测试声场频率的标准信号源

粉红噪声：测试声场频率的标准信号源（转载）1

粉红噪声：测试声场频率的标准信号源（转载）

谢勇是中国著名音响师，也是录音师协会会员。他认为在现代的音响技术条件下，对声场频率特性的测试，不宜采用那些费时费工也不可能准确的测量方法，应该采用专业的仪器利用粉红噪声而不是正弦波来进行调试。很有独到见解。

关于粉红噪声

什么是粉红噪声？它到底有何用？与正弦波纯音信号到底有何区别？

粉红噪声。既然是噪声就绝对不是单纯的纯音，它是一种频率覆盖范围很宽的声音。低频能下降到接近0Hz(不包括0Hz)高频端能上到二十几千赫，而且它在等比例带宽内的能量是相等的(误差只不过0.1dB左右)。比如用1/3oct带通滤波器去计算分析，我们会发现，它的每个频带的电平值都是相等的(2/3oct、1/6oct、1/12oct也是一样)，这就是为什么在测试声场频率特性中要用粉红噪声作为标准信号源的原因。试想一下，把每个频带能量都相等的标准信号源扩到待测声场中。再用话筒把声场中的声音记录卜来和原来的标准信号一比较，不就知道声场的频率特性了吗？接着在串着的均衡器小把声场的缺阳调下即可。工程中RTA 实时频谱分析仪的工作原理就是如此。

另外。日常工程测试小提到的改变频率125Hz、250Hz、500Hz……等，都是指以上向这些频率为中心频率的频带，而绝不是拉括某个频点。频带是由无数个频点组成的。达一点如果弄错，其结果可想而知。人家知道500Hz的纯音听起来就像是拿起电话还未拨号之前的那个声音。而以500Hz为小心的粉红噪声听起来就像是刮风声。从FFT傅立叶分析仪上看，它们各自的频谱特性纯音信号电平值很稳定，图形就像是一个峰尖；而粉红噪声的谱线是像波浪一样不断跳动的，电平值也是在一定范围内不停变化着的(正是因为它在不停的变化，所以专业RAT测试中为了得到准确具体的数据、必须采用平均响应显示或慢响应显示，如下图所示。另外在工程测试中，如果没有RTA自动频谱分析仪，我们要想得到每一个频段的电平数据，还必须要加入带通滤波器。滤波器的很多数据都是可调的，比如带宽、增益、衰减范围、F FT宙函数类型、窗函数尺寸等等。如果我们的均衡器是31段的话，那么就可选用1/3倍频程滤波器。

关于Cool Edit Pro

软件——Cool Edit Pro。

它具备脉冲信号、粉红噪声信号、白噪声信号、纯音信号发生功能。另外具备很专业的各种类型滤波器，这一点很宝贵，前面提到滤波器的各种参数它都具备，当然可调参数比这还要更多。

正常运行此软件只需一台32M内存的奔腾100即可，但要准确稳定高效地进行测量则必须使用P II 266，64M内存(赛扬CPU也可以)。因为我们在测试中要同时运行两个Cool Edit P ro程序界面，第一个用于生成并播放粉红噪声信号，第二个用于拾取声场中的粉红噪声。所以系统内存越大越稳定。同时，高质量的声卡也是必备的，因为好的声卡的A/D、D/A转换比特率是很高的，失真度也极低。笔者的配置是CPU：P III 800EB，内存128M；声卡：创新SB Live！数码版。

我们如何进行系统的连接呢？

我们把高品质无方向性的电容话筒(根据前辈的指点,该话筒应该是压力型的)放入待测声场中一个适当的待测点上。离地面1.5米左右。另一端插入调音台、打开幻象电源。此话筒通路的均衡器旁路，同时把这一路的辅助输出(最好是前置PRE)发送到声传的线路输入。把电脑声卡的线路输出接入调音台的线路输入。旁路调音台此路的均衡。接下来打开所行设备，31段均衡器、反馈抑制器和激励器旁路、其他设备处于正常匹配工作状态。

打开Cool Edit Pro，点击图标弹出文件格式对话框。选44.1kHz，16bit,声道模式(由于生

成的立体声信号两个卢道并不完全一样，再加上我们是两个声道先后进行测试，所以选单声模式)，点OK。又弹出噪声对话框，选PINK(粉红噪声)单声道，其他默认。点OK。再打开C ool Bdit Pro一遍，点击新建图标，文件格式同上。让两个图形界面纵向平铺，如下图所示。

双击任务栏上的小喇叭图标，在弹出的“播放控制台”中让“线路输入”这一项处于静音状态、否则将影响测试，且系统内部易发生自激。接着点击控制台中的“选项”菜单、选属性中的录音选项，点确定。在弹出的录音控制台中关闭其他音量滑杆，把线路输入的滑杆推到最大。

让左边的窗口进行放音，调整接声卡输出的此路增益到最大不过载位置，同时注意声场中的声压级不要太大，以免损伤音箱。声压级大于背景噪声35dB即可。此时调整话筒通路增益到适当位置，调好后再调整发送到声卡输入端的辅助输出电平、单击右边窗口的图标并观察线路输入电平，最好在-6dB~0dB以内。

下面正式开始录音。点击左边窗口的图标，让其处于循环放音状态，再点击右边窗口的录音键，系统开始一边放音一边录音。我们让其录音30秒，然后停止录放音。此时右边窗口里，我们便得到了声场的粉红噪声信号数据。

我们来对此记录的粉红噪声信号进行滤波分析，就知道哪一频率的具体吸收情况，从而可以以此来调节均衡器。点击右边窗口里的图标，弹出科学型滤波器窗口。点Butterworth选项卡，选Band Pass带通型，如下图。

由于我们的均衡器是31段的，则必须以1/3倍频程衰减特性进行滤波。在此以100Hz中心频率为例：它的带宽是89.1Hz~112Hz(于1/3倍频程滤波器中每个频带的带宽的具体数据在《音响技术》1999年增刊中有详细说明)。那么对照图中我们在Cutoff中填89.1，在High t Cutoff中填112。在Order(滤波器的斜率当然越陡峭越好)中填最大40。选中Extended Range(滤波器的衰减范围)前的复选框，Master Gain为0。然后我们把这一数据作为一个预值保存起来，在Prester中点Add，弹出的对话框中为其取名为100Hz，点OK。同样地，把其他30个频点也如此填入带宽值并保存在Prester中，取上相应的频率名，如下图所示。现在，我们在如图所示31个预设值选中一项，点OK。则粉红噪声被选中的预设值滤波出来了。再点工具栏中图标，开放计算，其计算结果包括很多项，我信只选Average RMS Power （平均功率）的数据，如下图。

记下这一数据。然后关闭此窗口。

点击撤消图标，撤消刚才的操作，则又恢复到我们刚开始所录的原始素材界面下。继续点击Presets中其他预设值，再进行滤波并计算其电平值，记下此数据，再撤消……依此类推把其他所有的频带的电平都统计下来，则待测声场的频率特性就出来了。接下来的工作就简单了：针对刚才的31个频段的统计数据把均衡器调好就行了。

其实还有一种测试方法，就是在左边的窗口里打开滤波器窗口，选取预先设置好的那31个频带从低频到高频依次进行预览播放，同时右窗口进行录音。这样我们对所录的信号从低频到高频选取相应频段计算各自电平，也可以达到同样的测量结果。注意每个频带的记录时间最好保持一样长，比如30秒。如果不一样，也没有关系，只要时间长度相差不是太远。其误差很小，一般在0.1~0.2dB左右。另外，右边窗门可以连续的记录左边31个预览信号，也可以建立31个文件分别记录都可以。

均衡器调好一个声道后，再调另一个。两个声道都调好后，再参照话筒的频响曲线，找出话筒频口向的峰和谷，在均衡器上作适当提升和衰减。比如：话筒在500Hz处有一峰，则在均衡器上此点应作适当提升。这一点也不能忽略。

最后调整反馈抑制器和激励器。