扬声器单元频响曲线的测量
喇叭相位曲线和频响曲线的关系_解释说明以及概述
喇叭相位曲线和频响曲线的关系解释说明以及概述
1. 引言
1.1 概述
喇叭相位曲线和频响曲线是研究声学系统中的重要参数,它们描述了喇叭在不同频率下的相位特性和频率响应。喇叭作为一种常用的音频输出设备,其性能对于实现高质量音效至关重要。了解喇叭相位曲线和频响曲线之间的关系对于喇叭设计、优化和声学系统调节具有重要意义。
1.2 文章结构
本文将首先概述喇叭相位曲线和频响曲线的概念及定义,并详细阐述其各自的解释。接着,我们将深入探讨喇叭相位曲线和频响曲线之间存在的关系,包括相位曲线对频响曲线的影响以及频响曲线对相位曲线的影响。然后,通过实例一和实例二,我们将进一步解释说明这两个参数在不同情况下的变化趋势,并进行相关数据分析。最后,在结论部分总结以上讨论内容,并探讨喇叭设计和优化方面的意义,并提出建议。
1.3 目的
本文旨在深入研究喇叭相位曲线和频响曲线之间的关系,帮助读者更好地理解这两个参数的含义和作用。通过分析实例和数据,我们将展示不同情况下喇叭相位
曲线和频响曲线的变化模式,并探讨其在实际应用中的意义。希望本文能为喇叭设计、优化以及声学系统调节等相关领域的研究工作提供一定的指导和启示。
2. 喇叭相位曲线和频响曲线的概述:
2.1 喇叭相位曲线的定义和解释:
喇叭相位曲线是指在不同频率下,声音在喇叭系统中传播时所引起的声音波动的相位差。当音频信号经过喇叭系统时,不同频率的声波会因为传播路径的不同而产生相位差。喇叭相位曲线描述了这种相位差与频率之间的关系。
喇叭相位曲线通常以角度或时间延迟来表示。对于一个完美设计的喇叭系统,其相位响应应该是线性平坦的,即角度保持一致或时间延迟保持恒定。然而,在实际情况下,由于电子元件、声学特性等因素的存在,喇叭系统可能会出现相位失真。
发烧友自制扬声器性能的测量与分析
发烧友自制扬声器性能的测量与分析
张志强
一引言
扬声器的音质好坏历来受到发烧友的极大关注,发烧友不仅非常讲究音箱的连接线,甚至还会亲自动手研制扬声器和音箱。今年8月,就有一位发烧友带着其自制的扬声器到我所要求进行性能检测。
该扬声器为一直径165mm的复合盆扬声器,外观与传统扬声器没有太大差别。所不同的是,盆架外绑定了一个较大的电感线圈。据介绍,该动圈式扬声器的音圈骨架上重叠串联绕有两组音圈,一组流入驱动信号电流I,另一组并入这个较大的电感后,I被分流,I=I1+I2,I1为第二组音圈电流,I2为流入外接电感电流。发烧友称,有了该装置后,低音明显丰富,音质得到了很大的改善。
笔者甚感奇特,因扬声器乃传统产品,其性能已受专家多角度全方位研究,且低音的发声性能从理论上讲,受制于扬声器的辐射口径。如果采用外接电感的方法来改善低音性能,不仅扬声器的理论会由此突破,更有可能我国的扬声器行业的产品质量获得新的飞跃,因此笔者作了进一步的分析探讨。
在不破坏扬声器完整性的前提下,笔者作了无损测量。由测量可知,该扬声器的额定阻抗测量值较小,约为3.3Ω;其次,共振频率较低,为54 Hz;灵敏度较低,为83.0dB;该扬声器的声频响应起伏较大,表明其纸盆、扼环、弹簧板等力学元件并没有进行很好的设计,询问后得知纸盆、扼环、弹簧板等力学元件均由市场购得,而磁钢、夹板等磁学元件则取用国际知名品牌JBL 产品的部件。
该扬声器比较重要的改进主要在于低频段,上升斜率已不是理论上得出的12dB/Oct,而是在ω0附近,声频响应产生一个隆起的极大值,这表明扬声器的低频端辐射确实有所加大。本文主要从理论上解释产生该现象的物理原因,并由此提出一些有意义的改善性能的指导原则。
教你看懂音箱测频响曲线
教你看懂音箱测频响曲线
————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:
前言:
声音信号是由不同频率的声波叠加而成的,因此人们在分析声音时就很难避开频率问题。发烧友们常说“有好曲线未必有好声”,但是更多的情况是“没有好曲线的产品声音肯定好不到哪里去”。那么曲线与最终的回放听感有什么联系呢?我们立刻进入正题,为大家揭示其中的奥秘。
声卡的频响曲线:
在声卡评测中,我们常用到回路测试法对声卡的输入输出回路进行音质测试,得出的曲线就是DAC到ADC的回路频响。
Frequency response(频率响应)
[url=/images/html/viewpic_pconline.htm?http://img3.pconlin
/pcon ...
iy&subnamecode=home]
[/url]
General performance: Excellent
Frequency range Response
From 20 Hz to 20 kHz, dB -0.00, +0.01
From 40 Hz to 15 kHz, dB -0.00, +0.00
上图和上表就是频率响应曲线图和曲线品质,要知道什么是好曲线就应该知道理想的频响曲线是什么样的。理想的频率响应曲线应该是与输入信号完全一样的曲线,一般我们会用等响信号(各频段的声压相同)作为输入信号,因此理想的频响曲线就应该是尽可能平直平滑的曲线。
对于声卡来说,采样规格有两个参数,一是采样频率,另一个是采样精度,采样频率表示一秒钟内在收到的信号上取几次参数,单位为Hz;而采样精度则表示每次采样的精密程度,单位为bit。目前有很多不同的采样方式,而影响采样品质的还是由这两个基本参数决定的。不过根据采样以及编码方式的不同,两者间的侧重要求也不一样,目前采用的PCM 方式最高规格为192kHz/24bit,它表示单位时间内会采样192000次,每次采样的精度为
扬声器主要性能测试方法
扬声器主要性能测试方法
1. 范围
本标准所计论的扬声器主要性能测试方法是基于DASS32测试软件
本标准适用于扬声器单元本身、扬声器箱体及其他无件组成的扬声器系统
2. 目的
本标准的目的是对本公司的扬声器作出统一的测试方法
本标准中给出的测试方法被认为是与该特性有效的检验方法
3. 测量条件
测试的大气条件
若无特殊规定,测试的标准大气条件按GB/T 9396—1996进行:
环境温度:15ºC∽35ºC
相对湿度:25%∽75%
气压:86kPa∽106 kPa
测量装置
DASS32系统(信号发生器)、把信号馈给扬声器的放大器及接收信号用的传声器(即已知校正值的麦克风)
测试环境
测试室、测试箱
扬声器的安装
3.4.1 扬声器安装在规定的测试箱体中.
3.4.2 测量扬声器系统时,通常不用任何附加的障板,如需要特殊的安装方式,则在测量的报告中
说明
扬声器和传声器的位置
3.5.1 以被测扬声器为中心半径1m范围内无障碍物;以测试话筒为中心半径1m范围内无障碍物
3.5.2 扬声器平面与测试箱体障板在同一个平面上.扬声器防尘罩中心点与话筒声轴线(话筒中
心点)的连线垂直与障板平面
3.5.3 低音扬声器到传声器的距离为1m,高音扬声器到传声器的距离为.无其它规定扬声器及扬
声器系统(或音箱)均要满足远场条件测量
测量信号
3.6.1 系统测试信号:PN8192
3.6.2 在额定频率范围内馈给扬声器的信号电压保持恒定.在无其它规定的情况下,系统调试阻
抗为8Ω.如对其它组成相、不同阻值的扬声器在同种条件下测试(或作对比测试)时,应对系统调试阻抗作相应的更改.
频响曲线
扬声器的频率特性
扬声器的锥盆具有一定的刚性,它在低频段可以看做一个刚体,但当扬声器的工作频率增高时,扬声器的锥盆就不再是一个刚体,锥盆将出现分割运动。此外扬声器的锥盆和折环在振动叶还会出现相互干扰的现象。由于这些原因,当我们将不同频率的音频信号输给扬声器单元时,虽然音频信号电压保持不变,扬声器单元辐射出的声压却随着信号频率的不同而变化。扬声器的频率特性揭示了扬声器单元对不同频率的声波的辐射能力,因此,它是扬声器的重要参数之一,扬声器的频率特性可以通过频响曲线,有效频率范畴,不均匀度这三个方面综合表示。
扬声器的频响曲线
频响曲线是一条记录在频宽为5CM或10CM纸上的连续不规则的曲线,记录纸上的X轴表示输入扬声器单元的电信号频率,Y轴表示被测扬声器单元在不同频率范围的电信号时所产生的声压级,我们人耳可以听到的声压级范围相当大,从耳朵刚能听到的到耳朵感到疼痛时的声压级上下相差一百万倍,如此宽大的声压级变化范围直接用声压进行测量和比较是十分的不利的。人们在试验中发现,人耳的听觉特性具有指数特性能,用指数形式来表示声压级大小,从客观上也能符合人的听觉分辨力。声压级的单位是分贝(DB)它在音响技术中是一个相当有用的度量单位。某一发声体的声压级可用该发声体所产生的有效的声压P 与基准声压PR的比值常用对数乘以20来表示。这里的基准声压是大多数听力正常的人刚能听到频率为1000HZ的声音时该声音的声压,我们通常将人耳刚能听到的声压定为0DB,那么我们感觉到震耳欲聋时的声压级只有140DB,由此可见对数形式表示打印机的大小可以使声压级测量的比较变得十分的简单。扬声器的频响曲线大多都在消声室测得的,被测扬声器放在固定的消声室的障板上测量话筒放置在被测扬声器的同轴上,目前大多数的扬声器的频响曲线上在1M1W 的条件下测得的,信号发生器的输出信号经功率放大器放大反馈送到被测扬声器,被测扬声器辐射出的声信号被测量话筒接收后转变成为电信号经测量放大器处理后送至点评记录仪。当信号发生器的输出信号频率发生变化时,扬声器声压发生的相应的变化就同步的记录在电平记录仪上,这就是测扬声器的频响曲线。
扬声器系统的频率特性
扬声器系统的频率特性是怎样的?
扬声器系统的频率特性是指馈入扬声器系统不同的频率信号后,扬声器系统辐射出来的声压变化规律。如果扬声器系统的频率特性不好,则在声音重播时各频段声压不平衡。扬声器系统的频率特性一般由三个指标来综合描述:①频响曲线;②有效频率范围;③不均匀度。
①频响曲线
测量扬声器频响曲线的设备很多,除正规的消声室测量设备之外,目前各厂家和一些专业质检所以及部份专业媒体都采用电脑软件在非消声室测量(大部份生产厂没有),具有代表性的设备有美国的LMS、LAUD和德国的DAAS等,其测量结果是基本可信的。
扬声器系统的频响曲线是在1M·1W的条件下测得,即输入扬声器系统信号的功率为1W,测量话筒距被测扬声器系统参考轴1M。当输入扬声器系统20-20000Hz(或更高)粉红噪声信号(也可以是其它信号)时,扬声器系统辐射出的声压用话筒接收后转变成电信号并记录下来,描绘成一条曲线(横座标是频率Hz,纵座标是声压dB),即频响曲线。
扬声器系统非消声室情况下测量方法
②有效频率范围
扬声器系统的有效频率范围在产品中往往标注为:XXHz-XXkHz(其中K表示1000),即表示在这一个频宽内扬声器系统能有效响应。如果产品没有注明频响曲线的波动区间,应视为按国标为准,即有效频率范围内频响曲线波动在上偏差4dB,下偏差-8dB的区间内。+4dB至-8dB的声压差有12d B,声压每差3dB,响度差1倍,12dB的公差带实在是太宽,所以很多优秀的扬声器系统在标注有效频宽时,注明为±3dB,偏差带只有国标要求的25%。
扬声器主要性能测试方法
扬声器主要性能测试方法
1. 范围
本标准所计论的扬声器主要性能测试方法是基于DASS32测试软件
本标准适用于扬声器单元本身、扬声器箱体及其他无件组成的扬声器系统
2. 目的
本标准的目的是对本公司的扬声器作出统一的测试方法
本标准中给出的测试方法被认为是与该特性有效的检验方法
3. 测量条件
3.1 测试的大气条件
若无特殊规定,测试的标准大气条件按GB/T 9396—1996进行:
环境温度:15ºC∽35ºC
相对湿度:25%∽75%
气压:86kPa∽106 kPa
3.2 测量装置
DASS32系统(信号发生器)、把信号馈给扬声器的放大器及接收信号用的传声器(即已知校正值的麦克风)
3.3 测试环境
测试室、测试箱
3.4扬声器的安装
3.4.1 扬声器安装在规定的测试箱体中.
3.4.2 测量扬声器系统时,通常不用任何附加的障板,如需要特殊的安装方式,则在测量的报告中
说明
3.5 扬声器和传声器的位置
3.5.1 以被测扬声器为中心半径1m范围内无障碍物;以测试话筒为中心半径1m范围内无障碍物
3.5.2 扬声器平面与测试箱体障板在同一个平面上.扬声器防尘罩中心点与话筒声轴线(话筒中
心点)的连线垂直与障板平面
3.5.3 低音扬声器到传声器的距离为1m,高音扬声器到传声器的距离为0.5m.无其它规定扬声器
及扬声器系统(或音箱)均要满足远场条件测量
3.6 测量信号
3.6.1 系统测试信号:PN8192
3.6.2 在额定频率范围内馈给扬声器的信号电压保持恒定.在无其它规定的情况下,系统调试阻
抗为8Ω.如对其它组成相、不同阻值的扬声器在同种条件下测试(或作对比测试)时,应对系统调试阻抗作相应的更改.
扬声器的频响曲线测量实验方案
8、
实验完成后, 小心正确地拆卸将各部分实验器材并归放 到指定地点。
9、
实验参与人员讨论, 对测量结果分析并提出对实验的改 进。
实验方框图
实验测量声学环境: 严格讲,本实验应当在消声室内进行,但初次实验主要掌握 实验动手技能,不要求十分精确的测量结果,并且兼顾到实验的方便 性,可选取听音室 或 控制室 (本地噪声低于??dB。实验参与人 员务必在测量时保持沉默与安静) 。 要注意由于控制室与听音室在空间体积, 吸声方面有较大的 不同,他们的混响时间不会不同,而不同的混响时间决定了 MLS 测 试信号的长度。若选取控制室,由于混响时间很短(约为??) ,选 取的 MLS 信号长度为 13A 即可,在采样频率为 44.1K 下,对应的时 间长度约为 180 ns。 步骤: 1、 准备好各个实验器材, 按照上面实验方框图稳定安放及 正确接线(尤其注意声卡的 input 与 output 口) 。 2、 打开电脑运行 cooledit 软件(确保其与外置声卡连接起 来) 。 3、 4、 打开适调放大器,确保其与传声器工作在正常状态下。 利用 cooledit 软件产生一个 13A 的 MLS 信号,打开扬 声器与功率放大器的电源,进行测量。 5、 运用 cooledit 软件的解卷积功能得到 h(t),对应到频域得 到频响曲线图。 6、 7、 与出场时给定的频响曲线进行对比,并作分析。 重复 4、5、6 步,多次测量并作分析记录。
喇叭参数及测量
2.受话器模式(仿真耳测试):將單體用标准工装置放 IEC 標準仿 真耳上(仿真耳型号不同测试结果 不一样)。
3.生产线测试:扬声器模式一般采用消声箱测试;受话器模式一般 采用仿真耳测试。
125
120
115
110
105
100
95
90 85 80
105 100 95 90
100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30
100
1000
10000
5.谐波失真(THD%)
扬声器的失真有很多种。常见的有:
a: 谐波失真:多由扬声器磁场不均匀以及振动系统的畸变而引
起,常在低频时产生。 b: 互调失真:因两种不同频率的信号同时加入扬声器,互相调制
额定阻抗的测试方法:
用替代法进行,馈给扬声器的电流通常选用 50mA±10%,测量 原理图如下
Rs 声频信号发生器
Biblioteka BaiduRk
SP
有效值电压表
2.灵敏度
馈给扬声器/受话器一定的信号电压,然后在距扬声器/受话器一 定距离用特定的声压计测定声压,这个声压值就是扬声器/受话 器在这一频率点上的灵敏度。一般以1KHz的频率点来表示。
D杂音: 偏位碰触、音圈变形、打底、有异物,杂音和碰圈音应是装配造成的
扬声器测试方法及标准简介
扬声器测试方法及标准简介
扬声器是一种电声换能器件,扬声器在音响设备中是一个最薄弱的器件,而对于音响效果而言,它又是一个最重要的部件,对其性能要求很高。成都摩尔实验室(MORLAB)拥有扬声器性能测试解决方案。引用标准
GB/T9396(1996),根据标准要求,成都摩尔实验室能对扬声器的主要相关性
能进行测试分析,其主要测试项目如下:
1)输入电压、功率的相关测试;2)标称阻抗;3)指向性频率特性测试;4)扬声器的频响曲线;5)最大输出声压级的相关测试;6)扬声器的总谐波失真。
下面就主要测试项目中的频响曲线和总谐波失真经行分析。
频率响应的概念
给一只扬声器加上相同电压而不同频率的音频信号时,其产生的声压将会
产生变化。一般中音频时产生的声压较大,而低音频和高音频时产生的声压较小。当声压下降为中音频的某一数值时的高、低音频率范围,叫该扬声器的频率响应特性。理想的扬声器频率特性应为20Hz~20KHz,这样就能把全部音频
均匀地重放出来,即其理想的频响曲线应该为一条直线,然后这是做不到的。每一只扬声器只能较好地重放音频的某一部分。
总谐波失真的概念
总谐波失真(Total Harmonic Distortion.THD),它是用一个强的单频正弦信
号激励系统,测量其谐波的总量。同样,要了解总谐波失真,就要先知道什么是谐波失真。谐波失真是指扬声器在工作过程中,由于会产生谐振现象而导致扬声器重放声音时出现失真。尽管扬声器中只有基频信号才是声音的原始信号,但由于不可避免地会出现谐振现象(在原始声波的基础上生成二次、三次甚至
电动式扬声器阻抗曲线分析与测量
电动式扬声器阻抗曲线分析与测量
摘要:电动式扬声器单元支撑系统的蠕变效应表现在扬声器单元的位移在共振
频率以下会有所上升。扬声器的相关性能指标包括频率响应与有效频率范围、额
定频带的特性灵敏度级、谐波失真、额定噪声功率、额定阻抗、额定共振频率,
其中额定阻抗、额定共振频率可以从阻抗曲线中得到。围绕扬声器的阻抗曲线,
介绍电动式扬声器阻抗曲线方面的相关知识,再介绍用丹麦B&K公司的PULSE电声分析系统测量电动式扬声器的阻抗曲线。
关键词:电动式扬声器;额定阻抗;阻抗曲线
现代电声技术的发展, 现已对扬声器有了较深刻、较全面、多角度、多方位、多层次的认识。目前,在扬声器相关性能指标测试时,往往只注重频响曲线,而
忽视阻抗曲线的讨论。扬声器的阻抗特性很重要,许多听感上的缺陷都能从阻抗
曲线上反映出来。
一、扬声器
扬声器是一种现代人不可缺少的电声器件, 广泛用于人类生活的各个领域。世界每年生产几十亿只扬声器, 已形成一个完整的产业链。扬声器研究受到更多的
关注与参与, 扬声器作为一个单独学科, 理论体系正处在完善发展中。
二、电动式扬声器工作原理
电动式扬声器的工作原理,永磁体、上导磁板、下导磁板构成一个磁回路,
在上导磁板和下导磁板之间形成一个很小的均匀的磁气隙,当音圈有交变电流流
过时,音圈就会上下振动,从而推动音盆造成空气振动发出声音。扬声器的音圈
是一个由漆包线绕制而成的线圈,它不但有一定的直流电阻,还具有电感特性。
音圈在磁气隙中运动,切割磁力线,这个过程中会感应出一个与音频信号反向的
感应电压,会削弱音圈中的音频信号电流,从而使得音圈的阻抗增大,这种增大
JUSTMLS扬声器测试软件的频响曲线关系解析
JUSTMLS 扬声器测试软件的频响曲线关系解析
JUSTMLS 扬声器测试软件是世界知名扬声器系统CAD 软件LSPCAD 的作者Ingemar Johansson 的又一杰作。作者为最大限度地满足DIY 朋友们的需求,特将常用的两大测试功能,即频率响应特性和阻抗特性的测
试集于一身,是DIY 们,尤其是喜爱使用CAD 软件的DIY 朋友不可缺少的
工具。
首先将mIC 置于离低音单元锥盆底5cm 的地方,采用8000Hz 的采样率,32768 的MLS 长度,测出单元近场的频响曲线。并点击S1 储
存。由Microphone 缩写而来,麦克风学名为传声器,传声器是将声音信号转换为电信号的能量转换器件,俗称话筒。
第二步,测量倒相管处的近场频响曲线,并存于S2.mIC 置于面
板开孔处。
8用力学线路分析扬声器的频响曲线
8用力学等效线路分析扬声器的频响曲线
我们平时测量扬声器的频响曲线是扬声器的声压频响曲线,它指的是馈给扬声器的电压保持不变的条件下,扬声器的声压随频率变化的规律。只是纵坐标用的是dB (声压级)表示的。我们也可以在同样的条件下,画出扬声器所辐射的声功率随频率变化的曲线。在低频时无论是声压还是声功率,其用分贝表示的频响曲线的形状都是相同的。为能更好的分析辐射声功率与扬声器参数间的关系,现在我们讨论扬声器声功率频响曲线。
我们已知扬声器前后两面所辐射的声功率为:
A W ∣c u ∣22MR R (单位:瓦特) (6.1)
式中:MR R — 扬声器一面的辐射力阻 (单位:牛顿·秒/米) c u — 为振膜的振动速度 (单位:米)
下面我们从(6.1)式出发,讨论不同频段时辐射声功率随频率的变化情况。 (1) 在f0以下的频段
声辐射力
电
z MR
C MS R MS
M MD
B l R g +R E
22
图8(a):等效力学线路图(阻抗型)
C MS
R g +R E
e g Bl
图5.17(a)
图中:
e g — 发生器(或音频放大器)的电动势 (单位:伏特) B — 磁缝隙中的磁感应强度 (单位:特斯拉) l — 音圈导线的长度(单位:米) R g — 发生器内阻(单位:欧姆)
R E — 音圈直流阻 (单位:欧姆) L — 音圈电感 (单位:亨利)
c u — 为振膜的振动速度 (单位:米)
M MD — 振动系统等效质量(单位:千克) M MD =Me+Mc(音圈质量+振膜质量)
MS R — 振动系统等效力阻(单位:牛顿·秒/米)
扬声器低频响应测量
扬声器低频响应测量
江苏省电子信息产品监督检验研究院 史锡亭
理想的扬声器频响测量结果应为安装在无限大障板上半自由空间测量的结果,实际测量时在低频段因为消声室的吸声性能、IEC 标准障板的声绕射或辅助测试箱内容积与声绕射的影响,使扬声器低频频响测量结果存在较大误差。 多年来扬声器低频频响测量方法已有大量探讨并被一些声测量仪器供应商集成到响应仪器之中,其中除互易法因测量步骤繁琐外,其他都基于活塞振动辐射和近场原理。
1.低频测量原理
参考文献《Low-Frequency Loudspeaker Assessment by Nearfield Sound-Pressure measurement D. B. KEELE , JR.》已有详尽的讨论,其基本点为: 安装在无限大障板上半径为a 的活塞,以体积速度幅值U 0做简谐振动,在参考轴上r 距离处声压幅度由公式(1)表示,
(1)
低频时,在远场符合r>>a 和ka < 1 条件,远场声压幅度公式(2)表示,
(2)
低频时,在近场当麦克风与被测扬声器很近时符合r ≈0 和ka < 1 条件,近场声压幅度公式(3)表示,
(3)
由公式(2)、(3)可得低频时远近场声压的关系为:
P F =
r 2a
.P N (4)
2.低频测量应用
基于公式(2)的由丹麦B&K 公司力推的方法,有PLUSE分析仪和B&K 8329型Ometron VH300+激光多普勒测振仪构成,B&K 8329型Ometron VH300+激光多普勒测振仪有波长632.8nm He-Ne连续波激光器、光路、光混频器、鉴频器、滤波器组成,其输出模拟电压与被测面振动速度成正比,激光器的输出灵敏度为:10mV/mm/s,速度测量范围为:峰值65 μm/s to 425 mm/s,该方法扬声器与激光器距离可以很远,相互间没有影响且精度高,缺点除成本高外,在测量失真时还B&K 8329型Ometron VH300+激光多普勒测振仪测量速度范围上限明显不足。
教你看懂音箱测试的频响曲线
前言:
声音信号是由不同频率的声波叠加而成的,因此人们在分析声音时就很难避开频率问题。发烧友们常说“有好曲线未必有好声”,但是更多的情况是“没有好曲线的产品声音肯定好不到哪里去”。那么曲线与最终的回放听感有什么联系呢?我们立刻进入正题,为大家揭示其中的奥秘。
声卡的频响曲线:
在声卡评测中,我们常用到回路测试法对声卡的输入输出回路进行音质测试,得出的曲线就是DAC到ADC的回路频响。
Frequency response(频率响应)
[url=/images/html/viewpic_pconline.htm?/pcon ...
iy&subnamecode=home]
[/url]
General performance: Excellent
Frequency range Response
From 20 Hz to 20 kHz, dB -0.00, +0.01
From 40 Hz to 15 kHz, dB -0.00, +0.00
上图和上表就是频率响应曲线图和曲线品质,要知道什么是好曲线就应该知道理想的频响曲线是什么样的。理想的频率响应曲线应该是与输入信号完全一样的曲线,一般我们会用等响信号(各频段的声压相同)作为输入信号,因此理想的频响曲线就应该是尽可能平直平滑的曲线。
对于声卡来说,采样规格有两个参数,一是采样频率,另一个是采样精度,采样频率表
示一秒钟在收到的信号上取几次参数,单位为Hz;而采样精度则表示每次采样的精密程度,单位为bit。目前有很多不同的采样方式,而影响采样品质的还是由这两个基本参数决定的。不过根据采样以及编码方式的不同,两者间的侧重要求也不一样,目前采用的PCM方式最高规格为192kHz/24bit,它表示单位时间会采样192000次,每次采样的精度为24bit。
频率响应测量的方法
频率响应测量的方法
频率响应测量的方法很多,一般同使用的测试信号有关。
可分为:i. 点测法:完全按定义设计的测量方法,逐个频率输入振幅恒定的正弦信号,逐个点测量相应频率扬声器输出声压级,在频率响应坐标纸上绘出相应的点,把这些不连续的点的平滑连线即为频率响应曲线。测量耗时、测量有限的非连续频率点,过渡点是推测的。
ii. 扫频自动记录法:使用机械传动的方法改变振荡电路中的电容,使信号的频率连续改变,输出电压恒定,这叫扫频信号,记录仪上记录纸的频率刻度与信号源同步,记录扬声器的输出声压级随频率的变化,即为频率响应曲线,这方法叫扫频自动记录法。后来,机械扫频信号改成电压控制频率的压控振荡器,改进了机械传动的麻烦。这是60~80年代丹麦B&K 公司为代表的测量技术。扫频自动测量原理大约已有40年的历史,其测量原理没有变化,改变的只是使用的技术,譬如扫频信号的产生方法,测量传声器测得的数据的采集、处理、运算和输出数据和曲线都可以由计算机完成。其中需要特别一提的是:对扫频信号的理解和生成技术,连续扫频信号过去理解为点频信号随时间变化,但点频信号是一个连续周期信号,从示波器看到的是一个按周期重复的正弦波形,而扫频信号没有一个频率是经历时间周期的,随扫频时间变化的是它的瞬时频率。瞬时频率数学上是相位对时间的微分。可以这样理解:譬如f=100Hz正弦信号的周期是T=0.01秒,其走过的相位φ= 2π弧度(360°),而f=200Hz时,T=0.005秒,其走过的相位仍然是φ= 2π弧度,这样,一个微小时间内的相位变化(等效于相位对时间的微分)同周期成反比,相当于稳态频率。同稳态信号不同的是它引入扫频速率(S:Hz/s)的概念,瞬时频率fi =S t +f0;t为扫频时间;f0为扫频初始频率。t和f0确定扫频频率范围。稳态单频信号的公式是u(t)=Acos(2πft);f为稳态单频信号的频率。而扫频信号的公式是u(t)=ACos(πSt2),B&K公司的2012音频分析仪的TSR(时选响应)技术中使用的测试信号,就是采用该数学模型生成的信号。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
扬声器单元频响曲线的测量
Gate 法测量
所谓 Gate 法,就是对测量信号设置一个时间窗,软件的只在时间窗限定的时间段进行信号的采集, 也就是说,如果我们正确的设置了时间窗,在反射声到达 MIC 之前截至测量,那么,软件接受的就只有测量信号的直达声,并能够绘制正确的频响曲线。请看下图。
图一
图中 A 为直达声, B 为反射声,只要在 A 到达而 B 还未到达的这段时间进行测量,就能够正确测量出频响曲线,时间窗就是软件屏蔽掉反射声的一个手段,也就是Gate 法。看下图
图二
图二就是时间窗设定的对话框,在菜单/Options/Preferences… 中, Time 框中“ Visible ”为时间窗可见,第一个时间是时间窗的起始点,第二个时间是时间窗的终结。请看下图
图三
图二的时间窗的设定就是根据图三的这张脉冲信号进行设定的。图中第一个红线之前的不是直达声, 所以被屏蔽掉了, 4—5毫秒之间的那个很大的脉冲就是直达声,接下来看第二根红线后面紧跟一个较小的脉冲但很明显,那就是反射声,这样在图三两根红线之间就只剩下直达声了,软件中一些用到 Gate 法测量的曲线如:On Axis, 30 Degrees, 60 Degrees等,都是在时间窗限定的时间段内完成测量并绘制曲线的。所以,如何正确的设定时间窗是 Gate 法的关键。
首先,对所测单元或箱体进行一个脉冲信号的测量,将硬件按照频响曲线测量的连接方式进行连接, 软件方面,先调出所测资源 (单元或箱体 ,选择菜单的
Measure/Pulse response,这样,软件对应所测资源生成一个脉冲信号,因为本例使用的是 f5单元,所以图三信号的名称为 f5.Pulse 。调出刚测出的脉冲信号,由于脉冲的幅度相当小,刚调出时可能看不到,先 zoom out,然后用鼠标在 0附近画框,不断的放大, 直到看到较明显的脉冲信号为止, 调整到像图三一样容易分析为止。按照上面的设
定方法保留直达声部分,并到图二的菜单中设定好时间,然后就可以进行 On Axis曲线的测量了。
注意:尽可能的把时间窗设的长一些, 图三中在直达声和第一根红线之间其实还是由一些细小的干扰信号,但对结果无大碍,所以把这一段也包括在内了,目的就是为了获得更多的采样点,而且,时间窗越长,所测信号低频段的有效值就越低,像图三时间段由 6ms 多一点,理论上其侧得信号低频段到 156Hz 都有效。