Probably best field recording system.... Nagra VI & Sonosax SX-S

Nagra VI + Sonosax

        High end field recording system and capable for 12x Mic!  Sure, both are Swiss made.

Collected one more VI

Equalization - 聊聊音頻的等化

Neumann W491 equalization curves

        為什麼現今的發燒友大部分聽到EQ(音頻等化)都會"為之色變", 彷彿毒蛇猛獸?  觀之現代Highend音響的設計, 前級擴大機也是愈做愈簡單, 不要說EQ調整, 連Stereo/Mono都去之而後快.  我不想評論對錯, 因為極簡下的訊號路徑與最少的接點, 對音質的損耗或是相位的偏移是有利的.  可惜的是, 現代high end設計通常看到, 設計者把自己的部分設計到最精簡, 或是特別突顯出某幾個特質, 但通常不考慮消費者使用在一整套系統包含空間, 所可能會遇到的問題與調整的可能.  可以說, 現今的high end通常不等同於User friendly.  

        1. 多音路喇叭裡的crossover其實就是一個被動等化線路.  當然這是一個必要之惡, 在多音路的喇叭中需要有分頻等化線路讓各音路單體工作在它們設定的音頻範圍.  分頻線路的設計對某些高價喇叭廠商列為最高機密..... 有趣的是, 某些喇叭會刻意揭露其龐大複雜, 使用昂貴元件堆砌而成的分頻設計,  也是一種行銷手段.  讓消費者覺得"物有所值".  主動分音系統則需要一個active crossover, 通常建立在前後級之間, 對訊號進行分頻等化, 然後分別送給負責不同單體的擴大機.  那被動還是主動分音的方式, 哪一個比較好?  有興趣的朋友可以Google相關討論.  

        2. 黑膠播放中的RIAA等化, 或是磁帶中的CCIR/NAB等化.  這些部分我之前談過許多次, 請參考之前貼文.

        為何我要討論音頻等化?  其實主要是呼應上一篇文章頻率響應的重要性.  近代high end類比前級設計會加入等化考量的, 屈指可數!  Cello Palette Pre, FM 268, Accuphase (?)...... 也可以說, 在Home audio領域, equalizer (音頻等化器)幾乎是沒有市場的.  有趣的是, 發燒友們勤於移動喇叭, 更換器材線材配件等, 認為可以改變音域的平衡(頻率響應).  事實上, 以物理的事實來看, 你喇叭移動個幾公分, 從頻率響應來看, 其實是差不多的, 更遑論"拍'它幾下!  (註: 我並不是否認喇叭擺位不會影響聲音)

        專業領域中, Equalizer (EQ)倒是常見的產品.  幾種常見的EQ有:

        1. Shelf EQ.   這種針對特定高低頻段處理的方式, 其實也常見於早期的家用擴大機, 也就是Treble/bass control.  

        2. High/Low pass filter.  這是針對固定頻率之上或是之下進行快速衰減的方式.  對不需要的低頻段或是高音頻段衰減, 避免它們影響主要音樂內容.  其來源可能是環境, 設備, 甚至是為了保護其他的設備.  像是來自老舊唱盤所產生的低頻rumble.  甚至為了保護刻片頭所刻意設下的頻寬限制.

        3. Graphic EQ.  專業用的Graphic EQ通常會有25-31段,  一般家用可能是12段.  從圖像看, Graphic EQ的方式很直覺, 直接針對你所需要的頻段進行大小level的調整.

dbx 31 band graphic EQ

        4. Parametric EQ.  通常至少會有三段(低中高頻段).  參數型EQ在每一個區段中, 使用者可以選擇想要調整的頻率, 調整需要的大小, 以及影響的頻率範圍的大小(Q).  這也是最常使用在錄音或是後製上的EQ方式.  頂級的Parametric EQ甚至可以針對單一頻率進行調整, 用來修補錄音的內容.  由於Parametric EQ調整的彈性非常大, 非常適合音源響應的Shaping之用.  我個人就是使用Parametric EQ在音源與擴大機之間做為補償頻率響應平衡之用.

        前文提到的Cello Palette以及FM 268則屬於半參數型, 因為廠商已經固定了六個頻率.

Neumann W491A三個調整的範例

Neumann W491A

        5. Vintage EQ.  由於Parametric EQ誕生在1971年, 早期(50-70年代)錄音常見的EQ型態, 通常是混合了High/Low pass filter, High/Low Shelf EQ以及針對中高音域的Presence調整的形式.  從傳奇的Neve, 到歐陸的TFK/Neumann皆是如此. 

NTP 182-150

Neumann W495STB

      6. Digital type EQ.  當然, 由於數位時代來臨, 以上所提到的類比式EQ, 都有相同數位的方式存在.  有分成硬體式, 或是軟體plug in.

Weiss EQ1 - digital 7 bands parametric EQ

        7. DRC (Digital Room Correction).  當然, DRC可以調整的不只是EQ一項而已.  用equalizer來看是小看它了.  而且數位的方式, 不會發生在類比式EQ常見的, 因為EQ調整而產生的相位偏移的問題.  對我來說, 數位領域最大罩門仍是在A/D以及D/A轉換.  因為類比母源即使使用目前最頂級的A/D & D/A做轉換, 仍然可以感受到音質上的損失.

DRC修正的前與後

        當然, 如果你的空間條件處理的很好, EQ自然不是必須使用的設備.  因為我的經驗還是告訴我, 訊號的路徑中, 多一個步驟(Stage)都會多一點損耗以及失真.  再好的EQ亦然, 它還是會帶來染色與失真.  所以你如果沒有現實上的限制, 當然去打造一個理想音響空間才是正途.  

        這也並非是說, 頻響一定要是平的才是"合格".  事實上, 類比EQ修正的方式並不能從根本解決Room Acoustic所產生的頻響缺陷, 所以它只能做為一個輔助工具.  其實你在訊號前段插入一個EQ來調整, 與某些喇叭的分音器開放些許的高低的量感調整是類似的道理.  但是EQ所能調整的空間可是大上太多了!  另外一個你可以思考的部分是, 那在前段訊號上做equalization, 與在喇叭分音器上做, 哪一個在訊號的"損耗與失真"影響會小一些?  甚或是, 如果喇叭裡面沒有分音線路, 而是使用equalizer在前段調整出一定的頻響平衡度?  你會說, 什麼喇叭沒有分音器?  哈哈, 正解!  就是全音域單體(註: 這時候, 你的訊號路徑上, 其實沒有"增加"一個"步驟".  甚至更好!).  全音域單體的喇叭通常低音部份比較薄弱, 事實上, 適當的使用EQ調整, 會讓你的全音域喇叭更全面!  

        專業中的equalizer有太多種, 的確會讓人眼花撩亂.  各家各個年代所使用的技術方式也有些不同,  似乎也各有特色.  不過, 我不可能試遍所有的EQ.  所以我目前也沒有答案.  許多傳奇的EQ, 也是可遇不可求, 像是TELDEC, Decca, DG當年錄音所使用的passive equalizer.  下圖的EAR 825Q Mastering 5 band equalizer可能也要隨著設計者的離世而成為絕響!

EAR 825Q 5 band equalizer

        類比式EQ導入, 一定會產生一定的訊號損耗, 也無法完成解決音響空間的缺陷.  但它的確可以某種程度上修補響應的不平衡(註: 不建議在EQ上做太大的dB數調整), 也會讓你重現的音樂在響應平衡更平整些.  優點與缺點的拿捏, 建議大家有機會可以試試看.  或許有人會問, EQ調整的範圍這麼大, 那要怎麼調才不會過頭?  這的確需要一點經驗.  而最可靠也是最推薦的方法是, 比較耳機的高中低平衡與音質.  你如果能調得愈像耳機聽到的音質與平衡, 恭喜你, 你快要"無敵"了!

        從原理上看, CCIR/NAB或是RIAA就類似Shelf filter的形式.  我下一步想要實驗的是, 使用適當的EQ來處理CCIR/NAB的等化, 再加上響應的平衡調整, 然後加上適當的gain stage, 我或許可以更進一步簡化前段訊號的處理步驟, 來得到損耗更低的音質!

My Neumann Palette Preamp

Frequency Response 頻率響應為什麼重要?

Response of Neumann KM184 Mic

        頻率響應規格大概是音響中幾個基本的規格之一.  在家用音響的領域, 喇叭與空間是決定頻率響應表現最關鍵的因素.  因為現在的擴大機, 訊源設計的頻率響應規格都可以做到非常平坦.  (註: 黑膠唱盤必須小心確認, 但現實上, 鮮少發燒友真正確認量測結果, 通常都是"耳朵"說話....更可悲的是, 沒有幾家廠商開放調整的空間給使用者)

        專業錄音工程當然不能如此.  從Mic開始一路到錄音設備, 甚至鑑聽系統, 無不需要校正已達到一定平坦的頻率響應規格, 以避免扭曲音源.  其實許多發燒友"形容"音響表現的說法, 其實大部分都隱藏在響應之中.  我節錄Neumann在說明低中高頻段在"音色"上的描述:

    Below 40 Hz: Sub Bass. Apart from kick drum, the sub bass range contains little musical information.

    40-200 Hz: Bass frequencies, the foundation. The lowest note of a 4-string bass is about 40 Hz, the lowest note on a guitar is about 80 Hz. The lowest note of a male singer (baritone) is about 100 Hz, although you rarely hear such low notes. Well, maybe from country singers. Most pop singing by men and women is above 150 Hz.

    200-500 Hz: Low Mids. This is the “body” of most instruments. This is also where the human voice has most of its energy.

    500-3000 Hz: Mid Range. This area is crucial for the sound character, because it’s where the human ear is most sensitive to even the smallest details. The telephone transmits little below or above this range, yet we are able to recognize callers by their “hello.”

    3000-7000 Hz: Presence. This range is important for sound definition and good intelligibility. It is the area of many speech consonants.

    7000-14000 Hz: Treble. This area is crucial for our sense of brightness. However, too much energy in this area can sound harsh and distracting. This is the area of speech sounds such as S and T, of cymbals, but also of string noises.

    Above 14,000 Hz: Air band. This area is important for recordings that want to sound “expensive” and “super-hi-fi.” It gives voices and stringed instruments an airy feel, hence the name. It does not contain much musical information, though.

        當然響應至少有兩個面向, 一是寬度, 一是Level.  一般人的音響系統很難達到Sub bass領域.  能夠平順延伸到40Hz已經是很夠了.  現今喇叭設計在高頻響應上, 達到20kHz也不是太大問題.  大部分發燒友面對響應的問題, 主要是響應的不均勻!!

        專業麥克風追求響應平坦, 我想原因很直接, 就是希望不扭曲所錄音的音樂.  那發燒友追求"一定程度"的平坦, 自然也是希望"忠實"重現音樂.  如果你的系統在100Hz下快速滾降, 以量感來說, 原本交響樂團裡編制的10把大提琴就"縮編"到5把.  如果高頻量感過大, 一樣的道理, 第一第二小提琴數量自然"激增".  了解古典音樂的樂友自然知道, 作曲家在作品中對樂器的編制, 指揮家精心調整的音域平衡所代表音樂的意義.  Stereo Sound前主編菅野所形容的"音響指揮家", 看似說明了發燒友在自己音響系統中"至高"的地位; 或許其實(我猜的)是在"暗諷"發燒友的"各行其是".  當然, 這樣的說法對音響市場的蓬勃發展應該是有正面激勵的作用.

        頻率響應很重要, 但對大部分的發燒友(我也在其中)很難!!  那怎麼辦?  總不能大家搞到和專業錄音室一樣, 也不是每個人都有這樣現實的能力!  要多平坦?  哪個頻段比較重要?  下回分解.

老磁帶數位備份 - 董榕森教授胡琴錄音

Studer A816

        雖然類比磁帶還是最高密度的錄音載體.  但磁帶的保存與狀態的維持, 是一個難解, 而且必須面對的問題. (關於磁帶的壽命, 可以參考之前的這一篇)

Studer A816 to Nagra VI

        當然備份的方式至少有兩種: 類比或是數位.  以我的經驗上, 適當的類比1:1拷貝還是最好的方式.  但對於某些實際的情況, 例如儲存空間的限制, 或是缺乏適當的硬體來重播的條件下, 數位的方式還是可以得到一個夠好的結果.  而且好處是儲存空間沒有限制, 播放的硬體限制在現在的時代也相對的少.
        因為朋友的委託, 有機會將國樂大師董榕森老師珍貴的15ips胡琴錄音進行數位備份.  由於面對這可說是孤本的珍貴音樂文本, 心中壓力其實很大. 也因為最近A816 F1的到來, 再加上原有的Nagra VI, 以硬體來說, 可以說是最好的條件已經齊備.  

        由於早期台灣專業錄音市場, 基本上是依照美國的規格, 所以當年所留下的錄音磁帶通常是Ampex或是Scotch, 鮮少見到歐系的BASF/Agfa or EMTEC等.  因此大部分都會受到當年SSS脫粉的影響.  董老師這三卷15ips帶子, 雖然之前已經有被專業清潔過, 但從資料面以及播放過程中, 可以感覺到帶子資料已經有不小的損傷.  慶幸的是, 整體音樂大體上是完整的.  另外一提的是, 可惜當年紀錄上並沒有註明是NAB or CCIR的EQ.  依照當年台灣的環境, 我只能猜測是使用NAB等化所錄下.  第一是原帶畢竟珍貴脆弱, 經不起來回播放比較.  二是未來在數位上要修正是沒有問題的.

        另外一卷珍貴的197x年代的"偉大的建設"嗩吶協奏曲以及"大道"協奏曲的錄音, 在過程中發現應該是4T/7.5ips錄音.  這個部分就暫待我另一台2T/4T兼併機到位後再來進行數位化.

        雖說我的煉金師工作室(Studio Alchemist)並非以此為主力.  但常常在想, 當年台灣所留下的龐大類比磁帶紀錄, 現今安在?  音樂文本的保存其實應該與文字圖書館一樣必須被適當留存, 不管是維持原樣或是數位化.  這也是先進歐美國家早在上世紀末期已經開始在進行的工作!  而數位化肯定是一個合理的選項.  不知道台灣當局有沒有注意到這一部分?

音響的歷史性

        硬體是為了軟體而存在的.  沒有音樂軟體, 超級的音響系統只是裝飾品!  所以音響的發展史, 其實是脫離不了音樂載體(軟體)發展的歷史.

        專業市場暫且不論, 以家用音樂軟體的歷史來說, 主要是78轉蟲膠, prerecorded tapes, LP, 卡帶, CD, SACD直到數位音檔.  從軟體資料量與品質的提升, 相對應的音響硬體規格自然必須隨之"升級"與變更.  說到硬體規格的升級, 可能會碰觸到一群"Vintage Audio"愛好者的神經.  我也不願意在此挑動它們.  我所談的規格, 是技術上可以化為數字的部分.  像是頻寬, 訊躁比, 失真, 解析度等.  好聽不好聽等個人主觀感受不在我討論的範圍內.  

        從留聲機唱片到黑膠唱片, 就可以清楚看到音樂軟體的規格進步.  當然這是一個現實建立在商業獲利的模式下運作的世界. 所以音樂軟體的演化也不可能脫離商業的原則.  也就是它會朝向有利於更大的市場佔有率, 更容易生產, 更低廉的成本等方向前進.  甚至有時候, 某些的規格數字其實會淪為Marketing(市場宣傳)的工具.

        音樂載體再加上重播硬體系統, 所希望達到的最終的範本, 我相信就是如臨現場.  我們所聽到的現場聲音, 頻寬是不受限的; 在控制或是設計良好的空間中, 也不會有訊躁比, 失真的問題; 真實樂器發聲更不會有解析度的限制.  但當我們想把這美好"捕捉"下來, 就不可避免會遇到許多技術的限制, 而再將之重播, 也會遇上很多工程的難題.  在科學的角度來看, 就必須定義規格或是技術指標, 設法來評斷某種技術的優缺點.

        因此, 播放78轉蟲膠唱片的硬體設備, 與播放黑膠唱片的硬體是截然不同的. 對應的音響硬體的優化(Optimization)的目標也會不同.  舉例說, 有的黑膠唱盤配上合適的唱針是可以重播78轉蟲膠唱片.  但是重播出來的聲音卻是不如留聲機"傳神".  因為原本留聲機中簡潔的"放大"路徑以及發聲的方式(Horn), 被黑膠重播系統相對複雜的放大路徑, 以及不同的發聲系統(Dynamic speaker)所影響.  你或許可以說, 78轉蟲膠唱片在黑膠重播系統下, 某些"失真"相對於使用留聲機播放系統時增加了. (有關於音響的損耗可以參考這一篇)

        音響的歷史性, 除了對應音樂軟體的變革, 當然也會被當時的技術所限制.  例如真空管與晶體.  兩者的聲音差異先不討論.  電晶體的出現, 的確對音響系統的規格, 如頻寬, 訊躁比, 失真, 透明度等技術指標, 可以更進一步.  另外, 錄音技術的進步, 也因此可以捕捉到更寬頻, 更接近實際現場的動態範圍, 更清晰低失真, 以及更複雜的音樂內容.  例如在78轉蟲膠時代, 應該不會有唱片公司進行類似馬勒交響曲如此龐大的管弦樂錄音.  也因此可以了解要在50/60年代, 甚至更早以前的WE號角音響重播系統上重現"完整"的現代交響曲錄音, 會是強人所難.  也是"非戰之罪". 因為要能平順重現20-20kHz完整頻段, 而且各個頻段失真與相位都能控制在合理範圍的喇叭系統, 要在近代才能實現.

        當然全頻域低失真的音響系統的相對代價之一, 就是系統的複雜度.  而且代價高昂.  並非一般人可以擁有.  複雜度的增加, 通常會有更多的"損耗".  這也是為什麼, 早期相對簡單, 又是窄頻的系統, 有時候可以發出比現代highend系統更"迷人", 甚至更“真實”的聲音.  類似的情況一樣發生在錄音的領域.  硬體的發展, 會隨著不同時代的需求展開"優化"以及"商業化".  每個時代其實都有不同的技術突破, 端看我們用什麼樣的角度去欣賞, 去應用它們來達到自己想要的效果.

        當然人的感受是最基本的部分.  有意思的是人耳的能力是有限的, 甚至我們對大腦如何解析聽覺的方式也並非全然理解.  所以音響重播的"標準", 因為每個人感受的不同, 對發燒友可能不會有共通的答案.  例如, 黑膠系統是高失真高染色的設計, 可是我們總會看到一些"黑膠派", 以黑膠聽到的聲音當作一把尺去評斷其他媒體的聲音.  殊不知一張同樣的黑膠在不同黑膠系統下播放, 得到的差異性可能會是最大的.  

        從時間背景的角度來看, 你會更客觀的欣賞甚至是正確使用不同時代誕生的硬體設備.  技術和材料科學絕對是隨時間在進步的.  只是每個時代所追求的規格, 甚至聲音的美學是不一樣的.  用現代Highest End的音響系統去評判WE的聲音是"雞同鴨講", 反之亦然.  因為他們想要達到的規格是截然不同的.  當年WE的天才們再厲害, 應該也是無法想像未來低失真, 超高動態對比, 全頻寬錄音的誕生.  

        要特別提到的是, 早年使用的技術並不一定是"落後"的.  音響硬體的歷史中, 誕生過不少天才的設計.  有許多硬體設計的消失, 主要的原因在於商業成本的考量.  像是勵磁喇叭的設計.  如果我們用6B to 9H的鉛筆, 來描繪音像的畫面.  Voxativ AC-X勵磁單體是我所聽過, 不論價格(!), 能夠重現high H的"鉛筆筆觸"能力最強的喇叭!  以現代的分析技術, 更好的材料, 重現而且精進經典設計的能力, 才是我想要的.

Nagra VI digital recorder for analogue backup

Stellavox TD9 & Nagra VI

        Direct analogue out of TD9 to Nagra VI to have 24/192k wav maybe the easiest and best way to backup analogue tapes.  One of the best analogue tape recorder meets the best field digital recorder!

Studer A816 Master Recorder received

Studer A816 x2

        Fully serviced and performance upgraded A816 Master Recorders arrived!  Actually they are the last analog master recorder designed by Studer and only for German market.  Heard "16" of A816 means it is the direct replacement project (M16) for TFK M15a.  

        They have the same footprint.  And... of course, only B wind (Oxide out) configuration existed.

A816 vs M15a

Vintage Mic Preamp Preparation - Part 1

WSW811301/Eckmiller W85/86a

        經過一年多的等待以及收尋, 總算把基本的模組收齊了: WSW 811301 x2, Eckmiller W85 x2 & W86a x2. 但由於811301需要供電, 所以下一步是準備它的power supply以及Racking design. 

        這些模組可說是50s/60s德系專業錄音中頂級的設計.  使用於當時的DG/Decca/EMI/TELDEC等的錄音console之中.  這樣的組合可以發出什麼樣的聲音呢?  期待!

 

Eckmiller W86a Hi/Lo Shelf EQ

Eckmiller W86a and make up gain by Neumann W444STA

        所謂Shelf EQ與一般常見的graphic或是parametric EQ是不太一樣的.  Shelf EQ通常是針對高與低頻兩個固定頻率點之上或是之下的頻段做增強或是衰減.  像是這個Eckmiller W86a, 就是調整60/10k Hz這兩個點.  雖說如此, 但事實上, 他調整的範圍相當大, 請參考下圖.

       W86a設計上, 可以在60/10k Hz各有+/- 15dB的調整.  從圖面上可以看到, 雖然你調整的是60/10k Hz的部分, 但事實上其他頻段的變化也相當大.  這樣的方式, 與graphic or parametric EQ相當不同.  W86a的設計是passive LCR circuit.  意思是它是不吃電的, 你只要將訊號經過它,  就可以調整Hi/Lo Shelf.  Passive type的優點是線路單純, 零件很少.  因為Active type要做一樣的事, 就必須用更複雜的線路, 以及多很多的零件來完成.  缺點是訊號經過它會產生損耗.  你必須做一級放大將訊號放大回原來大小.  當然, 這未必是缺點, 因為在訊號路徑上, 本來就有前級放大的存在.  而W86a會使經過的訊號降低34dB.  也因此, 著名的Telefunken V72 module就是設計來作為增益補償之用.  標準的V72就是剛好34dB.  事實上, V72這個gain stage, 或是Mic preamp, 在50s-60s歐陸錄音中扮演非常重要的角色.  可說是無所不在.

        Eckmiller是一個早期德國錄音市場中非常重要的品牌.  設計一系列錄音用設備甚至到喇叭.  W86a只是其中之一.  類似的passive shelf EQ, 在美國有著名的Pultec EQ.  它們因為採用了類似LCR的方式,  會造成自然具音樂性的聲音, 所以到現在仍然被使用.  類似的設計也被應用在許多著名的現代專業名廠, 例如Manley Lab, Gyraf等的passive EQ. 

        雖說W86a至今至少有60年的時間, 它們的頻率響應在20-20kHz下還是平整的.  請專家看過上面使用的電容.  至今仍然密封良好, 內部沒有氧化的跡象.  這樣的LCR filter, 我想最難也成本最高的是其中的可變電感的設計.  加上Eckmiller當年不計成本的機械結構, 我想今天不太可能會再出現這樣的產品.  因為手上暫時沒有合適的make up gain stage, 只能先使用手上Neumann W444STA, 將之調整到約20dB的gain來搭配W86a使用.  優秀的LCR方式, 音樂性的確迷人, 會讓人一直想聽下去.

        話說尋找這個W86a其實有幾個目的.  最主要是想重建一套50-60s年代當時最頂級的Mic/Line preamp來驗證當年的聲音.  第二個原因是這樣Hi/Lo Shelf的方式, 其實在補償或是平衡全音域單體在高低頻的能量上, 是一個很有效的方式.  第三個原因是,  其實比對Hi/Lo Shelf  Curve以及RIAA/CCIR/NAB curves, 你會發現W86a或許可以使用在唱頭或是磁頭還原等化曲線之用.

CCIR Curve