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如何看懂频响曲线

如何看懂频响曲线
如何看懂频响曲线

首先,频响是什么?

频率响应,简称频响,英文名称是Frequency Response,在电子学上用来描述一台仪器对于不同频率的信号的处理能力的差异。同失真一样,这也是一个非常重要的参数指标。一个“完美”的交流放大器,应该在频响指标上具有如下的素质:

对于任何频率的信号都能够保持稳定的放大率,并且对于相应的负载具有同等的驱动能力。显然这在目前技术水平下是完全不可能的,那么针对不同的放大器就有了不同的“前缀”,对于音频信号放大器(功率放大器或者小信号放大器)来说,我们还应该加上如此的“前缀”:在人耳可闻频率范围内以及“可能”影响到该范围内的频率的信号。这个范围显然缩小了很多,我们知道,人耳的可闻频率范围大约在20~20KHz,也就是说只要放大器对这个频率范围内的信号能够达到“标准”即可。实际上,根据研究表明,高于这个频段以及部分低于这个频段的一些信号虽然“不可闻”,但是仍然会对人的听感产生影响,因此,这个范围还要再扩大,在现代音频领域中,这个范围通常是5~50KHz,某些高要求的放大器甚至会达到0.1~数百KHz。但是,上述要求表面上好像是比“完美”低了很多,却仍然是“不可能完成的任务”,目前我们连这样的要求也不可能达到。于是,就有了“频响”这个指标。(附言:指标本身就代表着“不完美”,如果一切都“完美”了,指标也就没有存在的理由了。)

频响的测试方法与标注

任何可以被写上说明书的“指标”都是必须借助仪器来测量的,这些指标必须有一个共同的特点,就是“可重复性”,也就是说,只要你用同样的设备,就可以重复得到相同货相近的测量结果。我们把这一类指标称为“客观指标”,频响当然是属于此类。

频响的测量方法很简单,在放大器的输入端接入一个标准信号发生器,这个信号发生器可以产生标准的正弦波信号,并且可以通过调节使得这个发生器的输出信号的频率发生变化,而幅度不变。在放大器的输出端接一个标准的纯阻性负载,并且接一个交流电平表,通过读取电平表的数据,就可以测量该放大器的频响特性了。测量时,为了保证测试结果的可靠和准确,要尽量多地在测试频率范围内选取不同的频率,通常采用的是“对数采样法”,即从一个标准频率(例如1KHz)开始,按照2倍关系向上和向下取点,例如2K、4K、8K……,500、250、125、62.5……,如果嫌这个间隔太大,可以缩小倍数,例如√2,√2/2等等。将这些对应的频率的输出电平(单位是dB)记录下来,并经过统计计算就可以了。

这里,我们可能会忽视一个问题,就是这个放大器的放大倍数是否可以调整?放大器的输出功率应该使多少呢?不是我要卖关子,而是这里的“玄机”非常大。由于放大器的特性的不完美,所以会导致放大器在不同的工作状态下的频响特性发生变化。这叫“测试条件”。我们时常发现,两个质量完全不同的放大器在频

响指标上“好像没什么差别”,是那个质量差的放大器在“说谎”吗?非也,是测试条件根本不同。

放大器在不同的输出功率下,其频响是不同的,通常输出功率越大,其频响指标就越差。而一个比较负责任的指标标注,应该指“在该放大器的最大不失真功率下测量的指标”,而一些厂家为了回避大功率输出下放大器特性的劣化,使得该指标“看起来好看”,往往采用的是“标准测试方式”,也就是说,在给定放大器放大倍数(增益)的条件下进行测试,而这个放大倍数通常是1。显然,多数放大器是用来“放大”的,所以这个测试方法实际上并不全面,但是“出于商业目的和测试标准的允许”,这个测试仍然被认为是“正确”的。这样,我们就应该注意了,看指标的时候不能只关心那些数值,而应该和测试条件联系起来看。没有测试条件的指标是毫无意义的。

标准的频响标注方法是XHz~YHz±ZdB,这里的X是指低端频率,Y指高端频率,也就是测试频率的范围,Z表示的是在这个频率范围内,放大器放大倍数的差异。

很遗憾的是,单单看这个指标还是不能完全了解这个放大器的频响特性,于是厂家又给出了另一种表示形式-频响曲线。

频响曲线的两个重要特征

频响曲线是在上述的测试电路中,使信号发生器的输出信号频率发生连续变化(即通常说的“扫频”)并保持幅度不变,在输出端通过示波器或者其它一些记录仪将放大器对于这种连续变化相应的输出电平记录下来,就可以在一个座标上描绘出一个电平对应频率的曲线。这个座标的纵坐标是电平,横坐标是频率。纵坐标的单位是dB,横座标的单位是Hz(或KHz)。为了记录方便,横坐标的标尺为对数型的,纵坐标则是线性的。

我们可以看看各个厂家提供的不同器材的频响曲线,我们会发现,即使两个看起来频响指标完全相同的器材,其频响曲线也是非常不同的。这里我们暂且不讨论频响曲线不同对音质产生的影响,只看频响曲线有那些重要特征需要注意。这里要着重注意两个特征:平和直。平是指放大器在工作频率范围内频响的最大差距。这里我们需要注意的是“工作频率”,对于音频设备来说,我们应该关心的是20~20KHz这一段的情况,如果要求很高,可以将范围扩大到5~40KHz,这已经是足够了。看频响曲线的时候,不要被曲线的“平滑”或者“崎岖”所迷惑,首先要看看座标的标尺,改变标尺的单位会使曲线看起来差别很大。如果把标尺加大10倍,你大概看到的差不多是一条完美的直线了。“直”是频响曲线另一个非常重要的特征,它指的就是频响曲线的起伏特征。某种意义上说,我们对于“直”应该比平要多重视一些,这并不是说直真的比平对音质的影响大,而是因为频响曲线的不直往往暗示了这个器材的其它某些特性有问题,例如高频频响起伏过多,往往说明放大器的开环特性不良,并且负反馈深度不适当,通常伴随着比较严重的瞬态失真。通常我们认为,放大器的频响特性越平越直就越好,这样放大器对于信号的影响就越少。

这里,我们还要注意的是,我们虽然要重点考察5~40KHz这个频段,但是对于不同的器材,我们考核的频段实际上并不完全一样。例如对于音箱和耳机,这个频段已经足够了,但是对于一些“有源器材”(例如CD唱机、放大器),我们可能需要考核更宽的频段。这是因为对于这些器材来说,虽然这些频段的声音我们不可能听到,但是这些频段的表现可以揭示这个器材的一些内在素质。例如,对于一个放大器,如果其频响指标可以高达300KHz,并且负反馈的深度适当,可以说明这台放大器的开环性能极佳,在听感上必然有所体现。从这个意义上说,这些频段的表现好坏“我们是可以听到的”。

正确认识器材的频响指标

对于厂家的频响指标,我们应该给予足够的重视。但是我们还要记住,这个指标并非“标注”的越高越好,由于我们的耳朵具有一些自身的特性,因此我们需要对频响有个清醒的理解。

1、我们需要的频响指标应该是整个系统的,而不是单一的器材。单个的器材的频响平直并不意味着我们一定会听到“平直”的声音,还要看系统中其它器材的情况。

2、甚至系统中所有器材的频响都是平直的时候,我们也不一定能听到平直的声音。这是因为我们的耳朵本身就不是“平直”的。我们知道,人的耳朵对于高频的敏感程度在一生中会发生变化,20岁左右达到最高峰,35岁左右开始走下坡路,到60岁左右会损失过半,另外还和身体健康状况以及遗传有关。因此,我们在考虑平直的时候,必须要把耳朵一起考虑进去。在这方面,行业内似乎有个心照不宣的约定,这个部分主要由音箱、耳机厂家以及录音师去完成。

3、我们对于频响起伏的辨别程度有限,有实验表明,0.2dB是极少数人的极限(大概几十万分之一都不到),绝大多数人在1~3dB之间。也就是说,小于1dB 的频响不平直几乎没有意义,如果为了追求频响的过分平直而舍弃了一些其它要素将是得不偿失的。这个原则对于其它指标也是一样的。

4、前面说过,不能因为某些频段我们听不到就可以去忽略它,因为那些东西可能会暗示器材的一些其它特性的情况。

5、任何指标都要和别的综合起来看,而不能孤立起来看问题。

了解了频响和频响曲线的概念后,再来看看几个频响曲线的例子。

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

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。从大量的实验结果看,即便“有好曲线不一定能出好声”,但是“没有好曲线的产品声音肯定好不到哪里去”,因此基于频率波形对产品音质进行评定的方法还是有其可行性与客观性的,以其辅助我们的主观评判能够尽可能的修正我们在试音时因为主观因素产生的误差。

在扬声器制造行业中,常常遇到制作的产品与“样品”对比频响曲线相同,而声音不同的现象,本文经过一些简单的概念描述,表达“频响曲线”与“音色”之间的关系,同时提出在研发过程中测试曲线方面应注意的一些常识。

首先我们将“频响曲线”分解:“频”指“频率”,在声音表现中同“音调”;“响”则可以看作是扬声器系统(机械和电性)对输入电信号中“频”转换成声能的响应。而这种响应,由麦克风接收并经测试仪器运算后以dB SPL对数值的形式呈现出来。当很多个“频”的响应值连在一起,就成

了有峰有谷的“曲线”,这种曲线称作为频率特性响应曲线,简称频响曲线。

接下来从“频”开始分析:

我们在不同乐器中会发现同“音调”(频)的声音,其“音色”却不同,那么是什么因数决定了乐器音色呢?

答:是因为“音调”(频)里面包含的谐波成份不同。

我们知道,声音是振动产生的.而一个物体的来回振动,几乎不可能一直按照确定的周期来振动。也就是说当一个物体发声的同时,还会发出很多不同频率的波(谐波)。这许多不同频率的波由于相位差很小(波之间相隔时间非常短),人是无法单独分辨的,所以这些波会混合在一起给人一个整体的声音感受,而这个感受就叫做音色。

有人质疑,在实际的乐器中“音调”虽然相同,但是却难保在吹、拉、弹时,其对比的声压/响度能达到一致,所以我们听到的声音的感觉当然会不同。

为了排除这个观点,我们下面可以做一个实验:理论上,当两个声压级相同的声音叠加时,在参考轴的总声压级会增加3dB。我们取两个在同一频率声压级相同的扬声器单元叠加放声,然后与单独一个+3dB的单元对比听音。其最终结果是:声压级相同的声音所听到的声音,感觉仍然有很大差别。(这时只有在满足以下条件:即叠加的声压中谐波成份与单独一个+3dB的扬声器谐波成份相同时,给人的音色感才会不容易分辨)

既然乐器内每一个声音都包含很多个频率的声波,那我们又是如何分辨出音调(频率)的呢?答:在一个声音中某一个频率的相对量最大的那个频率决定了声音的音调。比如说一个声音里面包含有3单位的444Hz(la音),1单位222Hz的频率,那么我们听到的就是la音。而有3单位的444Hz,1单位的333Hz的频率,那我们听起来仍然还是la音,只不过给人的音色感觉不同了。

在解释了“频”、“响”与“音”的关系,我们再来阐述一下在扬声器研发过程中对测试曲线应注意的一些问题(在此跳过低频共振和高频上限对音色的变化,着重讲述一下中频段声压级差的问题)。

1.在很多公司扬声器规格书上平均灵敏度一栏都会有如下标识,如:82dB±3dB。所以很多人在copy扬声器时,做到82dB的允许范围内,就认为完成了开发任务,结果样品被听音后判NG。

在dB SPL数值之间因为是对数的关系,这说明,在1个dB内还包含着一个相对比较宽的声压(强)范围。而人耳在较灵敏的频段是可以分辨出1dB声压级的差异的。所以在研发

过程中,中频段的dB SPL 应尽量控制在±0.5dB之内。

2.有一些工程师将SPL数值差异做到了1dB之内,甚至更为接近。此时,音色仍然感觉不同。这时应考虑测试环境和曲线表现的方式。当测试环境较差时,环境对测试麦克风的干扰较大,对同一个扬声器测试的几条曲线都会存在较大的误差,所以要多重复测试、排除环境的影响因数,然后再分析。

测试环境较好,例如在标准无响室,无人为操作失误,曲线又控制在1dB之内,这时需要再考虑一下曲线的不同取点数量和平滑模式。不同的取点数与平滑模式对频响曲线细节处的表现,差别非常大。(在测试频率范围内仪器对不同频点响应值的数量选取,点数越多,测试越精确。仪器对频率范围内频点响应幅值的采样平滑方式,例如1/6oct、1/12oct、1/24oct、1 /48oct等,分母越大,数据越精确)。所以,如果想了解到频响曲线上这些细节的变化就要付出的代价是:一个良好的标准测试环境。

应注意的是,在使用多点数,不采用平滑功能的曲线对比时,除环境因数外,还会遇到一些问题。例如上面谐波中提到:因为物体的来回振动,几乎不可能一直按照确定的周期来振动。这时就会出现在某些频点声压级漂移的现象。此时可以根据仪器的功能,将原测试的频率范围分段、采取更多的点数扫描,多方位了解其频段的响应趋势。

4.排除测试误差因数,对频响曲线非常接近的扬声器进行谐波成份的对比,找出下一步改善的方向。一般测试谐波失真的仪器,均能方便的进行谐波成份对比。

(因为在实际应用中,关于影响听感的因数有很多,比如:听音者的心理、生理因数,房间的混响系数,扬声器的指向性等等都会造成听感上的不同。本文仅对在参考轴的测试与听音做一些简单说明。)

结语:在扬声器频响曲线相同时,其音色是由其谐波成份决定。

在扬声器频响曲线相同时,如果音色不同,则需要对扬声器的谐波曲线进行对比。

测试过程中,需充分关注操作人员、测试仪器、使用方法、以及测试环境和治工具对测试结果的影响,尽可能使用多取点、少平滑的方式进行对比。

频响指标以及测试方法

频响 频率响应 简称频响,英文名称是Frequency Response,在电子学上用来描述一台仪器对于不同频率的信号的处理能力的差异。同失真一样,这也是一个非常重要的参数指标。一个“完美”的 交流放大器,应该在频响指标上具有如下的素质:对于任何频率的信号都能够保持稳定的放大 率,并且对于相应的负载具有同等的驱动能力。显然这在目前技术水平下是完全不可能的,那么 针对不同的放大器就有了不同的“前缀”,对于音频信号放大器(功率放大器或者小信号放大 器)来说,我们还应该加上如此的“前缀”:在人耳可闻频率范围内以及“可能”影响到该范围 内的频率的信号。这个范围显然缩小了很多,我们知道,人耳的可闻频率范围大约在20~20KHz, 也就是说只要放大器对这个频率范围内的信号能够达到“标准”即可。实际上,根据研究表明, 高于这个频段以及部分低于这个频段的一些信号虽然“不可闻”,但是仍然会对人的听感产生影 响,因此,这个范围还要再扩大,在现代音频领域中,这个范围通常是5~50KHz,某些高要求的放 大器甚至会达到0.1~数百KHz。 但是,上述要求表面上好像是比“完美”低了很多,却仍然是“不可能完成的任务”,目前我们 连这样的要求也不可能达到。于是,就有了“频响”这个指标。(附言:指标本身就代表着“不 完美”,如果一切都“完美”了,指标也就没有存在的理由了。) 放大器有两种失真:线性失真和非线性失真。我们通常把后者叫做“失真”,而把前者用其它方 式表达出来。非线性失真我们已经知道了是一种什么情况了。而线性失真就是指频率和相位方面 的“误差”,即频率失真和相位失真。 频率失真及其产生原因 频率失真是一种“线性失真”,意思是说,发生这种失真时放大器的输出信号波形和输入波形仍 然是“相似形”,它不会使放大器对要处理的信号产生“形变”。一个单纯的频率失真可以看成 放大器对于不同频率的信号放大倍数不同,例如,1个十倍放大器,对1KHz的信号的放大倍数是10 倍,而对于10KHz的交流信号可能放大倍数就变成了9.99倍,于是,我们就可以说这台放大器有频

频率响应测量的方法

频率响应测量的方法 频率响应测量的方法很多,一般同使用的测试信号有关。 可分为:i. 点测法:完全按定义设计的测量方法,逐个频率输入振幅恒定的正弦信号,逐个点测量相应频率扬声器输出声压级,在频率响应坐标纸上绘出相应的点,把这些不连续的点的平滑连线即为频率响应曲线。测量耗时、测量有限的非连续频率点,过渡点是推测的。 ii. 扫频自动记录法:使用机械传动的方法改变振荡电路中的电容,使信号的频率连续改变,输出电压恒定,这叫扫频信号,记录仪上记录纸的频率刻度与信号源同步,记录扬声器的输出声压级随频率的变化,即为频率响应曲线,这方法叫扫频自动记录法。后来,机械扫频信号改成电压控制频率的压控振荡器,改进了机械传动的麻烦。这是60~80年代丹麦B&K 公司为代表的测量技术。扫频自动测量原理大约已有40年的历史,其测量原理没有变化,改变的只是使用的技术,譬如扫频信号的产生方法,测量传声器测得的数据的采集、处理、运算和输出数据和曲线都可以由计算机完成。其中需要特别一提的是:对扫频信号的理解和生成技术,连续扫频信号过去理解为点频信号随时间变化,但点频信号是一个连续周期信号,从示波器看到的是一个按周期重复的正弦波形,而扫频信号没有一个频率是经历时间周期的,随扫频时间变化的是它的瞬时频率。瞬时频率数学上是相位对时间的微分。可以这样理解:譬如f=100Hz正弦信号的周期是T=0.01秒,其走过的相位φ= 2π弧度(360°),而f=200Hz时,T=0.005秒,其走过的相位仍然是φ= 2π弧度,这样,一个微小时间内的相位变化(等效于相位对时间的微分)同周期成反比,相当于稳态频率。同稳态信号不同的是它引入扫频速率(S:Hz/s)的概念,瞬时频率fi =S t +f0;t为扫频时间;f0为扫频初始频率。t和f0确定扫频频率范围。稳态单频信号的公式是u(t)=Acos(2πft);f为稳态单频信号的频率。而扫频信号的公式是u(t)=ACos(πSt2),B&K公司的2012音频分析仪的TSR(时选响应)技术中使用的测试信号,就是采用该数学模型生成的信号。 iii. 阶步步进的猝发声测量。猝发声是若干个周期的正弦信号脉冲,或称正弦波列。它由连续周期信号加一时间控制电路组成,当测量声压级的时间窗正好在猝发声的稳定部分时,它更接近点频测量。由一个个不同频率的猝发声组成一个阶步步进的猝发声,用对应的跟踪滤波器跟踪每一个猝发声,类似点频测量得到扬声器的频率响应。美国ATI公司的扬声器测量系统LMS使用的正是这种信号源,它最多可以在一个十进制频率范围内设置200个猝发声频率点,即频率阶步的间隔是1/60倍频程。 iv. 多频音(Muiti-tone Burst也叫多频猝发声)它是数字生成的M个纯音信号的叠加的一个短时间间隔的信号,该时间间隔对M个频率来说正好都是整周期的,并且这由低到高M个频率之间没有谐波关系,即2个频率相除(大数除小数)的商不会是整数。例如:14.5,31.9,37.7,49.3,55.1……Hz;可以排列成一个数列,选择适当的频率间隔,组成M个频率的多频音。其M个频率的同步FFT即为基频即幅频响应,由其谐波可以实现其谐波失真测量。该技术使用在AP公司的“系统1”和“系统2”的仪器上。 v. 脉冲数字测量技术上面所有的方法都离不开正弦信号,只是频率的连续变化、频率的阶步变化和有限频率成分的合成信号,脉冲信号和MLS信号需要进行时域(时间波形)和频域(频率响应和频率分析)之间的变换,从中可以得到更多信息,它作用于被测系统后的输出响应,经过变换和运算可以得到被测系统的许多信息,这需要对测试信号有充分了解,涉及信号与系统的基本理论,又要借助数字信号处理技术进行变换运算。单脉冲信号的性质,

频率响应分析仪知识

频率响应分析仪知识 一、概述 (一)用途 频率响应分析仪是测量被测系统频率特性的仪器。早期频率特性的测量是用信号源、电压表、频率计、相位计、示波器等单机组成,仪器操作复杂,易受干扰,测量精度低。进入60年代,国外开发出以数字相关滤波为核心技术的频率响应分析仪,提高了测量精度。随着技术发展,智能化、数字化程度不断提高,测量功能、精度得到了快速发展,拓宽了仪器应用范围。目前,频率响应分析仪广泛地应用于航空航天、军工、机械制造的振动分析,大型机械的故障监测与诊断,自控系统、伺服系统的设计与调试,电子元件、压电元件的阻抗与谐振测试,高压电网滤波器调试,桩基检测,自动控制系统科研与教学等领域。 (二)分类与特点 频率响应分析仪可以分为基础型频率响应分析仪、教学型频率响应分析仪、多通道频率响应分析系统等类型产品。 ●基础型频率响应分析仪的特点 性能指标高,接口齐全,方便与各种测试仪器及计算机联接组成测试系统,适用于各种领域的频率响应测试。 ●教学型频率响应分析仪的特点 性能指标一般,频率范围窄,适用于低成本测试,如教学以及要求性能指标不高,能满足一定要求的场合。 ●多通道频率响应分析仪的特点 性能指标高,多通道测试可达32通道,适用于大型机械、桥梁、堤坝等大型系统多点测试。 (三)产品国内外现状 国内生产频率响应分析仪的厂家主要有:天津中环电子仪器。天津中环电子仪器自1958年建厂以来,一直致力于频率响应测试产品的研发,80年代与英国solartron公司合作,开发出以TD1250频率响应分析仪为代表的系列产品,同类产品技术水平国内领先。国外厂家主要有:英国solartron公司和日本NF回路设计株式会社。英国solartron公司以数字相关滤波为技术核心的产品,频率范围10微赫到65千赫(1250),以及10微赫到32兆赫(1260)等,具有双通道及四通道测试功能,1250侧重于低频与超低频,主要用于机械、自控等领域,1255上限频率较高,满足低频测试的同时可用于电子元件、压电元件等测试。 (四)技术发展趋势 ●小型化成为频率响应分析仪的主要发展趋势; ●提高功能指标精度,嵌入式、PLD的采用是未来的趋势; ●降低成本,向教学普及扩大应用范围是未来主要发展方向。 二、基本工作原理 频率响应分析仪主要由:发生器、分析器、控制器、运算器、键盘与显示器、接口、选件等构成。频率响应分析仪的原理框图如下图1所示。

扬声器单元频响曲线的测量

扬声器单元频响曲线的测量 Gate 法测量 所谓 Gate 法,就是对测量信号设置一个时间窗,软件的只在时间窗限定的时间段进行信号的采集, 也就是说,如果我们正确的设置了时间窗,在反射声到达 MIC 之前截至测量,那么,软件接受的就只有测量信号的直达声,并能够绘制正确的频响曲线。请看下图。 图一 图中 A 为直达声, B 为反射声,只要在 A 到达而 B 还未到达的这段时间进行测量,就能够正确测量出频响曲线,时间窗就是软件屏蔽掉反射声的一个手段,也就是Gate 法。看下图

图二 图二就是时间窗设定的对话框,在菜单/Options/Preferences… 中, Time 框中“ Visible ”为时间窗可见,第一个时间是时间窗的起始点,第二个时间是时间窗的终结。请看下图

图三 图二的时间窗的设定就是根据图三的这张脉冲信号进行设定的。图中第一个红线之前的不是直达声, 所以被屏蔽掉了, 4—5毫秒之间的那个很大的脉冲就是直达声,接下来看第二根红线后面紧跟一个较小的脉冲但很明显,那就是反射声,这样在图三两根红线之间就只剩下直达声了,软件中一些用到 Gate 法测量的曲线如:On Axis, 30 Degrees, 60 Degrees等,都是在时间窗限定的时间段内完成测量并绘制曲线的。所以,如何正确的设定时间窗是 Gate 法的关键。 首先,对所测单元或箱体进行一个脉冲信号的测量,将硬件按照频响曲线测量的连接方式进行连接, 软件方面,先调出所测资源 (单元或箱体 ,选择菜单的 Measure/Pulse response,这样,软件对应所测资源生成一个脉冲信号,因为本例使用的是 f5单元,所以图三信号的名称为 f5.Pulse 。调出刚测出的脉冲信号,由于脉冲的幅度相当小,刚调出时可能看不到,先 zoom out,然后用鼠标在 0附近画框,不断的放大, 直到看到较明显的脉冲信号为止, 调整到像图三一样容易分析为止。按照上面的设

功放机指标测试方法概要

文件名称:功放机电性能测试方法指引 文件编号:TPPEAV201105090001 版本号:A0版 受控状态: 是□否□ 拟制: 批准: 日期: 注: 1.目的 ——使QC岗位所有人员能按标准进行岗位操作,以便满足岗位能力要求;——使各岗位QC操作方法统一,避免操作方法不规范导致失误。 2.适用范围 ——使用于本厂所有质量管理人员及在岗QC。

功放机电性能测试方法指引 一、各声道额定输出功率测试方法: 1.测试所用基本设备仪器: 音频信号源负载盒双针毫伏表调压器 双踪示波器失真测试仪 2.测试条件: ~220V电压8Ω负载1KHz/500mv正弦波信号 各仪器按要求连接好。 3.测试步骤:(以主声道为例,其它声道测试方法同) a.将主音量逐步加大,看示波器上的波形有0.7%失真为宜,然后读出 双针毫伏表各指针此时所得到的伏度数;(要求主高音、低音、平 衡居中) b.此时双针毫伏表上各指针所得到的伏度数即为主声道额定输出伏度 (毫伏表上有两个读数具体到主左、右声道时可根据接仪器时的接 线而定); c.具体的输出功率再进行换算,我们在生产中只测出各声道额定输出 伏度即可; d.名词解释额定输出功率:也叫最大不失真输出功率,将被测功 放机置于~220V电压、8Ω负载、1KHz/500mv正弦波信号下将 音量逐步加大,看示波器上的波形有0.7%失真时读出双针毫伏表 各指针此时所得到的伏度数,然后进行换算所得到的功率。

e.毫伏表的量程根据各声道的输出功率而定,这样能准确反映测量值, 误差小,同时避免损坏仪器。 二、主左、右声道串音测试方法: 1.测试所用基本设备仪器: 音频信号源负载盒双针毫伏表调压器 双踪示波器 2.测试条件: ~220V电压8Ω负载1KHz/500mv正弦波信号 各仪器按要求连接好。 3.测试步骤:(要求主高音、低音、平衡居中) a.将主声道置于额定输出功率,读出左声道现在的dB数,记为L1【此 时L1的dB数计算方法为:若毫伏表在“30V/+30dB”档位,毫伏表 显示的左声道指针在-7dB,那么L1的读数为+30dB+(-7dB) =23dB】; b.然后拔掉左声道的输入信号,此时毫伏表上左声道的指针读数基本 为0,再逆时针旋转控制左声道的毫伏表量程钮,直到能读取毫伏 表左声道指针显示dB数为宜,此时的读数记为L2【此时L2的dB 数计算方法为:若毫伏表在“100mv/-20dB”档位,毫伏表显示的左 声道指针在-8dB,那么L2的读数为-20dB+(-8dB)= -28dB】; c. L1的绝对值加L2的绝对值即为右声道串左声道的声道串音(R/L) 【按a 、b两点给出的数据计算R/L=23 dB的绝对值+(-28dB) 的绝对值】;

音频指标简介及测试原理方法

音频指标测试均是针对有输入和输出的设备而言,就是声音信号经过了一个通道以后,输出与输入之间的差别。两者差别越小那么性能越好,而且在一般情况下声音经过某一个通道或某一系统后,一般都有对原信号的放大和衰减。 信噪比、失真率、频率响应这三个指标是音响器材的“基础指标”或“基本特性”,我们在评价一件音响器材或者一个系统水准之前,必须先要考核这三项指标,这三项指标中的任何一项不合格,都说明该器材或者系统存在着比较重大的缺陷 1、信噪比SNR(Signal to Noise Ratio): (1)简单定义:狭义来讲是指放大器的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的比,常常用分贝数表示,设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。一般来 说,信噪比越大,说明混在信号里的噪声越小,声音回放的音质量越高,否 则相反。信噪比一般不应该低于70dB,高保真音箱的信噪比应达到110dB以 上。音频信噪比是指音响设备播放时,正常声音信号强度与噪声信号 强度的比值 (2)计算方法:信噪比的计量单位是dB,其计算方法是10LG(PS/PN),其中Ps 和Pn分别代表信号和噪声的有效功率,也可以换算成电压幅值的比率关系:20LG(VS/VN),Vs和Vn分别代表信号和噪声电压的“有效值”。 (3)测量方法:信噪比通常不是直接进行测量的,而是通过测量噪声信号的幅度换算出来的,通常的方法是:给放大器一个标准信号,通常是0.775Vrms 或2Vp-p@1kHz,调整放大器的放大倍数使其达到最大不失真输出功率或幅度(失真的范围由厂家决定,通常是10%,也有1%),记下此时放大器的输出幅Vs,然后撤除输入信号,测量此时出现在输出端的噪声电压,记为Vn,再根据SNR=20LG(Vn/Vs)就可以计算出信噪比了. 或者是10LG(PS/PN),其中Ps和Pn分别代表信号和噪声的有效功率 计权:这样的测量方式完全可以体现设备的性能了。但是,实践中发现,这种测量方式很多时候会出现误差,某些信噪比测量指标高的放大器,实际听起来噪声比指标低的放大器还要大。经过研究发现,这不是测量方法本身的错误,而是这种测量方法没有考虑到人的耳朵对于不同频率的声音敏感性是不同的,同样多的噪声,如果都是集中在几百到几千Hz,和集中在20KHz以上是完全不同的效果,后者我们可能根本就察觉不到. 这样就引入了权的概念。噪声中对人耳影响最大的频段“权”最高,而人耳根本听不到的频段的“权”为0。这种计算方式被称为“A计权”,已经称为音响行业中普遍采用的计算方式。 2 、频响范围: (1)频率响应是指在振幅允许的范围内音响系统能够重放的频率范围,以及在此范围内信号的变化量称为频率响应。 (2)测试方法:要求输入信号幅值为一个固定值(要在动态范围之内,音响设备我们可以取100mv)。当输入信号为正常频率时(不能有失真,可以定位1KZ),记录这个时候的输出电压的大小V1。然后开始逐渐降低输入信号的频率,当降低到一定程度时,输出信号的幅值会开始减小。继续降低频率,直到输出电压为0.707V1

频响曲线实例

浅谈耳机频响曲线及其作用 对于非耳机行业的朋友来说频响曲线大家觉得比较陌生且较神秘。大家也喜欢说的一句话,管它什么曲线,耳朵收货即可。其实对于不是从事此行业的朋友,没兴趣的话其实没必要学浪费时间去了解自己不喜欢的东西,有兴趣的话多了解一些也没什么坏处。 一、认识频响曲线: 频率响应简称频响,英文名称是Frequency Response。频响曲线简单说就是通过电声测试仪内的信号发生器的输出稳定的电压及产生连续变化的频率(即扫频),通过耳机发出声音由L、R传声器输入回到电声测试仪处理,然后通过显示器显示出各频点的声压(或电平)形成的曲线。(如图一、二、三、六) 图一

图二

图三 国际电工委员会IEC581-10标准中高保真耳机频率响应不小于50Hz--12500Hz。目前市场上的耳机基本上频率响应范围20-20KHZ,有些优秀的耳机甚至达到6-51KHZ(Sennheiser HD800)。人耳能听到的频率范围20-20KHZ,低于20HZ次声波,高于20KHZ超声波,超出20-20KHZ人耳不易察觉。我们常说耳机低、中、高三频,根据国际电工协会IEC581-10标准,和我国的GB/T14277-93国家标准, 频段划分为: 30-150Hz为低频段, 150-500Hz为中低频段, 500-5KHz为中高频段, 5K-16KHz高频段。在20-20kHZ中如果细分可为7个频段,分别:极低频、低频、中低频、中频、中高频、高频、极高频。耳机各乐器和人声对应频率范围见如下图(图四),从下图可看出,低频比较典型的乐器大鼓,延伸到高频乐器如钢琴、管风琴、小提琴等等,还有乐器的泛音也是落在高频。中频范围

教你看懂音箱测频响曲线

教你看懂音箱测频响曲线

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前言: 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) [url=https://www.wendangku.net/doc/b0110235.html,/images/html/viewpic_pconline.htm?http://img3.pconlin https://www.wendangku.net/doc/b0110235.html,/pcon ... iy&subnamecode=home] [/url] 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。

【测试】频响指标以及测试方法

【关键字】测试 频响 频率响应 简称频响,英文名称是Frequency Response,在电子学上用来描述一台仪器对于不同频率的信号的处理能力的差异。同失真一样,这也是一个非常重要的参数指标。一个“完美”的 交流缩小器,应该在频响指标上具有如下的素质:对于任何频率的信号都能够保持稳定的缩小 率,并且对于相应的负载具有同等的驱动能力。显然这在目前技术水平下是完全不可能的,那么 针对不同的缩小器就有了不同的“前缀”,对于音频信号缩小器(功率缩小器或者小信号缩小 器)来说,我们还应该加上如此的“前缀”:在人耳可闻频率范围内以及“可能”影响到该范围 内的频率的信号。这个范围显然缩小了很多,我们知道,人耳的可闻频率范围大约在20~20KHz, 也就是说只要缩小器对这个频率范围内的信号能够达到“标准”即可。实际上,根据研究表明, 高于这个频段以及部分低于这个频段的一些信号虽然“不可闻”,但是仍然会对人的听感产生影 响,因此,这个范围还要再扩大,在现代音频领域中,这个范围通常是5~50KHz,某些高要求的放 大器甚至会达到0.1~数百KHz。 但是,上述要求表面上好像是比“完美”低了很多,却仍然是“不可能完成的任务”,目前我们 连这样的要求也不可能达到。于是,就有了“频响”这个指标。(附言:指标本身就代表着“不 完美”,如果一切都“完美”了,指标也就没有存在的理由了。) 缩小器有两种失真:线性失真和非线性失真。我们通常把后者叫做“失真”,而把前者用其它方 式表达出来。非线性失真我们已经知道了是一种什么情况了。而线性失真就是指频率和相位方面 的“误差”,即频率失真和相位失真。 频率失真及其产生原因 频率失真是一种“线性失真”,意思是说,发生这种失真时缩小器的输出信号波形和输入波形仍 然是“相似形”,它不会使缩小器对要处理的信号产生“形变”。一个单纯的频率失真可以看成 缩小器对于不同频率的信号缩小倍数不同,例如,1个十倍缩小器,对1KHz的信号的缩小倍数是10 倍,而对于10KHz的交流信号可能缩小倍数就变成了9.99倍,于是,我们就可以说这台缩小器有频 率失真了。在电声学上,我们把这种现象称为“频响曲线的不平直”,这里面的“曲线”我们稍

频率响应振动抑制增益调整

频率响应原理 1.简介: 在伺服调试过程中,会经常用到频率响应曲线,特别是振动抑制,电流环HRV,HRV 过滤器等,甚至评价机械刚性的高低都是采用该曲线进行分析,在所有的介绍[SERVO GUIDE]的资料中,几乎每个调试步骤中都可能用到频率响应曲线(波形)。可以说,不会使用频率响应曲线就不能正确的进行伺服参数的调整(当然不包括基本参数的设定),以及在一些介绍有关高速高精度参数的调整中也会有应用。分析好了该曲线,进行伺服调试就会得心应手。所以,在进行伺服系统调试时应该了解一下伺服控制中频率响应的基本原理。 2.信号采集: `从下面的控制框图中获得 上述框图中,将输入信号和输入信号取出如下。 幅度变化 相位变化 由于增益的大小不同,输出信号幅度和相位随着频率的增高,发生相应的变化,产生衰减或迟后,或者由于共振产生突然变大。

3. 幅频和相频特性曲线 1.根据上述的曲线,将输入信号和输出信号的幅度比较,按下面公式计算: 输出信号幅度 幅度频率响应=20Log 10 (dB) 输入信号幅度 如果输出信号幅度=输入信号幅度,则,GAIN=0dB 。 将频率作为横坐标,幅度作为纵坐标,画出幅-频响应曲线如下: (dB) 2.同样,将输入信号和输出信号的相位进行比较。 计算公式如下: 输出信号相位 相位频率响应=20Log 10 (deg ) 输入信号相位 如果输出信号幅度=输入信号幅度,则,GAIN=0deg 。画出幅-频响应曲线如下: 4. 实际机床的幅频和相频特性 在伺服控制中,伺服增益(V-GAIN )一般为PK1V 和PK2V ,对应的参数如下: PK1V=NO.2043 * ((256+NO2021)/256) PK2V= NO.2044* ((256+NO2021)/256) VG= ((256+NO.2021)/256)*100% PK1V=NO.2043* VG PK2V=NO.2044*VG

耳机HIFI基础之如何看指标 (三)频响

耳机HIFI基础之如何看指标(三)频响 任何交流信号都有3个基本特征:幅度、频率、相位。用能量的观点来看,幅度代表能量的高低,频率代表能量变化的周期规律,相位则和频率相对应,代表能量变化的时间顺序(后叙)。 频率响应,简称频响,英文名称是Frequency Response,在电子学上用来描述一台仪器对于不同频率的信号的处理 能力的差异。同失真一样,这也是一个非常重要的参数指标。一个“完美”的交流放大器,应该在频响指标上具有如下的素质:对于任何频率的信号都能够保持稳定的放大率,并且对于相应的负载具有同等的驱动能力。显然这在目前技术水平下是完全不可能的,那么针对不同的放大器就有了不同的“前缀”,对于音频信号放大器(功率放大器或者小信号放大器)来说,我们还应该加上如此的“前缀”:在人耳可闻频率范围内以及“可能”影响到该范围内的频率的信号。这个范围显然缩小了很多,我们知道,人耳的可闻频率范围大约在20~20KHz,也就是说只要放大器对这个频率范围内的信号能够达到“标准”即可。实际上,根据研究表明,高于这个频段以及部分低于这个频段的一些信号虽然“不可闻”,但是仍然会对人的听感产生影响,因此,这个范围还要再扩大,在现代

音频领域中,这个范围通常是5~50KHz,某些高要求的放大器甚至会达到0.1~数百KHz。 但是,上述要求表面上好像是比“完美”低了很多,却仍然是“不可能完成的任务”,目前我们连这样的要求也不可能达到。于是,就有了“频响”这个指标。(附言:指标本身就代表着“不完美”,如果一切都“完美”了,指标也就没有存在的理由了。) 放大器有两种失真:线性失真和非线性失真。我们通常把后者叫做“失真”,而把前者用其它方式表达出来。非线性失真我们已经知道了是一种什么情况了。而线性失真就是指频率和相位方面的“误差”,即频率失真和相位失真。频率失真及其产生原因频率失真是一种“线性失真”,意思是说,发生这种失真时放大器的输出信号波形和输入波形仍然是“相似形”,它不会使放大器对要处理的信号产生“形变”。一个单纯的频率失真可以看成放大器对于不同频率的信号放大 倍数不同,例如,1个十倍放大器,对1KHz的信号的放大倍数是10倍,而对于10KHz的交流信号可能放大倍数就变成了9.99倍,于是,我们就可以说这台放大器有频率失真了。在电声学上,我们把这种现象称为“频响曲线的不平直”,这里面的“曲线”我们稍后再讲。

频率响应的波特图分析

《模拟集成电路基础》课程研究性学习报告频率响应的波特图分析

目录 一.频率响应的基本概念 (2) 1. 概念 (2) 2. 研究频率响应的意义 (2) 3. 幅频特性和相频特性 (2) 4. 放大器产生截频的主要原因 (3) 二.频率响应的分析方法 (3) 1. 电路的传输函数 (3) 2. 频率响应的波特图绘制 (4) (1)概念 (4) (2)图形特点 (4) (3)四种零、极点情况 (4) (4)具体步骤 (6) (5)举例 (7) 三.单级放大电路频率响应 (7) 1.共射放大电路的频率响应 (7) 2.共基放大电路的频率响应 (9) 四.多级放大电路频响 (10) 1.共射一共基电路的频率响应 (10) (1)低频响应 (11) (2)高频响应 (12) 2.共集一共基电路的频率响应 (13) 3.共射—共集电路级联 (14) 五.结束语 (14)

一.频率响应的基本概念 1.概念 我们在讨论放大电路的增益时,往往只考虑到它的中频特性,却忽略了放大电路中电抗元件的影响,所求指标并没有涉及输入信号的频率。但实际上,放大电路中总是含有电抗元件,因而,它的增益和相移都与频率有关。即它能正常工作的频率范围是有限的,一旦超出这个范围,输出信号将不能按原有增益放大,从而导致失真。我们把增益和相移随频率的变化特性分别称为幅频特性和相频特性,统称为频率响应特性。 2.研究频率响应的意义 通常研究的输入信号是以正弦信号为典型信号分析其放大情况的,实际的输入信号中有高频噪声,或者是一个非正弦周期信号。例如输入信号i u 为方波,s U 为方波的幅度,T 是周期, 0/2ωπ=T ,用傅里叶级数展开,得...)5sin 5 1 3sin 31(sin 22000++++= t t t U U u s s i ωωωπ 各次谐波单独作用时电压增益仍然是由交流通路求得,总的输出信号为各次谐波单独作用时产生的输出值的叠加。但是交流通路和其线性化等效电路对低频、中频、高频是有差别的,这是因为放大电路中耦合电容、旁路电容和三极管结电容对不同频率的信号的复阻抗是不同的。电容C 对K 次谐波的复阻抗是C jK 0/1ω,那么,放大电路对各次谐波的放大倍数相同吗?放大电路总的输出信号能够再现输入信号的变化规律吗?也就是放大电路能够不失真地放大输入信号吗?为此,我们要研究频率响应。 3.幅频特性和相频特性 幅频特性:放大电路的幅值|A|和频率f(或角频率ω)之间的关系曲线,称为幅频特性曲线。由于增益是频率的函数,因此增益用A (jf )或A (ωj )来表示。在中频段增益根本不随频率而变化,我们称中频段的增益为中频增益。在中频增益段的左、右两边,随着频率的减小或增加,增益都要下降,分别称为低频增益段和高频增益段。通常把增益下降到中频增益的0.707倍(即3dB )处所对应的频率称为放大电路的低频截频(也称下限频率)L f 和高频截频(也称上限频率)H f ,把L H f f BW -=称为放大器的带宽。 相频特性:放大电路的相移?和频率f(或角频率ω)之间的关系曲线,称为相频特性曲线。

收音机(FMAM)的基本原理及相关重要指标定义、标准及具体测试方法

收音机(FM/AM)的基本原理及相关重要指标定义、标准及具体测试方法 第一节A M BAND (调幅式收音机) 基本原理 广播电台将声音信号加到高频电波上即“调制”,意思即用音频信号去调制高频电信号,使高频信号的幅度、频率或相位随音频信号的变化而变化。“连载”音频信号的高频信号即“载波”。 所谓“调幅”是使高频载波的幅度随音频信号的变化而变化。但载波的频率不变,经调幅后产生的信号为“调幅波”。 收音机调试位说明 1.中频位(IF位) 1、中频位有AM中频和FM中频,统称IF位,IF位主要是用来调较中频频率和增益的,按规定AM中频一般为450KHZ/455KHZ/465KHZ 、FM为10.7MHZ。 2、IF位需用仪器:AM中频信号仪、FM中频信号仪、高频示波器、信号衰减器。 3、按图接好仪器与机架 接 F F.M A.M F.R A.R

信号仪上的信号点信号(M)经开关W1转换后,输入到高频示波器背后信号点输入端,为示波器提供频率标点;信号仪上的水平信号(S)经开关W2转换后,输入到高频示波器背后的水平输入端,为示波器提供较机水平线。AM IF信号(ARF)经衰减器调节后从天线(AM COIL)次级输入;FM IF信号(FRF)经衰减器调节后接到机板的FM 19圈半输入(或者接到天线输入端)。AM、FM的振荡用104电容短路接地,输出检波/鉴频信号经104 电容耦合接高频示波器INPUT端。 4、将样机放入机架上(样机调试方法后面介绍)调节衰减器、示波器,使AM/FM波形适中且信号不能过强,否则看不出低机,样机波形用标记贴于示波器上,方便较机员鉴别好坏机。 5、IF位波形AM中频要求455时, 把455调FM中频要求10.7时,把10.7 调 到峰点即可,波形如下:到中点即可,波形如下: 6、调较方法:将机板放入机 架,功能制打到收音位置,波段 制打到FM位置,信号仪转换开关打到FM位置,调节FM中频周,如蓝周、橙周等,使波形增益、频率达到样机以上要求,然后再将波段制/信号仪转换开关打到AM位置,调节AM中频周,如(黄周、白周等),使AM波形增益、频率达到样板机要求,波形不应失真。 2、KC位 AM IF FM IF

频响曲线

扬声器的频率特性 扬声器的锥盆具有一定的刚性,它在低频段可以看做一个刚体,但当扬声器的工作频率增高时,扬声器的锥盆就不再是一个刚体,锥盆将出现分割运动。此外扬声器的锥盆和折环在振动叶还会出现相互干扰的现象。由于这些原因,当我们将不同频率的音频信号输给扬声器单元时,虽然音频信号电压保持不变,扬声器单元辐射出的声压却随着信号频率的不同而变化。扬声器的频率特性揭示了扬声器单元对不同频率的声波的辐射能力,因此,它是扬声器的重要参数之一,扬声器的频率特性可以通过频响曲线,有效频率范畴,不均匀度这三个方面综合表示。 扬声器的频响曲线 频响曲线是一条记录在频宽为5CM或10CM纸上的连续不规则的曲线,记录纸上的X轴表示输入扬声器单元的电信号频率,Y轴表示被测扬声器单元在不同频率范围的电信号时所产生的声压级,我们人耳可以听到的声压级范围相当大,从耳朵刚能听到的到耳朵感到疼痛时的声压级上下相差一百万倍,如此宽大的声压级变化范围直接用声压进行测量和比较是十分的不利的。人们在试验中发现,人耳的听觉特性具有指数特性能,用指数形式来表示声压级大小,从客观上也能符合人的听觉分辨力。声压级的单位是分贝(DB)它在音响技术中是一个相当有用的度量单位。某一发声体的声压级可用该发声体所产生的有效的声压P 与基准声压PR的比值常用对数乘以20来表示。这里的基准声压是大多数听力正常的人刚能听到频率为1000HZ的声音时该声音的声压,我们通常将人耳刚能听到的声压定为0DB,那么我们感觉到震耳欲聋时的声压级只有140DB,由此可见对数形式表示打印机的大小可以使声压级测量的比较变得十分的简单。扬声器的频响曲线大多都在消声室测得的,被测扬声器放在固定的消声室的障板上测量话筒放置在被测扬声器的同轴上,目前大多数的扬声器的频响曲线上在1M1W 的条件下测得的,信号发生器的输出信号经功率放大器放大反馈送到被测扬声器,被测扬声器辐射出的声信号被测量话筒接收后转变成为电信号经测量放大器处理后送至点评记录仪。当信号发生器的输出信号频率发生变化时,扬声器声压发生的相应的变化就同步的记录在电平记录仪上,这就是测扬声器的频响曲线。

功放电路性能指标及测试方法

1. 功放电路性能指标及测试方法 功率放大器的性能指标很多,有输出功率、频率响应、失真度、信噪比、输出阻抗、阻尼系数等,其中以输出功率、效率、频率响应、输入灵敏度、信噪比等项目指标为主。配备必要的仪器仪表主要有:音频信号发生器、音频毫伏表、示波器、失真度测量仪等。 (1)输出功率是指功放输送给负载的功率,以瓦(W )为基本单位。功放在放大倍数和负载一定的情况下,输出功率的大小由输入信号的大小决定,包括最大输出功率和额定输出功率两种。 额定输出功率:指在一定的谐波失真指标内,功放输出的最大功率。应该注意,功放的负载和谐波失真指标不同,额定输出功率也随之不同。通常规定的谐波失真指标有1%和10%。由于输出功率的大小与输入信号有关,通常测量时给功放输入频率为1KHz 的正弦信号,测出等阻负载电阻上的电压有效值o U ,此时功放的输出功率o P 可表示为 : 2o o =L U P R (4-1-4) 式中L R 为等效负载的阻抗。这样得到的输出功率,实际上为平均功率OAV P 。当输入信号幅度逐渐增大时,功放开始过载,波形削顶,谐波失真加大。谐波失真度为10%时的平均功率,称为额定输出功率,亦称最大有用功率或不失真功率。 最大输出功率:在上述情况下不考虑失真的大小,给功放输入足够大的信号,功放所能输出的最大功率称为最大输出功率。额定输出功率和最大输出功率是我国早期功放产品说明书上常用的两种功率。通常最大输出功率是额定功率的2倍。 2 L Uom Pom R (4-1-5) 其中,Uom 为放大器的最大输出电压有效值。 功放电路功率测量线路如图4-1-4所示,示波器用于监视波形失真之用,MV 表示音频毫伏表,L R 是负载电阻,O U 、I U 分别表示输出和输入信号电压。

收音机指标测试方法及仪器

收音机指标测试方法及仪器一、仪器 1:双踪示波器 2:失真仪 3:双针毫伏表 4:电源 5:高频信号发生器 6:低频信号发生器 二、测试方法

FM指标测试 1:最大灵敏度 将高频信号发生器发射90MHz频率,调制度 KHz,调制频率1KHz,被测机也调到90MHz的接收频率,电位器开到最大,调节高频信号发生器的输出电平,使毫伏表的指针指到标准输出,此时高频信号发生器的dB数即是最大灵敏度。 2:-30DB实用灵敏度 将高频信号发生器发射90MHz频率,调制度 KHz,调制频率1KHz,被测机也调到90MHz的接收频率,调节高频信号发生器的输出电平(假设20dB),此时调节被测机电位器使毫伏表的指针指到0dB,去调制,调节毫伏表的旋扭倒腿三挡,此时看毫伏表的指针是否指到0dB,若指针未到0dB,则降低高频信号发生器的输出dB数,若指针超过0dB,则提高高频信号发生器的输出dB数再重测,直到毫伏表的指针指到0dB,此时高频信号发生器的输出dB数为-30dB实用灵敏度。 3:-3DB极限灵敏度 将高频信号发生器发射98MHz频率,调制度 KHz,调制频率1KHz,调制电平60dB,被测机也调试到98MHZ的接收频率,调节被测机电位器使毫伏表的指针指到0dB,降低高频信号发生器的调制电平,使毫伏表的指针降低3dB,此时高频信号发生器的输出dB数为-3dB极限灵敏度。 4:IF中频频率 将高频信号发生器发射90MHz频率,调制度 KHz,调制频率1KHz,被测机也调到90MHz的接收频率。电位器开到最大,此时将高频信号发生器发射的中频频率,调节高频信号发生器的输出电平,使毫伏表的指针指到标准输出。再细调高频信号发生器的发射频率,使毫伏表的指针指到最高,此时高频信号发生器的发射频率即为IF中频频率。 5:中频抑制 将高频信号发生器发射90MHz频率,调制度 KHz,调制频率1KHz,被测机也调到90MHz的接收频率,电位器开到最大,调节高频信号发生器的输出电平,使毫伏表的指针指到标准输出,(即为最大灵敏度,读取其dB数)。此时将高频信号发生器发射的中频频率,调节高频信号发生器的输出dB数,使毫伏表的指针指到标准输出,此时读取的dB数减去最大灵敏度读取的dB数之差即为中频抑制。 6:假像抑制 将高频信号发生器发射106MHZ频率,调制度 KHZ,调制频率1KHz,被测机也调到106MHz的接收频率,电位器开到最大,调节高频信号发射器的输出电平,使毫伏表的指针指到标准输出,(即为最大灵敏度,读取其dB数)。此时将高频信号发生器发射106+=的频率,调节高频信号发射器的输出dB数,使毫伏表的指针指到标准输出,此时读取的dB数减去最大灵敏度读取的dB数之差即为假像抑制。 7:信噪比 将高频信号发生器发射90MHz频率,调制度 KHz,调制频率1KHz,调制电平60dB,被测机也调到90MHz 的接收频率,调节被测机电位器使毫伏表的指针指到0dB,去调制,倒腿毫伏表的旋扭(倒腿一档是十dB),使指针指到0DB。在毫伏表上读取倒退的dB数即为信噪比。 8:AM抑制 将高频信号发生器发射98MHz频率,调制度 KHz,调制频率1KHz,调制电平60dB,被测机也调到98MHz 的接收频率,调节被测机电位器使毫伏表的指针指到标准输出,此时将调制度 KHz改为AM调制度30%, 提高高频信号发生器的输出dB数,使毫伏表的指针指到标准输出,最后读取高频信号发射器的输出dB数

教你看懂音箱测试的频响曲线

前言: 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) [url= ... iy&subnamecode=home] [/url] General performance: Excellent Frequency range Response From 20 Hz to 20 kHz, dB, + From 40 Hz to 15 kHz, dB, + 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, +(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。 2回顶部 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。

音频客观测量指标概念(全)

音频客观测量指标概念 音频指标简介及测试原理方法 音频指标测试均是针对有输入和输出的设备而言,就是声音信号经过了一个通道以后,输出与输入之间的差别。两者差别越小那么性能越好,而且在一般情况下声音经过某一个通道或某一系统后,一般都有对原信号的放大和衰减。 信噪比、失真率、频率响应这三个指标是音响器材的“基础指标”或“基本特性”,我们在评价一件音响器材或者一个系统水准之前,必须先要考核这三项指标,这三项指标中的任何一项不合格,都说明该器材或者系统存在着比较重大的缺陷 1、信噪比SNR(Signal to Noise Ratio):(1)简单定义:狭义来讲是指放大器的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的比,常常用分贝数表示,设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。一般来说,信噪比越大,说明混在信号里的噪声越小,声音回放的音质量越高,否则相反。信噪比一般不应该低于70dB,高保真音箱的信噪比应达到110dB 以上。音频信噪比是指音响设备播放时,正常声音信号强度与噪声信号强度的比值 (2)计算方法:信噪比的计量单位是dB,其计算方法是10LG(PS/PN),其中Ps和Pn 分别代表信号和噪声的有效功率,也可以换算成电压幅值的比率关系:20LG(VS/VN),Vs和Vn分别代表信号和噪声电压的“有效值”。 (3)测量方法:信噪比通常不是直接进行测量的,而是通过测量噪声信号的幅度换算出来的,通常的方法是:给放大器一个标准信号,通常是0.775Vrms或2Vp-p@1kHz,调整放大器的放大倍数使其达到最大不失真输出功率或幅度(失真的范围由厂家决定,通常是10%,也有1%),记下此时放大器的输出幅Vs,然后撤除输入信号,测量此时出现在输出端的噪声电压,记为Vn,再根据SNR=20LG(Vn/Vs)就可以计算出信噪比了. 或者是10LG(PS/PN),其中Ps和Pn分别代表信号和噪声的有效功率 计权:这样的测量方式完全可以体现设备的性能了。但是,实践中发现,这种测量方式很多时候会出现误差,某些信噪比测量指标高的放大器,实际听起来噪声比指标低的放大器还要大。经过研究发现,这不是测量方法本身的错误,而是这种测量方法没有考虑到人的耳朵对于不同频率的声音敏感性是不同的,同样多的噪声,如果都是集中在几百到几千Hz,和集中在20KHz以上是完全不同的效果,后者我们可能根本就察觉不到. 这样就引入了权的概念。噪声中对人耳影响最大的频段“权”最高,而人耳根本听不到的频段的“权”为0。这种计算方式被称为“A计权”,已经称为音响行业中普遍采用的计算方式。 2 、频响范围:(1)频率响应是指在振幅允许的范围内音响系统能够重放的频率范围,以及在此范围内信号的变化量称为频率响应。 (2)测试方法:要求输入信号幅值为一个固定值(要在动态范围之内,音响设备我们可以取100mv)。当输入信号为正常频率时(不能有失真,可以定位1KZ),记录这个时候的输出电压的大小V1。然后开始逐渐降低输入信号的频率,当降低到一定程度时,输出信号的幅值会开始减小。继续降低频率,直到输出电压为0.707V1时,记下此时的频率F1,那么该频率就是此通道的最低响应频率。

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