是接收不到，還是無(wú)法判別？

常聽到一種說(shuō)法：「20KHz以上是聽不到的，所以，高音單體延伸超過(guò)20KHz是沒(méi)意義的」，或是「CD最高錄制頻率也只有22.05KHz，錄音時(shí)，高音延伸何必超過(guò)22.05KHz呢，全Cut off吧」。

上述這兩段話有不少對(duì)于人類聽覺(jué)生理機(jī)制的認(rèn)知錯(cuò)誤，以及對(duì)于人類聽覺(jué)心理學(xué)的不了解，甚至，對(duì)于音響重播的失真特性其來(lái)何自也認(rèn)識(shí)不夠透徹。

首先，所謂20kHz以上頻率是「無(wú)法分辨」的，「聽不到」應(yīng)改為【無(wú)法分辨】或【判斷】」較為洽當(dāng)。理論上，人耳可判斷頻率高低的有效頻寬為20Hz~20kHz。但隨著年紀(jì)增長(zhǎng)，耳膜(鼓膜)組織疲軟，內(nèi)耳基底膜(Basilar Membrane)上感應(yīng)各頻率音高的毛細(xì)胞(Hair cells)硬化，聽力勢(shì)必下降，對(duì)于高音、極高音的敏感度會(huì)越來(lái)越遲鈍，容忍噪音的能力卻越來(lái)越高。若聽力下降過(guò)度，耳膜容忍噪音的能力將會(huì)無(wú)限大，也就是重聽甚至失聰。

如果各位有機(jī)會(huì)到醫(yī)院檢測(cè)聽力，30歲以上成年人的可判別頻寬最高音高通常還能維持15KHz就很了不起。某些音樂(lè)人細(xì)心呵護(hù)自己的聽力，檢測(cè)結(jié)果也才18KHz，兩耳誤差不到0.5dB，就很不錯(cuò)了。

所以，真的聽不到18KHz以上的頻率，各位成年人真的聽不到15KHz以上的頻率嗎？再?gòu)?qiáng)調(diào)一次，不是「聽不到」，而是「無(wú)法判斷」「純音」的「音高」。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)醫(yī)院的檢測(cè)儀器發(fā)出19KHz的單音，我無(wú)法明確判斷訊號(hào)有無(wú)發(fā)送，這并不代表我的耳膜沒(méi)有與19KHz產(chǎn)生共振，而是內(nèi)耳掌管音高解碼判斷的毛細(xì)胞(Hair cells )硬化，已無(wú)法解碼來(lái)自耳膜(鼓膜)的共振頻率，自然就無(wú)法傳輸相對(duì)應(yīng)的音高電訊給聽覺(jué)神經(jīng)元，無(wú)法判斷「先生，您哪位」。因此，除非是耳膜因嚴(yán)重外力受損、破裂，否則，所謂「聽不到」，其實(shí)是內(nèi)耳毛細(xì)胞「無(wú)法感應(yīng)」，致使大腦皮質(zhì)頂葉沒(méi)有來(lái)自聽覺(jué)神經(jīng)元的資訊可判別。

另一種無(wú)法判別高音有多高的可能性多半發(fā)生在隨著年紀(jì)增長(zhǎng)，耳膜雖然能與15KHz以上頻率共振，但，內(nèi)耳毛細(xì)胞硬化后，授予聽覺(jué)神經(jīng)元轉(zhuǎn)成電訊的「效率」卻驟降許多，致使無(wú)法提供有力資訊供聽覺(jué)神經(jīng)元傳輸電訊給頂葉等大腦負(fù)責(zé)聽覺(jué)的部位作解碼。

從上述角度論，可以解釋為什么許多上了年紀(jì)的音響迷，其音響系統(tǒng)的高音就我們年輕人聽來(lái)都量感過(guò)盛，過(guò)尖，過(guò)刺，因?yàn)閷?duì)他們而言，傳進(jìn)外耳殼、內(nèi)耳道的強(qiáng)高音，經(jīng)由其效率銳降的耳膜共振后，傳導(dǎo)給神經(jīng)元的資訊強(qiáng)度會(huì)符合他們心目中的平衡想像。

先來(lái)談?wù)剝?nèi)調(diào)失真理論

剛剛我們說(shuō)到人類隨著年紀(jì)漸增，可判斷頻寬會(huì)越來(lái)越窄時(shí)的定義為「純音」。若今天是一整個(gè)樂(lè)團(tuán)或只是一把吉他六根弦在演奏呢？

在音響測(cè)試中，有一測(cè)試項(xiàng)目為「內(nèi)調(diào)失真」（intermodulation distortion)，其定義就是當(dāng)儀器饋入兩純音訊號(hào)給音響器材或喇叭，理想上，怎么輸入就該怎么輸出，也就是該器材與喇叭只會(huì)輸出同樣的兩純音訊號(hào)。

舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)我們輸入20KHz與18KHz時(shí)，理想的音響器材與喇叭應(yīng)該只會(huì)輸出20KHz與18KHz。實(shí)際上呢？絕對(duì)不會(huì)這樣理想，多數(shù)音響會(huì)孳生出38KHz、2KHz，也就是20KHz與18KHz互相加減的頻率，此即為內(nèi)調(diào)失真，而第一次內(nèi)調(diào)調(diào)變所得之頻率稱之為二次內(nèi)調(diào)。您以為只有這樣嗎？不，還有可能會(huì)再滋生三次內(nèi)調(diào)，產(chǎn)生出58KHz(38+20)、56KHz(38+18)、40KHz(38+2)、36KHz(38-2)、20KHz(38-18)、18KHz (20-2)、16KHz(18-2)、8KHz等內(nèi)調(diào)調(diào)變所得的失真頻率。四次內(nèi)調(diào)、五次內(nèi)調(diào)與更高刺的內(nèi)調(diào)則請(qǐng)以此類推，互相加減。 (補(bǔ)充，內(nèi)調(diào)失真次數(shù)越高，能量【音壓、電平】會(huì)越小，與泛音能量的衰退類似。)

正是因?yàn)橐繇懫鞑谋厝怀霈F(xiàn)內(nèi)調(diào)失真，因此，就算是CD物理儲(chǔ)存規(guī)格理論值最可只能錄到22.05KHz，CD播放機(jī)、數(shù)位流播放機(jī)本身卻會(huì)因?yàn)閮?nèi)調(diào)失真的關(guān)系，額外孳生出超高音的訊號(hào)。

上述內(nèi)調(diào)失真特性是判斷音響音色純度、悅耳度、透明度的重要指標(biāo)， 因?yàn)?strong>內(nèi)調(diào)調(diào)變所得的頻率，其實(shí)可以視為一把吉他，一把小提琴兩根弦同時(shí)演奏，在空氣中融合交會(huì)共鳴而出的頻率變化。當(dāng)然，現(xiàn)實(shí)生活多數(shù)樂(lè)器不會(huì)只能同時(shí)發(fā)出兩個(gè)單音，一個(gè)樂(lè)團(tuán)里頭也不可能只有一把樂(lè)器，一首歌曲也不會(huì)只有兩根弦彈到底，因此，當(dāng)我們?cè)隈雎犚魳?lè)時(shí)，內(nèi)調(diào)失真越低，越能讓我們聽到干凈無(wú)瑕的音質(zhì)、音色與音場(chǎng)。

內(nèi)調(diào)所得的超高音可載舟，也可以覆舟

很多人可能會(huì)質(zhì)疑「多生出這些頻率，不就失真了嗎」？確實(shí)，這些由內(nèi)調(diào)調(diào)變而來(lái)的超高音都是失真，但，只要好好利用，反而能為音樂(lè)帶來(lái)更多有益的詮釋。舉例來(lái)說(shuō)，如果音響設(shè)計(jì)師能將渠等可辨頻寬外的調(diào)變超高音控制在符合泛音序列結(jié)構(gòu)、三度音與五度音等和諧結(jié)構(gòu)上，渠等調(diào)變失真就會(huì)讓音樂(lè)聽來(lái)更鮮活，更愉悅，反之則反。換言之，適當(dāng)?shù)膬?nèi)調(diào)，配合純音本身的泛音特性， 會(huì)讓再干扁的錄音獲得飽滿、溫潤(rùn)的音質(zhì)音色；相反地，過(guò)多的內(nèi)調(diào)則會(huì)導(dǎo)致我們?nèi)ヅ袛嗷?、純音的音色甚至音高，這就像空間殘響過(guò)長(zhǎng)時(shí)那樣。

(題外話：如果各位有興趣研究所有和諧的和弦，就會(huì)發(fā)現(xiàn)組成和弦的單音與其泛音正好會(huì)與內(nèi)調(diào)所得的頻率重疊而無(wú)突兀不和諧的頻率產(chǎn)生，反之則反。上述若要舉例就得說(shuō)到樂(lè)理去，說(shuō)到樂(lè)理大家就會(huì)想睡覺(jué)，所以，有興趣請(qǐng)自己研究。)

內(nèi)調(diào)失真而產(chǎn)生的超高音有辦法避免嗎？有的，作法分成兩大類，一種是頻寬寬達(dá)200KHz時(shí)失真都趨近于無(wú)，dCS、Soulution、Mola Mola、Audionet等品牌有幾款型號(hào)都是我曾測(cè)試過(guò)頻寬延伸超高，還能保持超低失真的佳作。另一種作法就是開數(shù)位濾波器，言下之意－「既然我的設(shè)計(jì)實(shí)力無(wú)法駕馭內(nèi)調(diào)失真，干脆放大絕，20KHz以上我不要了」。

總之，頻寬外的內(nèi)調(diào)失真好好利用是對(duì)「后天詮釋」音樂(lè)有益的，如果想要更接近錄音美學(xué)，重播并非詮釋，而是盡可能百分之百再現(xiàn)，那么內(nèi)調(diào)失真低的器材就適合像我這樣的聽者。

人耳鼓膜也有內(nèi)調(diào)特性

音響、樂(lè)器都有內(nèi)調(diào)特性，人耳呢？我們的耳膜(鼓膜)就和喇叭單體一樣也有內(nèi)調(diào)特性－從聽覺(jué)生理來(lái)看，20KHz以上頻率雖能與鼓膜(耳膜)產(chǎn)生共振，但，內(nèi)耳基底膜前負(fù)責(zé)感應(yīng)高頻擺幅的卵圓窗毛細(xì)胞并無(wú)法直接與20KHz以上頻率共振產(chǎn)生位移，當(dāng)然也就無(wú)法利用毛細(xì)胞位移產(chǎn)生電訊給聽神經(jīng)。但在內(nèi)調(diào)機(jī)制下，內(nèi)調(diào)將發(fā)生于鼓膜，進(jìn)而影響可辨音域內(nèi)的判斷。

從器材本身調(diào)變孳生的超高音到人耳鼓膜接受超高音共振后與可辨頻率調(diào)變的聲音，上述兩點(diǎn)就是為何CD本身最高只錄到22.05KHz，喇叭卻有超高音的需求，人耳卻會(huì)受超高音影響的理論基礎(chǔ)。

如果是播放時(shí)下流行，動(dòng)輒將頻寬拉到20KHz以上的高解析、高取樣數(shù)位流音樂(lè)檔案呢？各位應(yīng)該不難想像這些超高頻訊號(hào)如何藉由內(nèi)調(diào)失真特性影響可辨頻寬內(nèi)的音質(zhì)音色吧。

相信不少音響迷都有：怪了，這對(duì)CD唱盤、前后級(jí)、喇叭，不知道怎么搞得，就是讓人聽得很心煩氣躁，但，聽起來(lái)分明就很干凈清楚啊。問(wèn)題往往就是出在可辨頻寬外的超高音作祟。

到底有沒(méi)有需要保留可辨頻寬外的超高音？

簡(jiǎn)單說(shuō)明可辨頻寬外超高音怎么影響我們的聽覺(jué)心理與音樂(lè)重播的失真結(jié)構(gòu)后。接下來(lái)，請(qǐng)大家思考音響是否需要超高音？錄音是否需要錄到那么高的頻寬？這兩個(gè)問(wèn)題其實(shí)沒(méi)有一定答案。如果音響要加裝超高音，前提就得確保買的CD、前后級(jí)在可辨頻寬外的失真也要夠低。要多低？按某雜志高傳真視聽的標(biāo)準(zhǔn)，是200KHz內(nèi)的失真都低不可聞，如此一來(lái)，裝超高音才有意義，才不會(huì)反而聽到許多「無(wú)法判斷，卻能感受很吵很煩的失真超高音」。

按照實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)，只要器材可辨頻寬外的失真夠低，喇叭單體也真得能重播那個(gè)高的頻率，通常，加上超高音，聽覺(jué)上會(huì)覺(jué)得音樂(lè)整體臨場(chǎng)感、鮮活感、空氣感更妙不可言。不相信，如果您家CD唱機(jī)剛好有濾波器，請(qǐng)開開看Sharp Filter，將20KHz以上頻寬急滾降地權(quán)砍光光，聽聽看整體音色是不是暗了，音場(chǎng)是不是悶了，低音是不是消沉了，中音是不是內(nèi)縮了？

反過(guò)來(lái)思考，如果各位的喇叭、耳機(jī)、擴(kuò)大機(jī)、訊源尤其是電腦訊源的可辨頻寬外失真很高，又真的很想播放44.1KHz以上的音樂(lè)檔案，請(qǐng)一定要開啟濾波器(如果有的話)，將20KHz以上頻率刪除，或者使用頻寬延伸較窄的軟膜高音，自然滾降頻率，窄化頻寬。您說(shuō)這樣干嘛還播放44.1KHz以上的高取樣音樂(lè)檔案？高取樣率與升頻沒(méi)搞好，壞處一堆，但不管有沒(méi)有搞好，高取樣率一定能讓音樂(lè)的動(dòng)態(tài)幅度、階調(diào)感與細(xì)膩度、連續(xù)性提升，讓人聲演唱，器樂(lè)演奏的音樂(lè)表情更豐富生動(dòng)，這是播放高音質(zhì)檔案肯定會(huì)勝過(guò)44.1KHz /16Bit的最大優(yōu)勢(shì)。

結(jié)論與延伸討論

1. 不可辨音高的超高音會(huì)因?yàn)槠鞑呐c人耳的內(nèi)調(diào)特性而影響可判別頻寬內(nèi)的音質(zhì)音色。

2. 喇叭加入超高音是有意義的，會(huì)讓整體音場(chǎng)變得充滿臨場(chǎng)感、空氣感，樂(lè)器質(zhì)地顯得活生濕潤(rùn)?？墒?，請(qǐng)注意超高音的「相位」以及超高音所導(dǎo)致整套喇叭與后級(jí)的負(fù)載變化。

3. 能否聽到有益的超高音，端賴錄音、器材、喇叭以及你的聽力都?jí)騼?yōu)異才有意義。網(wǎng)路上所有測(cè)試超高音的網(wǎng)站，其實(shí)都是在測(cè)試您的電腦訊源與喇叭是否有能力重播如是高音、超高音，并非測(cè)試你的耳力。

4. 因?yàn)镃D機(jī)電路本身難以避免內(nèi)調(diào)失真，內(nèi)調(diào)失真必然會(huì)根據(jù)音樂(lè)訊號(hào)額外生出20KHz以上的訊號(hào)。此時(shí)，CD機(jī)、數(shù)位流播放機(jī)的設(shè)計(jì)師通常有幾個(gè)設(shè)計(jì)方法－

a. 不開濾波器，同時(shí)，想方設(shè)法作到20KHz以上，內(nèi)調(diào)失真都趨近于零。能做到這樣的廠家，在我儀器測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，頂多只有10家真的辦到。

b.不開濾波器，不追求低失真，反而利用失真特性的排列組合，使其符合泛音序列或三度音、五度音等和諧結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造出品牌音色。這類CD的重播，在我的定義是為詮釋型，而非再現(xiàn)型。

c. 開濾波器，將20KHz以上都滾降刪除，滾降方法分成多類，常見緩滾降、急滾降數(shù)位濾波。市面上多數(shù)CD唱機(jī)都屬此類。

5. 如果說(shuō)器材分成錄制端與播放端，那么在錄制端，尤其是Mastering的器材，多數(shù)Mastering器材的內(nèi)調(diào)失真都相對(duì)于Tracking用、Mixing用器材大，也比家用音響還大。原因不難想像：為了讓Room Size/Color等統(tǒng)一化的同時(shí)，還要?jiǎng)?chuàng)造出不同時(shí)空下錄制之分軌有同一時(shí)空的共鳴感，此時(shí)，適當(dāng)?shù)膬?nèi)調(diào)失真就能讓Mastering創(chuàng)造出無(wú)中生有的共鳴。

重點(diǎn)在于內(nèi)調(diào)失真如何控制的「適當(dāng)」？我分析過(guò)幾家經(jīng)典廠家的錄音設(shè)備器材后發(fā)現(xiàn)，這些Master級(jí)作品的Mastering器材不約而同地都會(huì)將內(nèi)調(diào)失真控制于泛音序列結(jié)構(gòu)上，或三度音、五度音結(jié)構(gòu)上，而不會(huì)出現(xiàn)其他不和諧的失真分布。至于要如何控制？這就是電路設(shè)計(jì)的領(lǐng)域，要另啟文章。

若就家用音響的播放端論，為什么我常說(shuō)錄音室內(nèi)只有Mastering器材、喇叭能拿到家用使用，因?yàn)镸astering器材往往可以賦予聽覺(jué)更多的泛音序列，更豐富的空間堂音，更漂亮的共鳴。這些「更」怎么來(lái)的，主要來(lái)源就是內(nèi)調(diào)失真所得。