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音頻分析儀的四種分析方法分享

2019-09-17 [1326]
   音頻分析儀的四種分析方法分享

  1、時域分析

  時域分析通常是將某種測試信號輸入待測音頻設(shè)備,觀察設(shè)備輸出信號的時域波形來評定設(shè)備的相關(guān)性能。常用的時域分析測試信號有正弦信號、方波信號、階躍信號及單音突變信號等。例如將正弦信號輸入設(shè)備,觀察輸出信號時域波形失真就是一種時域分析方法。

  方波分析具有良好的突變性及周期性,通過觀察設(shè)備對方波信號的輸出信號波形能夠很好的檢測設(shè)備的各項(xiàng)性能,因此方波信號成為常用的時域分析信號。

  階躍信號分析比較簡單,主要用來檢測音頻設(shè)備對于信號突變的響應(yīng)靈敏度。階躍信號分析的參數(shù)通常兩個,就是階躍響應(yīng)信號的上升時間和脈沖寬度。上升時間越小,設(shè)備對于信號突變的響應(yīng)越靈敏,瞬態(tài)特性越好;脈寬越小,設(shè)備的阻尼特性越好,系統(tǒng)越穩(wěn)定。

  正弦信號在某個時刻峰值突然升高,形成突變,就是單音突變信號。由于單音突變信號的能量集中在一個很窄的頻率范圍,因此常用單音突變信號檢測音頻設(shè)備在某個特定頻率的響應(yīng)情況。單音突變信號的主要用途是快速判定某些音頻設(shè)備,例如揚(yáng)聲器的阻尼特性等。

  2、頻域分析

  頻域分析是音頻分析的重要內(nèi)容,頻域分析的主要依據(jù)是頻率響應(yīng)特性曲線圖。前面提到的正弦檢測、脈沖檢測及大長度序列信號檢測都能夠得到設(shè)備的頻率響應(yīng)。頻率響應(yīng)曲線圖反映了音頻設(shè)備在整個音頻范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)的分布情況。一般來說曲線峰值處的頻率成分,回放聲壓大、聲壓強(qiáng);曲線谷底處頻率成分聲壓小、聲音弱。若波峰和波谷起伏太大,則會造成較嚴(yán)重的頻率失真。

  3、時頻分析

  時頻特性描述了音頻設(shè)備在時間軸上隨著時間的變化其頻域特性的變化情況。時頻特性不僅在頻率的變化過程中描述了音頻設(shè)備的響應(yīng)狀態(tài),而且還在時間的變化過程中描述了音頻設(shè)備的響應(yīng)狀態(tài),也就是從三維的角度全面地描述了音頻設(shè)備的響應(yīng)特性。對于放音設(shè)備而言,主觀聽感的評述,如低音是否干凈,背景是否清晰,層次是否分明,音場的深淺等均與音頻設(shè)備的時頻特性均有密切關(guān)系。音頻設(shè)備的時頻特性是客觀評價音頻設(shè)備性能優(yōu)劣的一個很重要的方面。

  4、失真分析

  音頻設(shè)備的失真包括諧波失真、互調(diào)失真、相位失真及瞬態(tài)失真等幾類。音頻測量中重要的是諧波失真,諧波失真,簡單地說就是聲音信號經(jīng)音頻設(shè)備重放后多出來的額外的諧波成分。從聽眾的角度看,不同的發(fā)聲物體所發(fā)出的聲音是由不同的基波和諧波構(gòu)成的,聽眾可以根據(jù)聲音的特性分辨出發(fā)聲的物體。如果功率放大器將某種樂器所發(fā)出的樂音(樂音由基波和諧波組成)放大,經(jīng)揚(yáng)聲器放音后,對基波和各次諧波的波形形狀、幅值和相位均能無失真的重現(xiàn)出來,則可以認(rèn)為是高質(zhì)量的放音;否則,揚(yáng)聲器所放出的聲音聽起來煩躁、別扭,則諧波失真已經(jīng)達(dá)到無法忍受,甚至使人無法分辨發(fā)聲樂器的種類。因此,諧波失真是音頻設(shè)備的重要性能指標(biāo)。

  諧波失真的測量方法有兩種,一種是以正弦信號輸入待測設(shè)備,然后分析設(shè)備響應(yīng)信號的頻率成分,可以得到諧波失真。另一種更簡單的測量方法是首先利用帶阻濾波器濾除響應(yīng)信號中的基頻成分,然后直接測量剩余信號的電壓,將其與原響應(yīng)信號作比較,就可以得到諧波失真。顯然第二種方法得到的諧波失真是THD+N,由于采用了信號的總電壓值代替了基頻分量電壓值,因此得到的諧波失真比實(shí)際值偏小,且實(shí)際的諧波失真越大,誤差越大。

  在實(shí)際的音頻測量時,通常在一定的頻率范圍內(nèi)選取若干個頻率點(diǎn),分別測量出各點(diǎn)的諧波失真,然后將各諧波失真數(shù)值以頻率為橫坐標(biāo)連成一條曲線,稱為諧波失真曲線。