【文章內(nèi)容簡介】 值表示，即在最大不失真信號(hào)的若干分貝以下，取正值就是信噪比。噪聲大的設(shè)備會(huì)將小信號(hào)淹沒，丟失許多信號(hào)細(xì)節(jié)，因此噪聲應(yīng)該越小越好。噪聲也是有頻帶的，有時(shí)可能頻帶很寬，但我們計(jì)量時(shí)一般只取音頻范圍，而且要用人耳的敏感曲線（A計(jì)權(quán)）去均衡，可以得到實(shí)用的，也是更好看的噪聲指標(biāo)。例如120dB的噪聲表示噪聲有效值是最大不失真信號(hào)的百萬分之一，差不多是現(xiàn)代聲卡、放大器所能達(dá)到的最好水平。而80dB 的噪聲表示噪聲有效值是最大不失真信號(hào)的一萬分之一，只能算一般水平。噪聲的測量是比較簡單的，只需測量無輸入信號(hào)時(shí)的輸出電平即可，不過要注意應(yīng)該將設(shè)備的增益調(diào)節(jié)到最大不失真狀態(tài)，否則會(huì)給出虛假的高指標(biāo)。這在任何測試系統(tǒng)里都是一樣的。在用FFT分析時(shí)可以引入“分段噪聲”的概念，與我們聽音的要求是不一樣的。例如某系統(tǒng)的噪聲是85dBA，那么一般認(rèn)為85dB以下的信號(hào)就無法還原了。但事情并沒有那么簡單，85dBA的噪聲到底是由哪些頻段產(chǎn)生的呢？圖4 讓我們看一看噪聲頻譜分析的情況。如圖4，這是一個(gè)典型的主板集成聲卡的噪聲頻譜，由Adobe Audition分析出的結(jié)果。，可以說是相當(dāng)差的結(jié)果，而且二者是吻合的。由圖中我們可以看出，其噪聲能量大部分分布在300Hz以下，而且主要是由50Hz和75Hz的諧波產(chǎn)生的，可以推斷是交流電源和顯卡的干擾造成的，而其余頻段則能量小得多，到 1KHz以上都在86dB以下。這就是“分段噪聲”的體現(xiàn)。怎么理解上述的分析結(jié)果呢？簡單的辦法就是將上述曲線看作“掩蔽曲線”（峰谷多的地方取峰值頂點(diǎn)連線），凡是頻譜在此曲線以下的信號(hào)都是不可能正確還原的。比如在1KHz以上80dB的信號(hào)就可以還原（當(dāng)然質(zhì)量不高），由FFT分析檢測出來，實(shí)際上人耳也有類似的檢測能力，只不過由于掩蔽效應(yīng)，靈敏度比計(jì)算機(jī)的精確FFT分析要低很多。動(dòng)態(tài)范圍是指設(shè)備能夠處理的最大信號(hào)與最小信號(hào)的比值。這個(gè)概念容易與“信噪比”的概念混淆，那么二者有什么區(qū)別呢？可以理解，小于噪聲幅度的信號(hào)是無法正確還原的，但是有的設(shè)備能夠在無信號(hào)或信號(hào)特別低時(shí)從某些環(huán)節(jié)將噪聲連同小信號(hào)切除，從而得出更好的信噪比指標(biāo)（這就是“動(dòng)態(tài)降噪”的基本原理）。這時(shí)實(shí)質(zhì)上還是無法正確處理小信號(hào)的，而動(dòng)態(tài)范圍的測量就可以避免這樣的人為優(yōu)化。動(dòng)態(tài)范圍的測量是用一個(gè)小信號(hào)（一般用60dB/1000Hz 的正弦波）輸給設(shè)備，然后濾除信號(hào)，測量其余頻率的噪聲和諧波水平，再用最大信號(hào)與之相比，結(jié)果就是動(dòng)態(tài)范圍。可以預(yù)見動(dòng)態(tài)范圍一般要低于信噪比，但在沒有特殊電路或軟件處理噪聲的情況下，一般二者差距不大，可以互相參考。圖5給出了動(dòng)態(tài)范圍測試的結(jié)果。這里基本沒有產(chǎn)生大于噪聲的諧波，因此動(dòng)態(tài)范圍和信噪比是基本一樣的。圖5 需要指出，測量出的動(dòng)態(tài)范圍與“理論上”的動(dòng)態(tài)范圍是不同的。例如現(xiàn)在的數(shù)字音源，大多用數(shù)字信號(hào)能夠還原的理論值來標(biāo)注，例如CD的動(dòng)態(tài)范圍96 dB ，DVD采用24bit記錄能達(dá)到144dB！實(shí)際上由于模擬器件的限制，那樣的指標(biāo)是根本不可能實(shí)現(xiàn)的，你只需測試一下其噪聲水平就知道了。只不過目前音像節(jié)目后期制作大部分都是用計(jì)算機(jī)數(shù)字處理的，在許多環(huán)節(jié)的處理過程中用高比特可以盡量避免信號(hào)劣化。（實(shí)際上甚至可能用48bit量化來處理?。? 總諧波失真THD總諧波失真是指由輸入信號(hào)激發(fā)的其它頻率的能量總和，是典型的非線性失真。其測量方法是輸入一個(gè)強(qiáng)信號(hào)（一般為3dB/1000Hz，略低于最高值，防止削頂而產(chǎn)生大量諧波），然后測量其余頻率的總能量與信號(hào)能量的比值?？梢岳斫?，總諧波失真越小，設(shè)備的保真度越高，信號(hào)的純度越高。特別對(duì)于晶體管電路，其諧波成分大部分為奇次即基波的7倍，失真大時(shí)使聲音發(fā)毛刺耳，很不耐聽，因此該指標(biāo)值越小越好。而電子管電路有些例外，其諧波成分以偶數(shù)為主，結(jié)果使聲音顯得溫暖、甜潤，結(jié)果雖然失真較大卻挺討人喜歡，但這已涉及到人的主觀感受而不是嚴(yán)格的高保真概念了。傳統(tǒng)的測試方法THD只測1000 Hz，這其實(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，許多設(shè)備在不同的頻段THD值差別很大，特別是在電聲測試時(shí)，一個(gè)頻點(diǎn)根本不可能反映全貌。好在這里介紹的三個(gè)軟件都可以方便地改變THD測試信號(hào)的頻率并很快得出希望的計(jì)算結(jié)果，特別是RMAA的聲學(xué)測量同時(shí)附帶全音頻范圍THD測量功能（實(shí)際可以單測3次諧波，也可以是 THD+N，即包含噪聲），可以生成一條THD曲線，如圖6所示為THD+N，直觀地顯示出THD變化的規(guī)律。圖6 . 互調(diào)失真IMD互調(diào)失真是由兩個(gè)頻率互相調(diào)制，相加相減，再加減其結(jié)果而產(chǎn)生的一系列諧波。當(dāng)然了，本來沒有的東西，還是越少越好。有些設(shè)備的頻響很好，但互調(diào)失真很嚴(yán)重，結(jié)果表現(xiàn)為音質(zhì)不好聽。標(biāo)準(zhǔn)的IMD測試常用的測試信號(hào)有兩種，分別為250/8020 Hz和60/7000 Hz按4/1的比例混合。與THD測試一樣，軟件的取值范圍是很廣的，可以進(jìn)行自由的設(shè)置。. 通道分離度通道分離度是指各聲道間互相干擾的隔離能力，也不必多言，當(dāng)然越高越好了。隨著數(shù)字音響系統(tǒng)取代普通磁帶錄放機(jī)，數(shù)字環(huán)繞聲代替模擬系統(tǒng)，獲得高的通道分離度已困難不大，關(guān)鍵在于AD/DA和模擬電路的性能。5. 聲學(xué)測量先解釋一下本文所涉及的兩個(gè)概念：音頻測量和聲學(xué)測量。音頻測量是廣義的，一切有關(guān)音頻指標(biāo)的測量都包含在內(nèi)，包括電路測量和聲學(xué)測量；而聲學(xué)測量是指涉及到電聲轉(zhuǎn)換設(shè)備的測量，如揚(yáng)聲器、音箱、耳機(jī)、麥克風(fēng)等的測量。聲學(xué)測量常常需要用到標(biāo)準(zhǔn)的麥克風(fēng)和放大電路，比較專業(yè)化，也比純電路測量要復(fù)雜得多，大多涉及到環(huán)境的影響，因此將其單獨(dú)列出來討論。. 揚(yáng)聲器/音箱阻抗阻抗測試是與一般電路測試類似的電聲測試項(xiàng)目，不需要電聲轉(zhuǎn)換輸入（傳聲器），因此測試也比較方便。測試信號(hào)為線性或?qū)?shù)掃頻，用于計(jì)算揚(yáng)聲器電參數(shù)時(shí)可以只取到幾百赫茲的低頻，以便快速完成測試。典型的測試電路如圖7所示，只需要用一臺(tái)功放和一只標(biāo)準(zhǔn)電阻接入測試回路即可，即給揚(yáng)聲器提供一個(gè)10mA恒流掃頻信號(hào)來記錄其兩端的電壓曲線，從而求得阻抗曲線。用揚(yáng)聲器阻抗曲線可以計(jì)算出幾個(gè)重要的參數(shù)，如諧振頻率“Fo” 和揚(yáng)聲器的“Qo”值，即品質(zhì)因數(shù)等。具體的測試原理和計(jì)算方法許多書籍和文章都有介紹，但方法有所出入，有些存在缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，得不到精確的結(jié)果。這里介紹一套比較詳細(xì)和精確的計(jì)算方法，詳情見下節(jié)。圖7音箱測試與揚(yáng)聲器測試原理一樣，典型的音箱阻抗曲線如圖8所示。對(duì)于目前最常見的倒相式音箱，其低頻揚(yáng)聲器阻抗特性有一個(gè)特點(diǎn)，那就是雙諧振峰。這是由于倒相管的諧振耦合到了揚(yáng)聲器上，使其除頻率較高的揚(yáng)聲器振動(dòng)系統(tǒng)諧振峰外在較低的頻率增加了一個(gè)諧振峰。根據(jù)倒相式音箱的設(shè)計(jì)理論，當(dāng)兩個(gè)峰值相等時(shí)倒相管處于正確的諧振狀態(tài)，如果第一諧振峰低，則說明倒相管太細(xì)太長，反之則證明倒相管太粗太短。根據(jù)這一原則，我們可以方便地對(duì)音箱倒相管的狀態(tài)進(jìn)行檢測調(diào)整。圖中給出了一個(gè)正確設(shè)計(jì)的倒相音箱的低頻阻抗分析曲線，由AdobeAudition生成。當(dāng)然也有雙諧振峰不等而造成特殊效果的設(shè)計(jì)，不過無論如何，知道阻抗曲線對(duì)了解音箱的低頻