音响设备器件的四大电声性能指标

音响设备器件的四大电声性能指标

音响录音设备器材按其性能指标来分类，大致可以分为为专业（专业广播影视）级、业务（工厂、社团、机关、学校等）级及民用（个人、家庭）级三种等级。在选购设备器材及搭建音响录音系统时，通常根据系统的功能性需要以及资金财力来作出计划。这时的计划通常以设备器材的电声性能指标为重要依据。查阅音响录音设备的技术资料或产品说明书时，会发现有诸多的电声性能指标。不同的设备器材会有不同的指标。但是，在这些指标中比较常见通用、比较关键性的大致有四种指标：频率响应、总谐波失真、信号噪比、动态范围。理解这些指标的含义对选购及操作使用这些设备器材具有重要意义。

1．频率响应（Frequency Response）

各种音响设备器材，有的把声波产生为信号（例如话筒），或把信号进行放大或处理（例如调音台），或者把信号转为声波（例如扬声器）等功能。在声波与信号的转换过程中，或在信号通过设备器件时可能会改变信号或声波，它们可能会改变某些频率的电平（幅度）。这种电平（幅度）与频率之间的关系就叫做频率响应。

假定在所有频率上的电平都相同。那么图形是一条水平直线，称之为“平直频率响应”（图2.7）。在所有的频率上产生相同的电平。换句话说，通过所有频率的设备器件不会改变它们的相对电平。经过设备器件之后可得到等量的低音和高音。所以平直的频率响应是不会影响所送达声音的音质平衡的。

许多音频设备器件不会再整个音频频段20Hz~20KHz范围内都有平直的响应。它们都只能在限定的频率范围内产生相等的电平（在一个允许范围内，例如±3dB）。在图2.8中，由实线所指示的频率响应是

50~12000Hz±3dB。这意味着通过自50~12000Hz内的所有频率时的音频设备器件有接近相等的电平——在3dB之内。它所产生的低音和高音同等地良好。图2.8中可见，在50~12000Hz时响应下降3dB，而在5000Hz 时则提升3dB。

通常，越是有展扩的或“宽广”的频率范围，那么所录得的声音会自然和真实。宽广而平直的频率响应能给出精确的重放。200~8000Hz（±3dB）的频率响应较窄（较差的保真度）；80~12000Hz的频率响应较宽（较好的保真度）。

同时,频率响应越是平直，则保真度或是精确度越好。±3dB的响应偏差尚好，±2dB的响应偏差较好，而±1dB的响应偏差则非常好。

当在均衡器、调音台的均衡部分或立体声功放上转动低音或高音旋钮时，这时候实际上是在改变频率响应。如果提升低音，则在提升低频处的电平。如果提升高音，则要使高频成分得到增强。人耳会把这种效应感觉为在音质方面的变化——更温暖、更明亮、更单薄、更灰暗等。

图2.8所示的是一种不平直的频率响应。这条频响线的右端，在高端频率处“滚降”或下垂。说明高频谐波成分比较弱，其结果是一种灰暗的声音。在频响线的左端，在低端频率处滚降。说明基波成分被减弱，结果导致呈现出一种单薄的声音。

某种音频设备器件的频率响应可以根据用途来做成非平直形状。例如，可用一台均衡器来切除低频，以便降低来自对话筒喘气时的噗噗声。同样，用非平直响应的话筒也可以得到最好的声音，例如提升了的高频可以附加现场感和亲切感。

2．总谐波失真(THD)（Total Harmonic Distortion）

总谐波失真是指信号通过设备器件后，由于信号幅度超过了设备器件所允许的上限（削波电平）值、或是设备器件本身的非线性缺陷而产生了输入信号所没有的那些谐波信号。总谐波失真定义是为了所产生的所以谐波幅度的均方根值除以基波幅度。单位为百分率。总谐波失真可以用音频综合测试仪测得。对于模拟设备器件而言，THD小于1%时，已属优良指标。这时人耳已经很难分辨失真的大小。对于数字设备器件而言，THD值要远远小于1%，许多数字音响录音设备的THD指标经常为十万分之一、百万分之一甚至测

不出来。

如果把信号电平调得过高，信号就会失真，可以听到一种砂砾般的、颗粒状的或是嘶哑般的声音。这类失真有时叫做“削波失真”，是因为信号的波峰被削去以后成为平顶形的波形。所以在音量或电平表头或在增益旋钮或在音量推子上方都设有一个削波指示灯（Clip LED）。当红色的LED灯闪亮或常亮时，说明信号已经开始削波，音质变坏，这时应设法降低电平增益或电平幅度。当然在大音量时，LED指示灯偶尔出现少许瞬间的闪亮还是允许的。

3.噪声比(Signal-to-Noise Ratio)

信号噪声比是音响录音设备器材本身的一项重要电声指标，由于设备器材本身的元器件质量的高低及其装配工艺等因素，它们都会产生一些噪声，这些噪声会附在信号上，如果噪声过大，会令人厌烦，严重时会影响声音的可懂度和清晰度。每种设备器材或整个音响录音系统都有它们的固有噪声，我们称之为本底噪声。我们当然希望这种本底噪声越小越好。

正常的工作信号电平与本底噪声电平之间用dB来表示的电平差叫做信号噪声比或S/N。信号噪声比越高，则声音越清晰。60dB的信号噪声比可以说比较好，70dB时算优良，80dB或以上才称得上为极好。数字音响录音设备的信号噪声比一般都大于80dB。在优良的数字音响录音系统上来监听时，几乎听不到系统的本底噪声。

在音响录音系统内，可以把设备器件中的信号电平保持在相对较高的方法来使噪声不易察觉。如果电平很低，为了能较好地听到信号，就必须调高监听音量。在调高信号音量的同时也调高了噪声的音量，所以，听到的噪声随同信号的增大而增加。但是，如果信号电平本身已经很高，就不需要太多地调高监听音量。而把噪声维持在背景声之中。

4.动态范围（Dynamic range）音响录音设备的动态范围，是指在设备器件内电平不产生失真、或者信号电平不被本底噪声所掩盖的工作范围。用dB作为动态范围的单位。不同的设备器材有不同的动态范围。当把设备器件组合在一起成为一个系统后，系统的动态范围等于系统中某设备器件所具有的最小的动态范围值。从图2.9的信号电平图中可以看出，设备器件或系统的动态范围就是最大不失真电平与本底噪声之间用dB表示的量值。

动态范围越大，也即记录或监听最响和最弱的不失真的声音的范围越大，尤其在聆听交响乐时，时而气势恢宏、雄伟震撼，时而娓娓动听、清晰可闻。反之，如果动态范围过于狭窄的话，要么聆听大音量音乐时不断产生失真，要么在小音量时音乐被噪声所掩盖。