相位失真（PHASE ERROR）是一種線性失真，它指的是信號在傳輸和放大過程中發(fā)生了時間延遲。我們來看下面這張圖：
圖中兩個波形分別代表輸入端和輸出端的信號。我們可以看到，兩個信號的形狀沒有什么變化，差別只是下面的信號比上面的出現(xiàn)的時間“晚了一點”。這相差的時間（Δt）再根據(jù)信號的頻率就可以換算成相位差。換算方式很簡單，相位差PE=360×Δt×f，單位是“度”，其中f是信號的頻率。
相位失真產生的原因
我們知道，電容和電感對交流信號（電壓或電流）具有延遲作用。當一個交流信號經過電容、電感和電阻的時候，總會有一個充放電的過程，這會導致這個交流信號的幅度變化時間“向后”推遲一段時間。在各種交流放大器中，采用的元器件或者是電感電容，或者是含有電感電容成分，任何一個放大電路或者元器件我們都可以通過等效電路轉換成電感、電容、電阻和理想有源器件的組合，即使是性能非常好的元器件也不能幸免，包括傳輸導線也是如此，這是目前的科技水平說無法逾越的鴻溝。當然，不同品質的元器件其等效電容電感的數(shù)值也不一樣，并且通過電路優(yōu)化設計，可以盡量減輕這種影響，但是不管影響有多小，總是有的。所以，相位失真是不可能完全消除的，只要是傳輸導體和放大器，就會產生相位失真，只是量不同罷了。
相位失真對于音質的影響
從單純的理解上看，相位失真只是把所有的信號向后推遲了一會兒，我們不過是晚了那么一點時間聽到聲音罷了。但是，實際情況絕非如此，相位失真實際上對于聽感的影響是十分微妙的，在高水平的對比中，它甚至能夠稱為分出勝負的關鍵。在介紹相位失真對音質的影響之前，我們不妨先了解一下一些立體聲重放的聲學原理，以便充分理解相位失真的危害性。
1、聲場定位
現(xiàn)在已有的研究表明，人對聲音方向和距離的判斷主要來自于三個方面：
一是響度優(yōu)先：當兩個來自不同方向同樣頻率的聲音同時到達人耳的時候，我們會感到那是一個聲音，并且感到聲音的來源是兩個聲源中間的位置，哪邊的響度越大，“成像點”越偏向哪邊，當兩個聲源的響度差超過一定大小時，無論聲源的距離有多少，弱小的那個聲源幾乎不起任何作用，這個差別大約是37dB（記憶的，可能不準確，有興趣的朋友可以幫助查一下）。
二是時間優(yōu)先：兩個頻率相同的聲源同時發(fā)聲，離人耳比較近的那個聲源比較占優(yōu)勢，也就是最先到達人耳的聲音優(yōu)先，成像點會比較靠近較近的聲源。如果不是同時發(fā)聲，則先發(fā)聲的聲源占優(yōu)勢。當兩個聲源的時間差大于一定數(shù)值時，我們則會感到是兩個聲源了，不能被合成單一的成像點。這個時間差和各人的耳朵有很大關系，某些人比另外一些人更敏感。
三是耳廓、耳道效應：這是聲音在耳廓和耳道內反射時產生的很復雜微妙的生理聲學現(xiàn)象，目前還在研究當中。比較普遍的說法是主要有兩個方面的影響，一是反射，使得聲音發(fā)生微小的時滯，不同方向的聲音產生的時滯不同；二是吸收，反射次數(shù)較多的聲音的高頻部分會被吸收較多，因此當轉動腦袋的時候，聲音的頻響特性會發(fā)生變化，通常面部正對音源的時候吸收最少，聽到的細節(jié)最為豐富，響度也較高。耳廓效應可以通過觀察動物的表現(xiàn)可以推測出來，動物的耳朵通常會轉動，當它們聽到奇怪的聲音的時候，會將耳朵豎立起來，并且向聲音的方向來回轉動。人的這個功能早已退化，因此只能靠轉動腦袋來代替轉動耳朵。
2、立體聲放音系統(tǒng)的基本原理
立體聲系統(tǒng)實際上時利用上面三種聲學效應而設計出來的，當兩個聲源發(fā)出同樣的聲音的時候，我們不會感到時兩個聲源在發(fā)聲，而是主動把這兩個聲源進行了合并，按照上面的原理“想像出”一個其實并不存在的居于兩個聲源之間的“虛幻”的聲源。當這樣的兩個聲源發(fā)出復雜的并帶有部分差別的音樂時，就會使得我們產生一個聲場的幻覺，每個樂器或者發(fā)聲物是根據(jù)它們在兩個聲源的響度、時間的微小差別在我們的前方的相應位置產生“幻像”，這就是所謂的“成像”。在成像過程中，兩個聲源的響度、時間、頻響的差別都會對成像點產生影響。這里的“聲源”就是我們音響系統(tǒng)里的喇叭和耳機。
通過上面的一些知識，我們發(fā)現(xiàn)，“時間差”對于聲像的定位起著非常重要的作用，在聲場定位的三個原理中，有2個都與它有關。因此，相位失真是影響聲場定位最為重要的因素之一。（并非唯一，響度也是非常重要的因素，那是后話，這里暫且不表）
如前所述，單純的相位失真并不足以影響聽感，但是實際上我們所碰到的相位失真根本就不是單純的，這種不單純的相位失真則會產生各種影響，主要有以下幾個方面：
1、立體聲系統(tǒng)中左右聲道相位失真不一致
這是比較普遍的情況，尤其是在不怎么“HIFI”的系統(tǒng)中幾乎是通病，它的意思是在同一個頻率下，兩個聲道產生的延遲會有差異。當這個差異比較大的時候，就破壞了兩個聲道中音樂信號的相位關系，使得聲像發(fā)生偏移，當然，這還不足以造成太大的問題，如果這種偏移是固定不變的，那么我們仍然不會察覺出來，因為我們并不知道錄音現(xiàn)場的情況，無法進行對比。但是會有另外一個情況發(fā)生，就是我們對于時間差的變化所對應的聲像位置并不是“線性”的，也就是說，這個時間差只有在一定范圍內才會使得聲像的位置發(fā)生較大的改變，如果太大就會分裂成兩個成像點，如果太小，則基本無法察覺，并且，這還和聲音的頻率有很大的關系。于是，某些聲音由于頻率比較“適當”而會“呆在它應該在的位置上”而另外一些聲音則會偏離應有的位置。這樣就會造成聲像的重疊，也就是通常所說的“聲場混亂”。我們很多時候對于一個系統(tǒng)的評價是“聲場擁擠、混亂”就和這個原因有關。
2、不同的響度下相位失真的不一致
對于一些比較低檔的音響器材來說，這是非常普遍的現(xiàn)象。我們經常會說某套系統(tǒng)動態(tài)一上來聲場就亂套了，就和這個有很大關系。某些器材在小功率輸出下相位失真還比較效＝小，一旦輸出功率增大，相位失真急劇增加，通常這種增加的幅度在兩個聲道中是不一致的，因此同時加劇了聲道間相位失真的差距，造成聲像定位的混亂。
此外，由于樂器的響度是變化的，因此在一個相位失真嚴重的系統(tǒng)中，樂器的響度變化會造成其結像點的漂移，使得我們感到這個樂器在前后左右晃動，相位失真越大，晃動范圍越大，甚至在某些時候會感到樂器被分割開了。這樣就會嚴重影響聽感。當然，這是一種非常極端的現(xiàn)象，即使是非HIF系統(tǒng)中也是少有的，或者即使有，也早已被更嚴重的問題說掩蓋了。
3、強音和弱音的時間關系改變
這其實是相位失真的最大害處。我們知道，我們的耳朵具有一定的“掩蔽效應”。這個效應的意思是，當一個強音和一個弱音同時出現(xiàn)時，如果相差的響度大到一定程度，我們將不能感受到那個弱音的存在。由于相位失真的頻率差異特性，有可能會把兩個原本分開的聲音疊加到一起，當這兩個信號的響度差異較大的時候，微小的聲音就會“消失”了。相位失真和系統(tǒng)的瞬態(tài)響應以及信噪比共同控制著這個系統(tǒng)對于弱音的表現(xiàn)能力，其中任何一個指標的缺陷都會造成系統(tǒng)細節(jié)表現(xiàn)變差，也就是我們說所說的喪失“空氣感”“質感”。
4、不同頻率的信號相位失真的不一致
這個現(xiàn)象和現(xiàn)象3產生的結果有些相似，但又有一定差別。由于音樂中的高頻往往含量比較少，弱音很多，所以不同頻率的相位失真的不一致也會造成高頻信息的損失。另外一個最重要的是，樂器的聲音是由一些基音、諧波，以及它們的響度、時間關系等組成的，破壞了時間關系，就會導致樂器聲音的質感發(fā)生變壞，某些諧波會被增強或者掩蔽。另外，由于這種和頻率有關的影響會加劇互調失真的程度，也會對聽感產生惡劣的影響。
音箱系統(tǒng)和耳機系統(tǒng)對于相位失真的不同要求
音箱系統(tǒng)和耳機系統(tǒng)相比，有著比較明顯的原理差別。耳機通常利用的是前述第一、二個效應，對第三個效應幾乎毫無利用。并且對于第二個效應也由于發(fā)聲點距耳朵較近，影響也會相應有所弱化。因此說“耳機系統(tǒng)對于相位失真的敏感程度要低于音箱系統(tǒng)”。對于音箱系統(tǒng)來說，由于系統(tǒng)自身的相位失真和聲音從音箱到達耳朵的時間（3米左右，可以計算出聲音的傳播時間，音速四334米/秒）具有一定的可比性，因此，相位失真相當于將音箱向前或者向后“拉”了一定距離，聽過音箱的人都知道音箱的擺位對于聲場結像的重要作用，可以想像一只音箱前后左右移動幾十厘米甚至幾米對于聲音的影響的程度。
但是，上面的情況并不等于耳機系統(tǒng)就不需要考核相位失真這個指標了，在前面的分析中我們知道，聲音的細節(jié)表現(xiàn)和相位失真有著密切的關系，并且由于對定位作用影響的弱化，這個問題會凸現(xiàn)出來，因此仍然要重視這個指標，只是考核的角度發(fā)生了變化，從相位失真的大小轉變成對“一致性”方面的要求更為苛刻。
解決相位失真的一些辦法
對于耳機系統(tǒng)來說，主要是兩個方面。一是對放大器性能方面的要求，也就是在設計時要充分考慮放大器相位失真的一致性（設計師各有高招，不提了）。二是重視放大器和耳機之間的匹配，使得由于耳機和放大器驅動不匹配所產生的相位失真達到最小。
對于音箱來說，還要考慮擺位的問題，利用擺位來抵消一部分相位失真。
另外，由于信號在傳輸過程中由于其自身具有電容和電感，也會產生相位失真，同樣也需要得到一定的重視，尤其是在非常高級的系統(tǒng)中，傳輸問題不可忽視。
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