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频响曲线你知道怎么看吗?

 频响曲线你知道怎么看吗?

频响曲线你知道怎么看吗?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)

 

 

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24bit。

 

上图即是采用PCM编码方式192kHz/24bit的采样结果。一般的,随着采样规格的提高,即便不提高硬件水准,曲线也会变得相对更理想。我们可以看到,从20Hz~30kHz的范围内,曲线都是相当平直的。

 

下面的成绩表也列出了测试参数,20 Hz to 20 kHz的曲线变化仅为-0.00, +0.01(dB);而40 Hz to 15 kHz则更为理想,精度范围内没有侦测出任何变形,是一条相当理想的频响曲线。

 

音箱的频响曲线:

 

 

一般音箱的频响曲线是通过LMS电声测试系统进行声音信号的收集以及描绘出图。

 

由于音箱是由电信号转换为声波信号然后再由LMS收集后转变为电信号的,并且由于扬声器以及放大器的非线性,因此曲线很难做到与声卡一样的频响曲线。但是他们的要求还是类似的,频响曲线应该尽可能的平滑平直。

 

上图是某产品的频响回放曲线,从该曲线我们可以看到平均声压在90dB左右的音箱频响还是比较理想的。

 

200Hz~5KHz内的曲线还是比较平直的,而为了获得更明亮的高音以及更丰满的低频,音箱有益的提高了两端的增益,这也是不同音箱厂商对声音最终风格诉求的表现。

 

 

两分频音箱还可以通过单元分别测试频响得到更细致的参考曲线,能够有助于我们评判音箱产品两个单元间的相互关系。一般来说高音部分在经过分频点后应该能够尽快的衰减多余的频率(这样才能尽可能的避免单元间的互相影响)。而单独测试的曲线叠加后,应该尽可能的与整体频响曲线相符(可以判定两单元同时工作时基本没有明显的相互影响)。

 

从上图我们开可以看出产品的分频点设置,这款音箱的分频点大约在1.7kHz左右。人耳听感最敏感的部分大致为300~1.2kHz左右,为了获得更好的听感,两分频的音箱一般会将分频点设置在最敏感频段上限频率的两倍频率上,也就是大多在2.5kHz左右。

 

这样能够降低对高音单元的要求。而降低分频点则对分频器以及高音单元提出了更高的要求。根据这一点我们再回过头看看整体频响,可以看到该频段上,声音的波动还是被控制得比较理想的,基本上没有明显过分的分频点衰减。

 

 

通过不同声压下的曲线可以表现出音箱的回放品质的稳定性,通俗的说就是不同音量下,音箱的回放听感有没有明显的改变。上图即是不同声压下的测试曲线。

 

这种比较方法也是讨论音箱品质常用的一种方法。我们可以看到,即便声压提高到100dB,该音箱的频响曲线也没有明显的变形,可以说在这个范围内,音量调节对声音的影响基本上可以看作是线性的(也就是说是比较理想的)。

 

 

单独调节低音增益的频响曲线

 

 

单独调节高音增益的频响曲线

 

完善的两分频音箱都提供高低音单独调节的功能,以上两图就是描述单独调节高音或低音增益后音箱的频响曲线。判断优劣的方法与提高声压增益的情况类似,我们在这里就不再重复了。

 

 

影响我们最终听感的因素很多,简单的频响曲线并不能完整的描述声音回放的特点。因为人们听到的声音都是直达声与反射声的叠加信号。声音频谱衰减曲线能够很好的反应真实生活中的声音特点。

 

上图是一张声音的积累衰减曲线,为三座标曲面,因此它呈现出来的是一张立体图,三个参数分别是声压、频率和时间,它反应的是在经过不同时间后,声音各频段在固定空间内的残留量。从上图我们可以看到,经过一段时间后,残留最多的是低频信号。

 

 

音箱的指向特性关系到音箱在立体声回放时声场规模、宽阔度与纵深感,声像的结实程度、声音层次、细节定位等诸多方面,是评价一款音箱的主要衡量指标之一。测试方式与累积衰减曲线类似,以一个三座标曲面来体现音箱的指向性特征。

三个参数分别为声压值、频率以及偏离角度,通过旋转音箱偏向角度,测出音箱在不同偏离角度下各频段的声压变化。一般来说,声压变化越平滑缓慢越好。

 

从目前的实验领域看,声学的研究还是有不小的限制,即便描绘出声音大致的频率特性,亦不一定完整的表现出声音的所有特征。目前的品质研究领域也大多只能从频率入手。

 

 

以上内容转载自《中国音响网》

 


 
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