弱，因此比較可能受惠於這樣的改裝，來進一步衰減超音波的能量。

我原先一直覺得 LSR305 的高頻不如 Tannoy Reveal 601p 好聽，這樣改裝之後我感覺進步不少。LSR305 的另外一個問題是需要調大音量才比較動聽。我的推論有兩個：第一是內建的 Class-D 其實動態不夠大，因此音量不大的時候細節都被 Class-D 的雜訊蓋過去了。我推論高音單體的那個斯斯聲就是 Class-D 的雜訊，當我把音量逐步調小的時候，我無法在斯斯聲之中聽到任何樂音，而這是不合常理的！像收聽訊號很差的 AM 電台的時候，我們可以在很大聲的雜音中依稀聽到本來的聲音，訊號和雜訊並不是全有全無的關係啊。第二點是那個 PP 振膜，PP 優秀的內阻尼讓他沒有什麼糟糕的共振，但這可能也會吃細節。

這部份和電路以及單體有關，沒有什麼簡單改裝能改善，只好開大音量啦。

JBL LSR305 輻射場型

在 Amazon 上買了一個餐桌上的轉盤 (Lazy Susan) 來量測喇叭的輻射場型。上面本來就有等分的六個橡膠墊，拿出圓規和直尺畫出等分線，操作兩次之後得到每 15 度一格的位置。

量測的方式如同上一篇 《JBL LSR305 on-axis 頻率響應》，在一公尺的距離用延長桿和  time gating 量測。我發現之前用的 -0.2ms 到 3.8ms 只有在軸線附近能用，所以這次都是用比較保守的 -1ms 到 1.5ms。軸線附近的結果如下圖：

0 度 ~ 60 度，每15度

可以看到隨著角度增加，輻射場型的變化在全頻域都是很平順的，這表示放進房間之後，反射音的頻率內容會和直射音相當接近，人腦比較容易把他處理掉而忘記我們是在房間裡。

0度, 75度, 和 90度

這張圖顯示了喇叭側面的頻率響應，側面基本上是面板散射效果最明顯的時候，可以看到頻率上上下下的有高點和低點，和前一張圖比較就可以發現，在  7kHz 的音量其實和  60 度的時候蠻接近的，也就是說側面還是有相當的輻射！

180度, 150度, 120度, 90度, 和 0度

從後面量測的輻射場型，因為結果實在太亂了，所以我是每 30 度為一條曲線也加上 1/24 oct 平滑。也把正面和側面也標上去做為比較。基本是我們可以說從正面 75 度一路正後方，輻射的強度其實是差不多的，約是低於正面七到十分貝左右，但是散射的影響很大，所以頻率響應都非常的不平坦。

要提醒的是因為這次 time-gating window 很小，所以低於 2kHz 的數據其實參考價值不大。理論上頻率夠低的時候，輻射場型會變成 monopole，其輻射強度在全方向都一致才對。但是 400Hz 可能也不夠低就是了。

這次學到的東西是，淺號角 / 波導 大概可以控制輻射場型到正負六十度，但是其他方向並不是就完全沒有輻射了！以 JBL LSR305 而言大概比正面低不到 10dB，我猜想長號角在這方面的表現應該會比較好。

場型控制的兩大極端大概就是長號角和完全沒有面板的喇叭，像是把單體用鋼鎖懸吊在空中的偶級喇叭 (Dipole) 或是直接單體朝上發射的單級喇叭 (monopole)。

JBL LSR305 on-axis 頻率響應

看了Troels Gravesen 討論量測喇叭的文章之後，手很癢決定 DIY 配件來搭配我的 MiniDSP UMIK-1，去 Home Depot 買了 1/2" 的 PVC 管和一段幫水管保溫的泡棉，組合起來如下圖，雖然那段泡棉不是絕對的平滑，但是我就這樣將就用了。希望泡棉的截面積還算小，另外是希望泡棉或多或少有點吸收效果。

自制麥克風延長桿

加這樣的延長桿目的是把腳架造成的反射時間往後移，之後再透過 time-gating 來消除房間和腳架的影響。調整延長桿儘量水平、麥克風在高音單體中央的高度、距離一公尺，就能開始量測了。至於我的書架和螢幕就不管他了，畢竟我是想要了解這對喇叭在我房間的表現，而不像 Troels Graversen 是要了解高音單體本身的表現。

100cm on-axis 量測架設

我用 T410 HDMI 輸出到 OPPO BDP-103，軟體使用 REW (Room EQ Wizard) ，REW 輸出音量為 -3dBFS，BDP-103 音量為 80/100，喇叭本身的音量旋紐設為 4.5，HF/LF 調整都設為 0dB。第一輪量測重點是高頻反應，我的掃頻範圍從 250Hz 到 24kHz，長度為 1M 、平均八次量測。對應的 Impulse Response 為下面紅色圖，橫軸是時間 (ms)、綜軸是全輸出的百分比 (線性標示)，丟了那兩個枕頭在地上的結果是淺綠色圖，可以看到 2.5ms 的反射波不見了，這樣我就能把 IR Window 設為 -0.2ms 到 3.8ms，對應的頻率解析度為 250Hz (1/4ms)。4ms 之前的那個小振盪應可能是來自於我掛在延長桿後面的麥克風盒子，下次應該用線吊一罐寶特瓶的水。

地面反射：(上圖) 只有地毯。(下圖) 加了兩個枕頭。

加上 IR Window 之後的頻率響應是下圖中的深綠色曲線。要注意的是不要把 250Hz 到 1kHz 之間的振盪太當一回事，要記得這是軟體用平滑曲線連接離散的 250Hz、500Hz、750Hz、1000Hz 的結果，所以看起來很平滑其實是騙人的。

做為比較，我把麥克風的距離移到 50cm，加上 1/48 八度 (octave) 的平滑之後降低 6dB 來補償距離造成的音量變化，用灰色畫出來，要注意這條曲線沒有使用 time-gating，因此上上下的頻率響應可能來自於喇叭本身也可能來自於空間中的反射。但是我們可以看到 1.5KHz 以上 50cm 量測的結果平移之後和 加上 time-gating 的 100cm 量測結果差別非常小！

因此，50cm 量測結果可以視為 1kHz - 3kHz 之間的高解析度量測 (相較於 time-gated 100cm 量測) ，當頻率繼續往下的時候，房間的影響越來越大，我們也可以看到 50cm 量測上下振盪的幅度也越來越大，也愈來愈不適合做為 on-axis 的參考。但是我們可以說這兩個量測在 250Hz 到 1kHz 有類似的表現。這個喇叭的 on-axis 頻率響應平坦度上到 10kHz 算是 +-2dB，到 20kHz 則增加到 +-4dB。

on-axis 頻率響應

要進一步了解喇叭低頻的表現，近場量測是一個很好的手法，麥克風要儘量接近單體但是不能碰到，如下圖。這樣量到的音量當然會比 100cm 量到的大很多，因此我們要使用適當的值加以補償。我使用 mh-audio 的工具網頁來計算，考慮紙盆到懸邊的半圓凸起，直徑為 9.5cm，設定要校正到 100cm，得到兩個偏差值，分別是 32.5dB 和 26.5dB，後者是給 in-wall 喇叭使用的，所以我把量測到的結果降低 26.5dB 之後用黑色畫在上面的圖中。首先可以注意到在 52.4Hz 的時候單體是不發出聲音的！這是因為箱體和低音反射管對單體造成的負載效應。要正確了解這個喇叭的表現，我們也要量測低音反射管的輸出！結果是綠色的線，這個低音反射管的直徑是不停變化的，我用開口處 6cm 計算得到的偏差量是 36.5dB。非常剛好的在 52.4Hz 低音反射管的音量比起低音單體峰值音量 (~200Hz) 低了約 3dB。表示這對喇叭的 -3dB 在約 53Hz，以我的反射管量測結果 -10dB 出現在 38Hz，但考慮在這個時候低音單體輸出和反射管輸出是反向的，因此 -10dB 頻率會往高頻偏移一點，JBL 原廠規格上面寫的 43Hz 沒有誇張。

近場量測低音單體

最後在我的聆聽位置也量測了頻率響應，結果是下面的淺綠色曲線。我的喇叭位置和聆聽位置是一個夾角大約 66 度的等腰三角形，擺放位置是以低頻的平坦為目標。量測的時候雙聲道都打開，因此音量和距離都不一樣，偏移量 -2.5dB 是以 3kHz - 4kHz 銜接另外兩個量測 (100cm time-gated 和 50cm) 為目標。

三點觀察，第一是 10kHz 以上的震盪明顯變小，這是因為我的聆聽位置稍微偏離高音單體軸線的關係。soft-dome 單體振膜震盪的時候單體中央和外緣會反相，在軸線上就表現在為量到的高頻起伏，但是偏離軸線之後這個問題就會小很多。

第二是低頻震盪的非常明顯，高低起伏達 20dB，甚至到 700Hz 都還很明顯，我猜測這是因為我的房間空蕩蕩的，沒有什麼家具的結果。

第三是 200Hz 到 500Hz 的凸起，這和近場量測結果是一致的，兩者在中低頻分別都比 1kHz 附近高了4dB 和 7dB。雖然近場量測可以降低房間的影響，但是當大面牆壁距離喇叭只有一公尺左右的時候，無論如何都是會有影響的。我想這也是一些喇叭設計軟體都強調會考慮牆面的關係，如 LspCAD ，Martin J. King 的模擬結果也都是包含了牆面、地面、天花板的影響。


我相信這對喇叭 JBL 是以無反射室 on-axis 平坦為其中之一的目標，但在房間裡面的時候，200Hz - 500Hz 這個頻段的凸起可能會造成一些困擾。JBL 把 LSR305 的 +-2dB LF Trim 設定在 115Hz，對於我描述的這個狀況並沒有幫助，我平常是把他設定為 +2dB，改善 100 Hz 附近的銜接。或許我該考慮買一些四吋厚的吸音棉來處理 200Hz 到 500Hz 的這個問題。

PS. 關於低音反射管和低音單體的關係，可以參考 Stereophile John Atkinson 的文章。

LSR-305 設計探討

PCB of LSR305

前一陣子在 gearslutz 看到 TobyToby 對於 LSR305 的解說，赫然發現這對便宜的主動喇叭居然在電路上也頗為用心，採用了數位分音的設計。輸入訊號透過一顆  Cirrus Logic CS5341 ADC 轉成數位訊號，是照片中間那顆小小的 IC27。ST STA350BW 處理數位分音和 PWM Class-D 的輸出，是右邊那顆比較大的IC28，我其實蠻驚訝 STA350BW 居然不用任何散熱片。也因為是數位分音，高低頻的增減旋紐是直接控制 STA350BW，音量旋紐也是直接調整數位音量。

因為是數位分音，輸入音量要越大越好，這樣才能保留原始訊號的動態範圍，使用者應該要用喇叭後面的音量旋紐調整到適當的聆聽音量。LSR305 的輸入有兩個選擇：-10dBV 或是 +4dBu，前者的最大輸入電壓是 +6dBV，對應是 2 Vrms 的紅皮書 CD 輸出電壓。後者的最大電壓是 20.3dBu，對應是 8 Vrms，大概只有專業級的錄音器材能輸出這麼高的電壓。

數位分音也解釋了為什麼我之前的經驗是 DAC 的音量要開得很大聲音才好，如果 DAC 輸出的音量太小，後端又是數位分音，那音樂的動態會整個不見！

照 TobyToby 所言，他用 -10dBV 的檔位接上專業錄音器材，以取得更大的音量和更好的動態範圍。依照他的經驗，說明書上標示的並不是絕對最大的電壓。但是我想這還是要用校準用麥克風，檢查 0dBFS 波型是否有被上下切割，才是比較準確的驗證方式。

右邊那四顆黑黑高高的就是輸出電感，為 Class-D 輸出級最重要的一個元件。也可以看到喇叭內部只是用最基本的紅黑線，接頭也是非常簡單的壓力接觸，沒有焊錫。重點是原廠出來的接頭有的鬆有的緊，我全部拆下來自己用尖嘴鉗調整開口距離，增加接觸時的壓力。

既然都拆了，我也嘗試了 Amazon 網友 NotaSecondTime 建議的改裝。這是個不用動到焊錫的簡單改裝，但是我嘗試過後看法和他略有不同，照片整理一下之後再發一篇文。

音場定位精準的低價位監聽喇叭： JBL LSR-305

東西最怕比，喇叭也是。

我的 Tannoy Reveal 601p 是近場監聽喇叭，使用上頗為滿意，自然會注意下一代的產品 502a ( Tannoy 新一代的監聽喇叭 Reveal 沒有六寸也沒有被動的了)，首先注意到的是低頻的規格，我的 601p 才標示到 63Hz，502a 的單體直徑比較小，卻標示到 49Hz！難不成是用上了什麼外星科技？Tannoy Reveal 一向都是鋁盆低音單體，我想在剛性上已經是遠優於 PP 或是紙盆單體了，有什麼東西更輕更強又便宜？

抱著這個大問號，發現在討論區上的主要競爭對手是 JBL LSR 系列，兩者都是主打音場定位精準，對於擺位的要求比較低。其中我尤其注意那個 LSR-305，低頻竟然標示到 43Hz！外星科技已經進駐所有喇叭製造商了嘛？進一步對這系列喇叭研究，發現特色是那個高音號角。和傳統號角的差異是，這個號角顯的非常短，而且多個一些凸起的部份，外觀上會讓我想起量測天線用的標準 Ridge Broadband Horn。這個技術是從 JBL 頂級 M2 監聽喇叭下放的技術，這可是一對兩萬美金的喇叭耶！又注意到 LSR-305 是和 Harman 合作的產品，這是眾多聲學心理學研究的出處啊！Floyd E. Toole 大名鼎鼎，我之前才從他們的網站下載了些論文回來研讀呢，到此我對這組喇叭已經很有興趣了。

除了輻射場型的控制手法不一樣 (橢圓凹槽波導 + 大導角 vs. 短號角)，電路設計上這也是兩組非常不一樣的喇叭。601p 的被動分頻點是 2.3kHz，沒有強調是哪一種架構，有鑑於他這麼便宜，我猜是二階的架構。LSR-305 則是主動 LR4 設定在 1.725kHz。LR4 是一個全頻域都同相位相加的電路架構，稍微美中不足的是時域的波形會不夠完美，LR2 則是一個在頻域和時域論上非常漂亮的解法，缺點是衰減幅度沒那麼多。要使用二階還是四階，這是屬於喇叭設計師的工作，重點是在兩顆單體在負責的頻率之外，是否有誇張的共振和失真，如果有些這種共振的話，用高階數的濾波器是標準解法，有些時候甚至要加上 Notch filter。

趁著 Amazon 之前特價 LSR-305 一支 $119，我就下手了。收到的第一個感想是好小好輕，主動的設計好方便，拿兩條 RCA 轉 TS 的線就可以開始唱歌了，不用擔心裸版擴大器那堆喇叭線、訊號線、和電源線。擺在原先 601p 的位置上，覺得人聲好像沒有那麼動人？但是又沒有仔細的 level amtching 再比較，不排除是這個主動喇叭的增益沒有我之前的裸板擴大器來的高，因為音量差異造成的誤解。

反正 Amazon 可以退，就擺著給他唱一陣子吧。聽大編制的音樂，感覺定位好像有比較精準一點，但是總覺得聲音欠缺點什麼。直到有一天把 USB DAC 的音量開到最大、喇叭後面的音量也調到最大，才赫然發現原來聲音裡面的資訊這麼多！各個樂器組之間的定位、各個樂器音色之間的搭配，都在 Ravel 的展覽會之畫裏面一覽無遺。

錯愕之餘把 601p 擺回去，一開就知道聲音沒有 LSR-305 平衡，聽沒多久就把他關掉換回 LSR-305 了。但是兩對都是號稱 on-axis 平坦的監聽喇叭，也許是和我的客廳搭配的問題，畢竟我的左聲道離牆比右聲道近很多，喇叭離後牆距離也都不遠，房間當然也沒啥吸音或是散射處理。

至於 LSR-305 為何大音量的表現好這麼多，我沒有答案。一個可能是聽覺上真的需要這麼大的音量，另外一個可能是 PP 單體在小音量表現不好，我會這樣打 PP 單體的槍是因為 Lynn Olson 嫌這種單體中頻表現不佳。但是要透過這樣兩對喇叭就比較鋁盆和 PP 的差異，真的是十分簡陋：分頻點不同、階數不同、不同的高音單體、不同的高音單體輻射場型。所以我的猜想很有可能是有問題的，但是現階段我沒有能力驗證啊...

最後讓我回答這篇文章一開頭的問題，是出現什麼外星科技又進一步改善低頻表現了嘛？

答案是 601p 標示的是 3dB 頻率，但是 502a/LSR-305 標示的是 10dB 頻率，所以這些喇叭都需要重低音才能正確播放像管風琴的極低頻，很可惜的沒有外星科技直接改變喇叭設計。

ps. Lynn Olson 的 A tiny history of high fidelity 非常值得一看。

低價位的精準耳機：Apple In-ear 耳機 + 串接電阻

在 Rin Choi 非常豐富的耳機量測 blog，看到了他對 Apple 2012 九月和 iphone 5 一起出的改版耳道式耳機：ME186LL/A 的評價，頻率響應的量測結果非常好，如果串接電阻來控制低頻的的話，幾乎是監聽耳機水準。改用 Sony Hybrid tip 似乎也有助於延伸高頻的頻寬。

主要的缺點是 3KHz 有約 2% 的失真，但是串上電阻會改善。因為我很少聽大音量也不是低頻控，就在 ebay 上找便宜賣家衝了。電阻的話 head-fi 的這篇討論有人推荐 Cowon Liaail，電阻值根據日本 blogger 的量測結果是 33 ohm。

買這隻耳機要注意的是 Amazon/Ebay 上還是很多舊版的在販售，主要的差異是新版的線控比較圓潤，原廠的盒子也略有不同，線控放中間的是新版的。


我的播放器材有之前為了聽音響買的 UCA-202，還有 HTC New One。前者 3.5mm 的輸出阻抗有 47ohm，搭上這隻耳機反而是優點，能進一步達成總共 80 ohm 的串接電阻來降低非線性失真。HTC New One 的輸出據說阻抗是 2ohm，可以作為不串接電阻的對照組。

首先試聽頻寬來確定耳塞到底有沒有差異。UCA202 接上 Cowon 和 ME186LL/A，分別使用原廠耳塞和 Sony Hybrid 耳塞來聽 1/3 oct 的 pink noise的時候，我注意到的是在 8KHz 的時候原廠耳塞會凹陷，這個聽力測試的結果和 Rin Choi 的量測結果一致。舒適性和氣密性而言，Sony 比較舒服但是我的右耳比較難調整到氣密的狀況。這隻耳機也不用刻意的塞非常進去，因為照 Rin Choi 對不同耳機位置量測的結果，Apple 是針對一般人的佩帶方式最佳化，而不像 ER-4 系列預設要塞到軟骨後面的第二個耳道彎道。

為了了解失真到底有多少，我用 expression tone generator 寫了幾個帶不同百分比三次諧波失真的單頻音，基頻分別是 1kHz 和 3kHz。理論上三次諧波會讓人感受到不舒服、煩躁，但是我在這邊測試的重點是用我的聽力去試試看我能區分的出來不一樣的百分比是多少，因為總體噪音來自於耳機的失真和我外加的失真，當前者大於後者的時候無論怎麼外加失真的量，聽起來應該都會差不多，只有當外加的量大於本來的失真的時候，聽感才會有明顯的改變。我在下面的聆聽測試中，就是專心在找那個聽感的改變點。

以我自己的情況是，有一個特定的音量我最失真最敏感，音量開更大的時候我就完全聽不出來差異了。我也不是人體音量計，到底這個音量是多少分貝我也說不准。但是用這個敏感的音量聽德佛札克的新世紀第四樂章而言，音量是小於我心目中的現場音量不少的。我試過一次先放第四樂章調整音量，然後用那個音量聽噪音，真的是不小心就會聾了！千萬不要學我這樣幹。

以 1kHz 而言，我約略可以聽出來 0.5% 和 0.3% 的不同，而根據 Rin 串接 100 ohm 的量測結果，1kHz 的失真在 0.2% 左右。我的聽力結果和他的量測這之間的差異有兩個可能，第一是我對 noise 沒那麼敏感，第二是我對「增加的失真」沒有那麼敏感，第三是 100 ohm 和 80 ohm 的失真有差到這麼多，但我相信這樣的聽力測試至少找到了失真的上限。不過用 Klipsch x10 接 UCA202 聽，我可以區分出 0.1% 和 0.3% 的差異。

以 3kHz 重做這個測試，我約略聽的出來的是 1%。大概可以推估說失真和他量測的相差沒有太多。用輸出阻抗 2 ohm 的 HTC One，關掉所有音效聽這些外加失真的單頻波，不論有沒有接 33ohm 電阻，大約都是在 3% 的時候可以明顯區分。

實際聽音樂的時候，33 ohm 接在 T410 的 3.5mm TRS 輸出上，聽到的鋼琴比接 UCA202 總共 80ohm 的時候要來的厚實。對照 Rin Choi 的圖，這可能是 2dB low-shelf 的差異。至於失真的部份，聽大多數音樂的時候其實都沒有感覺的。但是這也可能是因為我沒有什麼高級耳機可以對比的關係。我認為以這個價位，這隻耳機沒有對手啊！

小空間喇叭擺位 - 多反射音

延續前兩篇《小空間喇叭擺位 - 衰減常數》、《小空間喇叭擺位 - 反射音量和延遲時間》 ，這篇接著討論怎樣的反射音有可能帶來好處。

首先是 Fig. 9，用語音的清晰程度來評分反射的方向和延遲。結果是延遲愈少清晰度愈高，而無論是多少延遲，都是以 60度 (我猜這是該實驗最大的角度) 效果最好。Fig. 12 用樂曲測試來自不同方向的延遲聽者的評分。結果是 40 - 90 度效果比較好，但這和樂曲有關，該測試中的兩個樂曲一個在 90 度最高分，一個在 90 度沒有特別影響。

結論：來自側面的反射很重要，但是一般房間的反射音量不夠大、延遲也不夠久。Toole 以此論證多聲道的潛力。對我來講，則是讓我對 Dipole 喇叭愈來愈不理解。到底為何 Dipole 喇叭能從聽感空間裏面消失呢？！Dipole 的重點不就在於消除側牆音、強化後牆音？

Fig. 14 in "Loudspeakers and Rooms for Sound Reproduction - A scientific Review" by Floyd E. Toole

多反射之下的 Fig. 6 會變怎樣呢？Toole 直接在兩個模擬的客廳重做了這個實驗，結果為 Fig. 14. 我們可以看到這幾條曲線變得比較平坦，甚至是連感受到有變化的曲線都變得平坦。但是不同的模擬客廳被聽出來反射音的絕對音量有所不同。而且音像變大和被聽出來所需要的音量差距變小了。

Toole 在這個小節的結論是： "The basic audible effects of early reflections in recordings, therefore, seem to be remarkably well preserved in the reflective sound fields of ordinary rooms. There may be reasons to attenuate early reflections within listening rooms, but this, it seems, is not one."

我們就算在一個客廳裡，也是可以聽出來錄音本身的空間音！要注意的是，Precedence effect 是針對音源的方向性，反射所造成的音染、音量增加，我們都還是會感受到的。早期反射最糟糕的狀況就是造成音染，而好的影響則是音像變大、語音辨識度提高。


我自己的推論是，針對早期反射使用散射而不是吸收，也許有潛在好處。一來是一個很多吸收的小空間，我們的大腦會傾向無響室的處理，這時候只要有一點點反射音我們就會聽出來 (Fig. 6  vs. Fig. 14)。相對的，如果是一個正常的客廳，我們反而不容易聽出來有反射音！二來是擴散可能可以降低音染。音染的來源是反射來自於固定延遲造成的 comb filter，透過真正用大質數設計的擴散板，只要深度夠深、寬度夠窄，就有可能增加延遲的分布，進而降低 comb filter 和音染。

在我自己的試驗中，把喇叭 toe-out 之後聲音的空間感有比較好。我推論是因為 toe-out 之後喇叭的輻射場型在側牆方向增加不少、又降低了直射音量。如此一來一往可能就讓側牆反射高到足以造成音像增大的效果。

十分可惜這些實驗都針對比較大的延遲，對於 10ms 以內的延遲著墨不多，這才是小空間會遇到的狀況啊！

小空間喇叭擺位 - 反射音量和延遲時間

延續上一篇《小空間喇叭擺位 - 衰減常數》，這一篇我想把重心放在反射音上面，尤其是啟發我非常多想法的圖六。話不多說，直接上圖。Toole 中間用的很多文字討論反射音的各種影響，非常建議仔細閱讀思考，但是這邊我只擷取討論音像的部分，也加上很多我個人的理解和詮釋。

Fig. 6 in "Loudspeakers and Rooms for Sound Reproduction - A scientific Review" by Floyd E. Toole

這張圖橫軸是反射音的延遲，縱軸是反射音的音量。直射音為 0dB。最下面這條曲線是聽不出來有反射音的曲線。上面那條是音像聽起來變大的曲線，再上面兩條幾乎重疊的曲線，則是反射音聽起來像是來自另外一個喇叭的曲線。最上面那條則是反射音和直射音的音量聽起來差不多大的曲線，也就是有名的 Haas Curve。這些曲線代表的其實都是同一個現象，那就是我們的聽覺主要是被直射音影響，現在這個現象稱為 "Precedence Effect"。Haas 的結果告訴我們，反射音要非常大聲才會聽起來和直射音音量一樣，而且相對於不同的延遲，大概都是要大聲 10dB 左右。

剩下幾條曲線就非常有趣了，整體而言隨著延遲越多，越小的音量還是會有影響，斜率大概是 -30dB/80ms。這表示隨著音響室越大 (延遲自然大)，越需要吸收反射音，否則反射音很容易被聽出來。這也是我去聽室內現場 Rock 演唱會的心得：音效非常好，但是很明顯是來自於兩支喇叭。不過這裡的討論是針對小空間，當空間大到一個程度，我們就該改用音樂廳的設計方式來調整出 diffused field 讓房間裡的大多數人都有足夠而清晰的音量。

那反射音量到底會多大呢？這受到好幾個參數的影響，牆壁材質、喇叭到側牆的距離、 喇叭本身的輻射場型。讓我用最理想的模型做個估算。就還是假設為全向性點波源，先考慮全反射的側牆造成的反射音量。假設聆聽位置到喇叭連線的距離是 d，正三角形擺位、喇叭離側牆的距離為 h，那可以畫出下面這張圖。其中虛線的星星是利用 Image Theory 求得等效反射波源的位置。

只有一面側牆造成的反射音。

用畢氏定理就可以求得喇叭和鏡像喇叭到聆聽位置的距離，兩個距離可以透過 -3dB/dd 的方式得到音量差，兩個距離的差則可以轉換成延遲的時間。結果如下圖：

離側牆不同距離造成的影響。三條線分別代表喇叭連線到聆聽者的距離。

首先我們可以發現，在我這樣的假設情境中側牆造成的反射音時間差和喇叭到聆聽者的距離關係很小。主要是由喇叭到側牆的距離決定的。音量的變化就比較有趣了，距離越近的時候斜率越大。因此聆聽距離越小，喇叭離側牆可以不用那麼遠就有足夠的衰減，這大概就表現在 Near Field Monitor 的使用建議上。我家客廳聆聽距離大概是 2.5m，左聲道離側牆只有 40cm 左右，右聲道距離牆壁約 1.5m，因此左聲道對應的是 (2ms, -1dB), 這大概是略高於會聽到有另外一支喇叭的曲線。我的右聲道對應的是 (6ms, -2.5dB)，這位置大概是略高於音像變大的曲線。

以這樣的估算來看，我應該在左聲道的側牆加上 5dB 以上的吸收，聽起來就不會像另外一個喇叭在牆外。另外一個觀察是反射音量肯定是低於直射音的，因此注意圖上這些曲線和 0dB 的交點，可以發現 3ms 是個非常關鍵的延遲。只要側牆離喇叭有 75cm 以上，聽起來就不會像是牆外有個喇叭了。

複雜的圖，但是簡單的結論：「喇叭離側牆至少 75cm」 。至於喜不喜歡音像變大，這就是個人口味的問題了，不喜歡的話就在側牆增加一些吸收，讓初階反射音低於最下面那條曲線。另外一個方式是使用大質數做出來的大面積無方向性擴散板 (並排多個小質數擴散板會造成整體擴散有方向性)。但是絕對不能完全沒有側牆反射音，這是我們判斷距離最重要的工具。無響室放出來的聲音是沒有距離感的 (請看Toole paper 的 Sec 2.2)。

以上是一個反射音的狀況，多個反射音、反射音來自的角度、和重低音配置，下次再說~~

小空間喇叭擺位 - 衰減常數

在網路找到 Floyd E. Toole 寫的一篇 review paper，主題是 "Loudspeakers and Rooms for Sound
Reproduction - A Scientific Review*"，內容非常精彩，對於一般家用空間的喇叭設計、擺放，有很大的啟發，我決定分幾篇 blog 分享我閱讀後的心得感想。

Fig. 2 in "Loudspeakers and Rooms for Sound Reproduction - A scientific Review" by Floyd E. Toole

我們先想像一個在戶外開放空間擺在地上的理想喇叭 (同時可以朝所有方向輻射能量)，我們把離喇叭固定距離 R 的一個球面畫出來，根據能量守衡，所有從喇叭發出來的能量，在固定時間 R/c ( c = 340m/s @ 攝氏 15 度 ) 之後，必定要通過這個半球面 (先簡單的假設地板不會吸收能量)。因此，隨著距離增加兩倍，球表面積增加4倍，所以單位面積通過的能量只有原先的四分之一。能量的衰減要換成 dB 用的是 10*log10，這就是 -6dB/(double distance) 的衰減，也就是 Fig. 2 裏面那條 direct sound 的線。

這條趨勢線對應的是，一個聆聽者離所有牆面都很遠又離演奏者很近時，他改變距離時音量的變化。但是在傳統音樂廳裏面，重點在於讓所有人(無論距離) 都接收到的足夠的音量，這樣才能清楚的聽出來台上的人發出的聲音。因此，音樂廳的設計是要利用牆面的形狀和大小，讓所有位置在「統計上」有類似的音量。這就是為何 Fig. 2 在距離很大的時候，音量並不隨著距離而改變了。音樂廳設計的時候，第一排所在的位置必須在  "critical distance" 以上，這個距離和頻率、樂器的指向性都有關係，先不與詳細的討論。

這個現象又隱含了另外兩個意義。第一，聽眾和指揮聽到的聲音會非常不一樣，指揮聽到的幾乎是直射音 (direct sound)，我們聽到的是散射音 (diffuse field)。第二是我們在音樂廳裏面享受到的音樂，其實都是反射音啊！搭配我們大家的現實經驗，戶外不插電演奏其實聲音並不好，太乾了。這似乎暗示我們適當的反射音是必要的。無論是錄音師在高級音樂廳錄下來的當時現場反射音、混音師加上的 delay/reverb 效果，或是我們擺放喇叭所在的空間，本身的反射音。

當代的錄音室設計是把所有反射音都吸收掉，全部交給混音師人工製造。但這並不是錄音的唯一選擇，在一個高反射/散射的環境裡，如果聲音本來聽起來就很漂亮，直接這樣錄也是一個選擇啊！以迪士尼放出來的 Let it go 25 國語言錄音為例，加泰隆尼亞語 (Catalan) 就是在音控室而不是錄音室錄的。

Fig. 4 in "Loudspeakers and Rooms for Sound Reproduction - A scientific Review" by Floyd E. Toole

但是我們的客廳又不像音樂廳這麼大，到底聲音是怎麼分佈的呢？量測結果告訴我們是 -3dB/dd 的衰減。這其實跟居家環境天花板相對低有關係。我在開頭的時候以戶外的球面擴散為例，推倒出 -6dB/dd 的衰減。其實室內環境也是可以用類似的方式推導出來的。想像我們的地板和天花板都是結實的水泥，而且面積非常大。這時候能量無法透過上下傳播出去，只能在這個夾心中間往水平的方向傳播。圓柱面積和半徑成正比，我們就得到了 -3dB/dd 的衰減常數了。

類似於音樂廳的例子，當我們離喇叭距離很近、離天花板和地板都很遠的時候，聽到的當然是直射音的 -6dB/dd，等到距離退到一個程度之後，則變成 -3dB/dd。以這張圖的量測結果，距離遠到六七公尺都還是符合這個衰減常數的。

以上是第一部份，表達了反射音的重要性，以及在不同空間環境下，音量和距離的關係。有很多學者利用無響室研究了反射的音量、延遲時間對於聽感的影響，下一篇我想討論如何利用這些學理結果，來理解居家環境中的反射音。

喇叭系統升級

不知不覺，《我的第一套音響》，居然只有那個 Sure Electronics 的 Class-T 還在服役，其他的部份都全部換掉了。這篇就紀錄一下升級的過程。

空心磚加書當作喇叭架

首先是喇叭，原先的那對喇叭疑似 Boston Acoustic 的子品牌。愛聽古典音樂的朋友跟老婆都說高頻延伸不足。另外是低頻嗡嗡作響，不管有沒有塞住那個低音反射孔都一樣。老婆的發燒友朋友送了我們 Tannoy 601p 這個監聽喇叭，真是天壤之別！

當初裝起來聽之後，覺得高頻延伸好很多、低頻量感變大又不會嗡嗡作響。想不到一個 $120 的喇叭居然可以這麼棒，相較之下之前那對差不多價位的喇叭真的會想丟掉。上網查了 Tannoy Reveal 601p 的資料，我第一個注意到的是居然有標失真是 0.6% 耶！想不到居然這種價位的喇叭會把這種關鍵數據直接放出來，雖然不是更完整的在不同功率下對不同頻率的失真數據，想想看有多少價格數倍於此的喇叭不會給你任何失真數據，就感受到這真的是做給混音師用的喇叭，標示實在啊。

喇叭本身的設計也很有趣，高音單體可以到 30kHz，我們當然聽不到這種聲音，但是理論上可以讓相位反應更平坦。高音單體附近有橢圓形的聲學波導，來控制高音單體的輻射場型 （音響領域把這個叫作 dispersion，我還是不習慣用這個字眼）。而箱體的四周有導角，來降低面板造成的繞射和散射。我在網路上找到的頻率響應量測圖也是非常平坦，沒有任何額外加入的調音。至於低頻，為一個二音路喇叭就不用太強求。在我家的小客廳放測試片，60Hz 的音量還是可以的，以勉強能聽到的音量做為標準，可以到 50Hz。我實際感受到的低頻沒有他測的這麼慘。

低頻是房間和喇叭互相影響的結果，用 waterfall plot 會是比較好的分析工具，而且擺位、室內傢俱、量測位置等等都會有影響。網路上的頻率響應圖在這麼低頻，其實參考價值不大。如果能找到低音單體的 TS 參數，可能還比較有意義一點。

裸板的缺點就是會積灰塵

訊源部份也從原先的筆電接 Behringer UCA202，換成了 Raspberry Pi 加上 Creative Sound Blaster X-Fi Surround 5.1 Pro USB。Raspberry Pi 無風扇、極度輕量化的作業系統，除了沒有筆電風扇的噪音，理論上 jitter 的表現應該能比較好。X-Fi 5.1 Pro 則有 24bit/192kHz 的能力，底噪也比 UCA202 好上很多。沒有放音樂的時候聽到的底噪是電源的表現，因為音效卡在沒有播放訊號的時候，會把輸出直接短路。沒放音樂的底噪 UCA202 和 X-Fi 5.1 聽起來沒差，表示兩者電源處理都有一定水準。而播放一段全部是零的 wave 檔，這時候比的就是 DAC 本身的底噪，X-Fi 5.1 這時就狂電 UCA202 了。

擴大器的電源也升級，從原先的雜牌萬用筆電電源，換成 Mouser 上面買的足 100W 的 28V plug-in power supply。所有 Class D/T 的擴大機，都需要相當的電壓。低電壓的時候輸出瓦數不足，而且失真也比較大。其實 TK2050 能承受 40V 的電壓，可惜 Sure 的電容只用到耐 28VDC 的。電源提升之後帶來的改善是非常明顯的，但到底是因為足瓦數還是因為高電壓，這其實很難說。對我來講花個 $70 能有這個大的提升，我是很滿意的。願意自己裝箱的話，交換式電源每塊錢能買的瓦數比較多，甚至還能有主動 PFC 控制，像是 Mean Well 出品的這台。升級電源的另外一個好處是，我原先在《Sure Tk2050 4x100W 低價位擴大機》量到的 80kHz 雜訊就不見了！可見雜牌萬用電源，濾波器大概有被偷料。反正 Zobel filter 的電容和 1W 電阻都買了，我還是把它加上去。

因為 X-Fi 5.1 只有數位音量，我把線材從原先的 3.5mm 轉 RCA，改成直接用 RCA 線 。我猜原先的那條 3.5mm -> RCA 應該蠻爛的，改用 RCA 之後發現電源底噪有改善。推論是 3.5mm -> RCA 的串接電阻太大（接頭處理不良），使得一些訊號的回流電流跑去走電源路線，而把雜訊帶進來。也因為出於好奇，買了一條 $20 的 C2G RCA cable。老實說和一條 $5 的雜牌線沒差。當然我的線都非常短，只要接頭有處理好都不是問題。要是線非常長，線本身的電容效應就會讓高頻衰減了，這時候還是買 XLR 吧。可惜低價位的 DAC 輸出肯定只有 RCA 沒有 XLR，需要很長訊號線的人，系統就要花大錢了。中間串兩個主動式的 DI box 配上愈短愈好的 RCA cable 是個將就用的選擇。

可惜 Tannoy 新出的監聽系列沒有被動的喇叭了，全部是主動的， C/P 值就沒那麼好啦。

菜鳥煮咖啡 - 法壓壺

會想自己煮咖啡純粹是因為去外面買好貴，在咖啡廳點單品咖啡好一點的都要三塊美金以上，所以決定自己試試看，一切以便宜為最高原則。

1. 咖啡豆
兩周以內的新鮮烘培咖啡豆，就我所知是好咖啡的最基本要求。我一向在 Central Market 買Austin 本地的咖啡烘培商 Third Coast Roasting Company 的豆子，但是最近發現直接跟他們買是超市價格的七折而已啊! 但是我的用量很少，為了確保兩周之內就會去買新豆子，還是繼續在 Central market  一次買四分之一磅就好。

2. 水
Austin 有科羅拉多河流過，中間用水壩攔起來叫作 Lake Austin 做為自來水的水源，之前跟朋友去湖上玩水的時候不小心喝過幾口，其實是挺不錯的。但是家裡水龍頭出來的味道就差了不少，還是用 Brita 濾過之後才拿來煮咖啡。

3. 磨豆機
現磨也是好咖啡的基本要求。有電動 Burr Grinder 當然比較好，速度快、磨豆均勻。但是我的用量很小，不想把咖啡長時間放在磨豆機裡，我比較喜歡把豆子裝在大的夾鍊帶放冰箱。因此我選擇的是手動 Ceramic Grinder，用的是類似 Hario Ceramic 的 Kuissential，價格便宜不用 20USD。

這種設計的手動磨豆器，通常細磨的品質都不錯，但是要磨手沖或是法壓壺用的粗粉的時候，通常會有太多細粉。原因是這類型的設計以改變軸心高度的方式來調整粗細，設定為粗磨的時候中軸會搖晃。Orphan 還有出改裝套件，但是我買的便宜 Kuissential 似乎不能裝，而且新的有蓋子的 Hario Ceramic 似乎也不能用，殘念。

沒關係，無法從下面以另外一點固定中軸，我自己嘗試把中軸上面的部份加粗，想透過增加中軸和支架的接觸面積來提高穩定性。不過實際嘗試之後發現，上面的塑膠支架內緣並不是平滑的圓筒狀，而是圓椎狀。在調整高度的時候，無法做到穩定的控制間隙，所以我怎麼加粗都不實用。

結論：我有時間的時候就過細篩，留粗粉泡法壓。

4. 咖啡壺
因為便宜是一大考量，因此用 IKEA 的法壓壺。IKEA 出品的似乎沒有特別便宜，只是這是接手朋友的不用成本。也一度想要在家便宜煮出 crema 而在看 Bialetti Brikka，但是我喝的少，花 50USD 買壺似乎有違便宜喝咖啡的初衷，就跳過了。

法壓喝了一陣子之後，才學到手沖比起法壓有個明顯的優點，就是沖泡時間和水量能有比較好的依據。只要水開始明顯的滲透速度變慢，就不需要再繼續加水，因為這時候出來的咖啡品質已經變差了。但是手沖壺、濾網、濾杯也都是成本啊，還是跳過。

5. 沖煮方式
我的沖煮方式是首先用電動熱水壺燒 Brita 濾過的水，水量大約是最終咖啡量的兩倍左右。一來是咖啡粉會吸水，二來是我會先用熱水暖壺和暖杯。這時候邊煮水也開始磨豆子。我沒有精確的電子秤，因此用量匙做為工具，我的基本比例是 500ml 的水配上三平匙的豆子，對大多數人來講這應該是很淡的比例。

水滾了之後，先倒入法壓壺暖壺，之後把濾網下壓上拉幾次，確定整個壺都被蒸氣燻熱之後就把熱水倒入咖啡杯裡暖杯。同時打開熱水壺的蓋子讓他降溫，我通常是給它降溫一分鐘。

降溫夠了之後，快速的把磨好的咖啡粉倒入壺中，高舉熱水壺讓水衝入壺中。高舉的用意是讓水和咖啡粉能在壺中擾動攪拌，這樣省去我另外攪拌的功夫。之後蓋上蓋子但是濾網完全不壓下！這個用意是讓咖啡粉可以被蒸氣蒸燻。等一分半之後把濾網壓到液體一半的高度，目的是浸泡蒸燻過的咖啡粉。一分半之後就把咖啡杯裡的熱水倒掉，把濾網壓到底然後倒咖啡到杯中。

6. 調整
要用法壓泡咖啡，能控制的變因有研磨粗細、水和粉的比例、水溫、浸泡時間。

水溫是比較容易判斷的部份，我用的降溫的時間從三十秒到三分鐘不等。等愈久水溫愈低，泡出來的咖啡愈不酸 ，比較適合輕烘焙的豆子。要注意的是這裡的酸是醋的那種酸：sour，而不是水果的酸：acid，後者是某些咖啡豆本身的特色。

我的總浸泡時間只有三分鐘，以網路上搜尋到的文章來看，這是偏短的。有些人泡法壓會浸泡五到八分鐘不等。我的短浸泡時間概念來自於手沖，如果過度萃取的咖啡是不好的，那我寧可萃取不足也不要過度萃取。這部份其實是個人喜好，買了新豆子可以嘗試看看兩分鐘和六分鐘的版本，調整一個自己喜歡的萃取濃度。

如果說長時間浸泡會過度萃取出「不好的味道」，那要調整「好的味道」的濃度，那就是靠水量和咖啡粉的比例，以重量來計算，有人說 10:1 ~20:1 都是可以的，就看個人對咖啡濃淡的口味。如果你是重口味愛好者，那法壓大概無法滿足你的需求，磨卡壺甚至是家用 Espresso 機器才是你的目標。

研磨粗細會同時影響好的味道和不好的味道，愈細的粉對於浸泡時間的拿捏會愈計較。加上 ceramic grinder 要精細調整研磨粗細有點難度，因此我是固定在一個相對粗的位置之後，就沒有去動它了。口味上以上面講的：水和粉的比例、水溫、浸泡時間來調整。

RaspyFi 進化版 - Volumio

Volumio 是 RaspyFi 原班人馬繼續招兵買馬之後推出的 distribution，除了 Raspberry Pi，也支援其他不同的硬體，像是 CuBox，網站上也有硬體選擇的推荐。我自己是對 CuBox 很有興趣，一方面是外觀小巧，二來是支援 Gigabit Ethernet，做為 NAS 應該不錯。

之前試用過 v1.1 beta，爆音很多而且執行速度變慢很多，我就沒有寫文章討論他了。現在出了 v1.2 beta，特別的是採用新的 USB driver，也許對爆音能有點改善。

Volumio 比起 RaspyFi 主要是設定上更方便，像是 Samba 已經把外接硬碟設好了，透過網頁介面可以直接修改 mpd.conf 的內容。

可惜還是不支援 soxr，如果不想自己編譯 soxr，又願意相信我的話，就直接下載吧。下載之後把兩個 lib 檔放在 /etc/usr/lib，把 mpd 放在 /etc/usr/bin。最後就是修改 mpd.conf。

samplerate_converter "soxr" mixer_type "software" audio_output { type "alsa" name "Output" format "192000:16:2" device "hw:0,0" }

很神奇的是在這個版本可以用到 192k 雙聲道，我之前用這個設定會有爆音！另外一點是 soxr 省資源到很誇張的程度。我用 wave 檔直接輸出，mpd 佔 CPU 固定在 17.5%，設定 192k 之後，mpd 佔 CPU 則是固定在 25%。這次的 USB driver 真的有穩很多，可以一邊下載檔案到外接硬碟裡，同時又維持播放音樂。這在以前可是完全不可能的事情。

要把 USB 改成 async 提高傳檔案速度的話，則是修改 /etc/usbmount/usbmount.conf，把其中的 MOUNTOPTIONS 中的 sync 改成 async 就可以了。

最後，查資料之後發現，MPD 的軟體音量是有實作 dither 的！原始碼中有調用 PcmDither.cxx。

Volumio 讓事情變簡單好多啊，只要這樣就搞定了，聽音樂啦！

MPD 加上 SoX 升頻

RaspyFi 主打 bit perfect，檔案是什麼格式就直接丟給 DAC 處理，中間沒有經過任何加味。但是對於擁有 96KHz/192kHz DAC，而且又懶得轉檔升頻、認為即時升頻運算是可以接受的人，其實幾個簡單的指令就可以讓 Raspberry Pi 做這樣的運算。我在這紀錄了我自己嚐試的經過，以及最終我所使用的方法。

• 方法一：使用內建的 Secret Rabbit Code
使用方法很簡單，只要在 /etc/mpd.conf 加上下面這行就可以了。
samplerate_converter = "2"
這是一個頗有名氣的 resampler，那個數字的設定可以參考 MPD 說明書，但是寬頻的 0 和 1 這兩個設定在 Pi 上都跑不動，會發生音樂格放的現象。使用頻寬只有 80% 的演算法，我認為不如不要用，放棄。

• 方法二：透過我之前自己 compile 好支援 pipe 的 MPD，外掛 sox 
在我的《用 Raspberry Pi 聽音樂》紀錄了我如何設定並編譯支援 pipe 的 MPD，現在只要安裝上 sox (sudo apt-get install sox)，就能使用這個威力強大的效果器！最主要的優點是可以加上 dithering 來讓 quantization noise 變得聽起來比較不明顯，這在只支援 16bit 輸出的音效卡上，理論上是個重要的設定，不過我還沒有仔細的試聽比較就是了。

我在 /etc/mpd.conf 加上如下的設定： audio_output { type "pipe" name "SoX Upsampling" format "44100:16:2" command "sox -q -c 2 -r 44100 -b 16 -e signed -L -t raw - -e signed -c 2 -r 96000 -b 16 -t alsa hw:0,0 dither -s" }
主要的內容都是在指定輸出輸出的格式，注意 raw 後面有一個 "-" 不要漏掉了，後面的 sample rate 和 bit 數就根據使用的 ADC 設定。 在我的 Raspberry Pi 上，這樣的設定勉強跑的動，CPU rate 會上到 80%，這時候只要用網頁開 RaspyFi 就會讓他掛點，不過用 gnome music player client 或是 Android/iPhone App 影響都比較小。這部份也許可以透過超頻改善，不過我沒有繼續往這方面嚐試就是了。

嚴格講，這樣的 dithering 還是不能在 16bit 音效卡上使用軟體調整音量的。RaspyFi 的軟體音量調整是交給 ALSA 負責，一旦用軟體把音量調小，好不容易加上去的 dithering 都會被砍掉。理想上應該要使用 hardware mixer，並在 sox 指令中加上 "gain -20" 來降低音量 (以 20dB 為例) ，這樣的另外一個好處是 dither 和 resampling 都需要 digital headroom，這樣的調整方式也可以避免這些音效處理反而造成失真。

• 方法三：指定 MPD 使用 soxr
在 MPD 說明書 裏面我注意到其實有個 soxr 的選項，不過 RaspyFi 預設並沒有安裝這個 library，因此我們要自己手動編譯安裝。首先下載原始碼並丟上去 Pi，執行以下指令：

tar -xvf soxr-0.1.1-Source.tar.xz cd soxr-0.1.1-Source ./go cd Release sudo make install sudo cp /usr/local/lib/libsoxr.so.0 /usr/lib

之後則需要把 MPD 整個重新 compile，請參考舊文《用 Raspberry Pi 聽音樂》。

最後的 /etc/mpd.conf 的修改則如下：
samplerate_converter = "soxr" audio_output { type "alsa" name "Output" format "96000:16:2" device "hw:0,0" } 

在我的系統上第三個方法的 CPU 使用量大約在 30% 左右，我很滿意這樣的結果。至於同樣的 DAC 跑在 44.1KHz 和 96kHz 的差異，我這樣的木耳就直接放棄用耳朵比較了，學理上只要 headroom 夠，這些處理可以讓不夠完美的類比輸出濾波器，也能產生優秀的聲音。MPD 內部是用 32bit 運算，只要最後輸出的時候處理正確，應該不會有 clipping 的問題，這部份有待進一步的資料收集。

NX300 開箱

我在三年前從 eBay 便宜入手了 NX10 + 18-55mm/f3.5-5.6 OIS + 30mm/f2.0。用到今天為止快門數其實還沒有破兩萬，遠低於我當初自己設定的拍到五萬張才要換相機。但是最近 BHphoto 的特價實在很誘人，NX300 + 20-50mm/f3.5-5.6 + 50-200mm/f4.0-5.6 OIS II，總共不到 $570，就忍不住衝了。

雖然 NX300 已經出了一陣子了，還是來個開箱吧！這些照片是用 NX10 + TT560 + 自製散射板拍的。

特價的是咖啡色蒙皮的版本，這也是我本來最喜歡的顏色，不清楚為什麼賣的不好而總是在特價。

機頂的金屬拉絲很漂亮

NX300 是單滾輪的介面，後面只有十字鍵而沒有飛梭。操控介面和 NX10 非常類似，只是滾輪從機背移到機頂，以我的操控習慣提升了單手操作的穩定性。

前面兩張照片用機頂閃就很漂亮，機背這張我發現螢幕會反光，所以用機頂小閃 -2 EV 光觸發手持的 TT-560 從上面打光，機頂小閃也用一張名片擋著，不然螢幕上還是會很明顯亮一條。不過這張還是有漏光就是了，難怪離機閃大家喜歡無線電觸發多於光觸發...

拍好開箱馬上把我最愛的 30mm/f2.0 掛上去，鏡頭轉起來很緊，但還是可以裝上去就是了。晚上開燈的室內對焦速度有明顯的進步。亮部的高 ISO 直到 3200 我都很滿意。

這張 ISO 800 的焦點在蘋果上，解像力表現很不錯（點擊可以跳到 flickr 看原圖）。

NX10 拍的做比較，一樣的機身設定和鏡頭。兩台相機都把對焦點縮到最小、打開對焦輔助燈，但是 NX10 就是無法準準的對在蘋果上，我試了三四次都一樣。所以 NX10 拍的後面的書反而比蘋果較清楚。兩張比較可以發現 NX10 在 ISO800 畫面對比變低了，整個灰灰的。

之後把 Chinon 55mm/f1.4 Blue MC 接上去，試試看 focus peaking + 8X 放大的威力，我的機子是 FW 1.10，完全沒有問題！關掉放大功能的時候，也可以正常 focus peaking，但是 focus peaking 就沒有那麼準。雖然放大功能只能用在畫面的中央，我已經很感恩了。我個人認為 5X 放大配上 focus peaking 非常非常好用！

NX300 + Chinon 55mm/f1.4 Blue MC with FW1.10

NX300 + Chinon 55mm/f1.4 Blue MC with FW1.32

轉接老鏡發現機身直出的 JPEG 有點紅移，縮光圈還是一樣。不過 LR 4.4 轉出來的則沒有問題。軔體升級 1.32 之後直出的 JPEG 也沒問題了。上面用 FW1.10 拍的是用 f4.0、後面用 FW1.32 拍的是 f2.0。

接下來幾天的感恩節假期，希望花點時間進一步測試接上不同 NX 鏡頭的對焦速度、銳利度，也希望有機會把相機帶出門拍拍照。

最後，BHphoto 又進一部降價了！現在這組又回到 $599，但是 NX300 + 18-55mm/f3.5-5.6 OIS 從 $649 降到 $549！

Raspberry Pi 傳檔案的速度

我自己是把現在的 RaspyFi 當 NAS 在用，但是無論是 samba/sftp/ftp 的速度都非常慢，只有 ftp 勉強有 2MB/s，找了一些網路文章參考之後，做了下面調整。

0. 修改 samba.conf
我發現像在 RaspBMC 上面一樣只改 /etc/smb.conf 是不夠的，重開機之後我改寫過要分享外接硬碟的 smb.conf 會被覆蓋掉，不會正確把外接硬碟分享。RaspyFi 還需要把 /var/www/_OS_SETTINGS/etc/samba/smb.conf 改掉。

1. 外接硬碟改用 async。
sudo mount -o remount,async /dev/sda1

這是全部裏面最重要的設定，一定要改，不然速度無論如何都無法突破 2MB/s。

2. 外接硬碟不用 NTFS 改用 ext3 或是 ext4。
因為 NTFS 的詳細規格微軟並沒有公開，因此在 Linux 上面的實作效率不佳。

3. 用 samba 配合 ftp，不要用 sftp。
只要在「我的電腦」裏面打上，\\IP，就可以透過 samba 直接傳送檔案，速度可以到 5.75MB/s。不用  sftp 的原因是他比較耗 CPU，速度會比較慢。

還需要配合使用 ftp 的原因是，透過用 samba 移動檔案的時候等於是複製再刪除，很沒有效率，ftp 則可以正常的移動檔案。

ftp 的安裝可以參考這篇文章：

sudo apt-get intall vsftpd sudo nano /etc/vsftpd.conf sudo service vsftpd restart

我把 vsftpd.conf 把其中 anonymous 加上註解，把 write 跟 local 拿掉註解。再用最後一行重開就好。我測試 ftp 的速度是 6.2MB/s 了，比起 samba 只有快一點點。

 
4. 用有線網路而不是無線網路。
和 3 都一樣的設定，只是把我電腦的有線網路換成 802.11n 的無線網路 (沒有合併頻寬)，速度掉到3.6MB/s，其實還低於 802.11n 標準頻寬的理論速度 5.4MB/s。

5. 要更往 10MB/s 逼近 (100Mbps 乙太網路的理論速度)，就需要超頻了。


當然 6MB/s 的速度不是非常理想，但受限於 Raspberry Pi 只有 10/100Mbps 乙太網路，以及那顆不夠快的 CPU，我就接受它之後加減用啦。

最近朋友推荐 Cubietruck，有 Gigabyte ethernet、雙核心、SATA II 的硬碟介面，只是不知道有沒有 USB 3.0。看起來是相當不錯的產品！也有 Android 版本的作業系統可以跑 XBMC。

Sure Tk2050 4x100W 低價位擴大機

當初買這個擴大機的主要原因是方便，內建 RCA 端子、電源可以直接用筆電的，省下裝箱和眾多接頭的成本，無論是金錢或是時間。在 改裝 wiki 上面有提到原廠的 DC offset 很大，我原先沒當一回事，這周心血來潮把他帶去學校用電表量了一下，結果還真是驚人啊，四個聲道分別大約有 400mV, 100mV, 200mV, 5mV 的 offset，當然就拿起螺絲起子把他們都調整到 10mV 以內。

既然都帶到學校了，就接上示波器吧，用一個耐 25W 的 4ohm 電阻做負載，輸入則是用 Expression Tone Generator 寫幾個 1kHz, 10kHz, 20kHz 的絃波，用 Thinkpad T410 內建音效卡的 24bit/192kHz 放出來。可以看到 1KHz, 10kHz, 20kHz 的峰到峰振幅分別是 7.562V, 6.938V, 5.188V，這表示 10kHz 和 20kHz 對 1kHz 分別有高達 0.75dB 和 3.27dB 的衰減！這樣的規格實在稱不上是好擴大器。

1kHz

10kHz

20kHz

之後把參數固定之後把四個聲道都量測了一下，結果如表 (聲道如第一張圖由左至右)：

	Channel 1	Channel 2	Channel 3	Channel 4
1kHz	15.47V	15.94V	15.62V	15.94V
10kHz	14.38V	14.38V	14.06V	14.53V
20kHz	11.09V	10.31V	10.47V	10.62V

這個結果解開了我長久的疑惑，我總是覺得我的喇叭聲音左邊大聲一點點，一直以為是我耳朵的問題，原來是因為我用 channel 2 接左聲道、channel 3 接右聲道造成的，約為 0.26dB。回家之後馬上改成用 Channel 2/4 為左右聲道。

過去一年以來，我是用固定 19V 的變壓器驅動這個放大器，對於流行音樂、搖滾音樂都很滿意，就是古典音樂在大動態的時候不甚滿意。所以這周也嚐試調整萬用筆電變壓器的輸出電壓 (15-24V)，雖然輸出功率從 100W 變成 70W，但是我的聆聽距離只有兩公尺不到，喇叭效率也有 89dB，音量應該不成問題。接上 24V 之後發出來的聲音，實在進步太多了！整個交響樂團一起發出聲音的瞬間，樂器之間的音色、定位變得清楚很多，不再是糊成一片，而鼓的聲音雖然不大 (畢竟我的喇叭 -3dB 只到 63Hz)、不過鼓質的感很好。我整個晚上都坐在客廳走不開，把手上的交響樂、協奏曲都聽了一輪！再次驗證 wiki 上說的，電壓愈高愈好。

另外一個疑惑是，我覺得這個擴大器音量大的時候比起音量小的時候，好聽非常多。這點也在用示波器量測高頻小訊號的時候獲得了答案。

這張圖裏面 20kHz 的訊號比起上面三張一組裏面的 20kHz 小了約 12dB，可以明顯看到有很多高頻雜訊載在 20kHz 的輸入上面。我相信這並不是音效卡用數位把音量調小的結果，畢竟我用的是 24bit 模式，而且這個雜訊並不是鋸齒狀的。這張圖裡裏面的雜訊相對於 20kHz 位置也是固定的，約是每個周期出現四次，表示這個雜訊的基頻約在 80kHz 左右，但是他本身涵蓋了比較多的高頻成份，所以局部有很劇烈的振盪。

再次回去閱讀改裝 wiki，裏面有提到 Sure 並沒有實作 Zobel filter，那是一個截止在 80kHz 的低通濾波器，可見原廠需要這個 Zobel filter 來將這些高頻雜訊消除掉！依照原廠說明書，這個 Zobel filter 應該要放在電感的前面，可以想像這樣的好處是可以避免鐵心電感磁場飽和，可惜的是 Sure 並沒有預留孔位，因此只能加減把 Zobel filter 接在輸出端子上了。原廠建議用 10 ohm/1W 串接 0.47uF 的電感。因為這個雜訊頻率很高，應該要用高品質的無極性電容，而不要貪便宜用電解電容。

我接下來改裝的方向是把這個 Zobel filter 補回去，並加上額外的電源電容。但是那個 3dB 的高頻衰減我目前還是無解。其實當初不應該貪便宜跟方便買 Sure 的，HiFimeDIY 的 TK2050 實作品至少有那個 Zobel filter！