教你看懂音箱測試的頻響曲線

1、前言：聲音信號是由不同頻率的聲波疊加而成的，因此人們在分析聲音時(shí)就很難避開頻率問題。發(fā)燒友們常說“有好曲線未必有好聲”，但是更多的情況是“沒有好曲線的產(chǎn)品聲音肯定好不到哪里去”。那么曲線與最終的回放聽感有什么聯(lián)系呢？我們立刻進(jìn)入正題，為大家揭示其中的奧秘。聲卡的頻響曲線：在聲卡評測中，我們常用到回路測試法對聲卡的輸入輸出回路進(jìn)行音質(zhì)測試，得出的曲線就是DAC到ADC的回路頻響。Frequency response（頻率響應(yīng)）/urlGeneral performance: ExcellentFrequency rangeResponseFrom 20 Hz to 20 kHz, dB-0.00

2、, +0.01From 40 Hz to 15 kHz, dB-0.00, +0.00上圖和上表就是頻率響應(yīng)曲線圖和曲線品質(zhì)，要知道什么是好曲線就應(yīng)該知道理想的頻響曲線是什么樣的。理想的頻率響應(yīng)曲線應(yīng)該是與輸入信號完全一樣的曲線，一般我們會用等響信號（各頻段的聲壓相同）作為輸入信號，因此理想的頻響曲線就應(yīng)該是盡可能平直平滑的曲線。對于聲卡來說，采樣規(guī)格有兩個(gè)參數(shù)，一是采樣頻率，另一個(gè)是采樣精度，采樣頻率表示一秒鐘內(nèi)在收到的信號上取幾次參數(shù)，單位為Hz；而采樣精度則表示每次采樣的精密程度，單位為bit。目前有很多不同的采樣方式，而影響采樣品質(zhì)的還是由這兩個(gè)基本參數(shù)決定的。不過根據(jù)采樣以及編碼方式

3、的不同，兩者間的側(cè)重要求也不一樣，目前采用的PCM方式最高規(guī)格為192kHz/24bit，它表示單位時(shí)間內(nèi)會采樣192000次，每次采樣的精度為24bit。上圖即是采用PCM編碼方式192kHz/24bit的采樣結(jié)果。一般的，隨著采樣規(guī)格的提高，即便不提高硬件水準(zhǔn)，曲線也會變得相對更理想。我們可以看到，從20Hz30kHz的范圍內(nèi)，曲線都是相當(dāng)平直的。下面的成績表也列出了測試參數(shù)，20 Hz to 20 kHz的曲線變化僅為-0.00, +0.01（dB）；而40 Hz to 15 kHz則更為理想，精度范圍內(nèi)沒有偵測出任何變形，是一條相當(dāng)理想的頻響曲線。2回頂部音箱的頻響曲線：一般音箱的頻響

4、曲線是通過LMS電聲測試系統(tǒng)進(jìn)行聲音信號的收集以及描繪出圖。由于音箱是由電信號轉(zhuǎn)換為聲波信號然后再由LMS收集后轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕?，并且由于揚(yáng)聲器以及放大器的非線性，因此曲線很難做到與聲卡一樣的頻響曲線。但是他們的要求還是類似的，頻響曲線應(yīng)該盡可能的平滑平直。上圖是某產(chǎn)品的頻響回放曲線，從該曲線我們可以看到平均聲壓在90dB左右的音箱頻響還是比較理想的。200Hz5KHz內(nèi)的曲線還是比較平直的，而為了獲得更明亮的高音以及更豐滿的低頻，音箱有益的提高了兩端的增益，這也是不同音箱廠商對聲音最終風(fēng)格訴求的表現(xiàn)。兩分頻音箱還可以通過單元分別測試頻響得到更細(xì)致的參考曲線，能夠有助于我們評判音箱產(chǎn)品兩個(gè)單元間

5、的相互關(guān)系。一般來說高音部分在經(jīng)過分頻點(diǎn)后應(yīng)該能夠盡快的衰減多余的頻率（這樣才能盡可能的避免單元間的互相影響）。而單獨(dú)測試的曲線疊加后，應(yīng)該盡可能的與整體頻響曲線相符（可以判定兩單元同時(shí)工作時(shí)基本沒有明顯的相互影響）。從上圖我們開可以看出產(chǎn)品的分頻點(diǎn)設(shè)置，這款音箱的分頻點(diǎn)大約在1.7kHz左右。人耳聽感最敏感的部分大致為3001.2kHz左右，為了獲得更好的聽感，兩分頻的音箱一般會將分頻點(diǎn)設(shè)置在最敏感頻段上限頻率的兩倍頻率上，也就是大多在2.5kHz左右。這樣能夠降低對高音單元的要求。而降低分頻點(diǎn)則對分頻器以及高音單元提出了更高的要求。根據(jù)這一點(diǎn)我們再回過頭看看整體頻響，可以看到該頻段上，聲音

6、的波動還是被控制得比較理想的，基本上沒有明顯過分的分頻點(diǎn)衰減。通過不同聲壓下的曲線可以表現(xiàn)出音箱的回放品質(zhì)的穩(wěn)定性，通俗的說就是不同音量下，音箱的回放聽感有沒有明顯的改變。上圖即是不同聲壓下的測試曲線。這種比較方法也是討論音箱品質(zhì)常用的一種方法。我們可以看到，即便聲壓提高到100dB，該音箱的頻響曲線也沒有明顯的變形，可以說在這個(gè)范圍內(nèi)，音量調(diào)節(jié)對聲音的影響基本上可以看作是線性的（也就是說是比較理想的）。單獨(dú)調(diào)節(jié)低音增益的頻響曲線單獨(dú)調(diào)節(jié)高音增益的頻響曲線完善的兩分頻音箱都提供高低音單獨(dú)調(diào)節(jié)的功能，以上兩圖就是描述單獨(dú)調(diào)節(jié)高音或低音增益后音箱的頻響曲線。判斷優(yōu)劣的方法與提高聲壓增益的情況類似，

7、我們在這里就不再重復(fù)了。3回頂部影響我們最終聽感的因素很多，簡單的頻響曲線并不能完整的描述聲音回放的特點(diǎn)。因?yàn)槿藗兟牭降穆曇舳际侵边_(dá)聲與反射聲的疊加信號。聲音頻譜衰減曲線能夠很好的反應(yīng)真實(shí)生活中的聲音特點(diǎn)。上圖是一張聲音的積累衰減曲線，為三座標(biāo)曲面，因此它呈現(xiàn)出來的是一張立體圖，三個(gè)參數(shù)分別是聲壓、頻率和時(shí)間，它反應(yīng)的是在經(jīng)過不同時(shí)間后，聲音各頻段在固定空間內(nèi)的殘留量。從上圖我們可以看到，經(jīng)過一段時(shí)間后，殘留最多的是低頻信號。音箱的指向特性關(guān)系到音箱在立體聲回放時(shí)聲場規(guī)模、寬闊度與縱深感，聲像的結(jié)實(shí)程度、聲音層次、細(xì)節(jié)定位等諸多方面，是評價(jià)一款音箱的主要衡量指標(biāo)之一。測試方式與累積衰減曲線類似，以一個(gè)三座標(biāo)曲面來體現(xiàn)音箱的指向性特征。三個(gè)參數(shù)分別為聲壓值、頻率以及偏離角度，通過旋轉(zhuǎn)音箱偏向角度，測出音箱在不同偏離角度下各頻段的聲壓變化。一般來說，聲壓變化越平滑緩慢越好。從目前的實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域看，聲學(xué)的研究還是有不小的限制，即便描繪出聲音大致的頻率特性，亦不一定完整的表現(xiàn)出聲音的所有特征。目前的品質(zhì)研究領(lǐng)域也大多只能從頻率入手。