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关于音箱的频率及功率检测标准

编辑:美妙科技日期:2017-08-04 浏览:


由于频率响应对音箱质量极为重要,因此在“声音再现”中进行了大量讨论,为了解我们如何听到该响应,评估系统响应时要寻找什么,系统的各种频率响应可以指示什么以及等等。这对于评估音频系统的性能指标非常关键,对它的深入了解可以使人们仅通过查看一组详细的频率响应测量值即可知道音频系统的声音。

如何判断参数45Hz-20KHz的音箱甲,还是频响范围20Hz-25KHz的音箱乙? 事实上,这些数据提供的信息根本不足以让我们做出任何的评价。如果脱离了具体的情境和其它的数据,一组单独的数据没办法告诉你太多关于真实音质的情况。因为决定音箱频率表现的最重要的因素,不是它的宽度或范围,而是它是否能把所有可听见的频率的回放音量都回放到和当初录制的时候一样。但频响测量是一个不完美的科学。同一个音箱在两个不同的实验室测量,会产生不同的响应曲线。频响测量是一个不完美的科学。同一个音箱在两个不同的实验室测量,会产生不同的响应曲线。十分完美频响曲线的目的可能更多的是展示商业的目的。

频响参数只是用于评价扬声器表现的一个很鸡肋的预测数据。尽管一个频响曲线能更有用一些,但是它仍然缺少了重要的时间测量数据。不管频响数据被你解读地有多么熟练,它始终是评价音箱的许多方面之一。只有傻瓜才会仅仅靠着测量数据去设计音箱,只有更傻的傻瓜才会只靠主观听音去设计音箱。

除了频响之外,评价一个音箱还有太多需要考虑的东西,比如它的指向性和结像、动态范围和细节分辨率以及大小、外观和价格。所以MLSSA声学测量方法(Maxi mum Length Sequence System Analyzer最大长度序列系统分析)应运而生。看看下面带有时间轴的瀑布图和相位响应图。他带了更多的思考。在时域分析中,音箱系统包括静态性能指标和动态性能指标。虽然这些频域性能指标没有时域性能指标那样直观,但对于二阶系统而言,它们与时域性能指标间有着确定的对应关系;在高阶系统中,只要存在一对闭环主导极点,则它们也有着近似的对应关系。

 

                                               

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另外不得不说的是音箱频响测量与图示。

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音箱甲                                           音箱乙

这是一只音箱完全相同的图表。不同之处在于选择显示收集的数据的方式,两条曲线上的数据完全相同。该测量是在距右前基准扬声器(RBH Sound T-30LSE)2.44米(8英尺)的房间内进行的。测量没有时间限制,因此处于稳定状态,因此房间会影响测量。上面两个图表之间的唯一区别是dB标度,即垂直轴。甲图的垂直轴比例为24dB,而乙图的垂直轴比例为120dB(业内工程师称为营销曲线)。垂直轴上的比例尺(动态范围)越大,您看到的有关测量的细节越少。所谓的“专业”评论都愿意使用120dB或更大的比例来给在查阅者的扬声器带来平滑的线性响应的错觉。我们更喜欢扬声器测量使用60dB标度,并且如果我们要放大问题区域,通常会使用较小的垂直标度。大多数工程师使用由声音测量公司Bruel&Kjaer推荐的40或50dB的对数刻度来显示数据。

 

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我们经常看到有标+/- 3 dB频响曲线说明的图例或是参数。“+/-3 dB”指标主要是来描述系统的平坦度,而不是用来形容音箱在高音或低音区域有多强的频率扩展能力。如果以+/-3 dB指标来衡量,这意味着在两个频率间,参考扬声器的频响中心点上下两端幅度都不会超过3dB。而行业的标注标准GB/T 9396-1996明确提出:

其方法是“在用正弦信号测得的频率响应曲线上,在灵敏度最大的区域内取一个倍频程带宽,在其中按1/3oct 取4点计算其声压级的算术平均值,下降10dB划一条平行于横坐标的直线,它与频率响应曲线高低两端的交点(即F2和F1)所对应的频率范围,即为有效频率范围。不同标注有着不同的意义。同样,在GB/T 12060.5-2011/IEC 60268-5:2007规定中,对宽带噪声测试信号为防止放大器削波,噪声源峰值因数亦在3-4之间,显然与6分贝波峰因数粉红噪声信号有着明显差别。检测信号峰值因数直接影响音箱最大功率数值,这也是工程设计人员关注焦点之所在。

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6分贝波峰因数粉红噪声信号

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3-4倍峰值因数粉红噪声信号

 

而目前著名音箱生产研发企业针对粉噪信号随机特性、峰值因数的限制与真实音乐信号可变高频峰值因数差异,提出更接近与实际的音乐噪声源测试信号。同时并不违反规范的或是其他规定的功率谱要求。这些推广也对频响曲线带来了不同的影响。

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标准是基于公共应用法则之上的规则。同样行业还有而行业的功率检测标准GB/T 12060.5-2011/IEC 60268-5:2007、AES2—2012 标准、EIA RS426-A 的标准的不同滤波、不同粉噪发生方法的定义。不同的声功率会有不同的声压级表示。同时,也可以发现,对于有些技术参数测试项目,不同标准所规定的具体测试方法和技术条件也会存在差异。这就要在实际测试中根据待测产品的具体目标应用场景来选择最合适的测试标准。

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     查GB/T 12060.5-2011/IEC 60268-5:2007可知;在测量条件下允许(或实际情况就是这样)不同参数在自由场、半空间自由场、模拟自由场、模拟半自由场、扩散空间测量。频响是允许自由场、半空间自由场环境测量。传递函数是允许自由场、模拟自由场环境测量。输出声功率自由场、半空间自由场、扩散空间测量,但推算公式不同。灵敏度及声压级是以测量自由场、半空间自由场声压为推算基础。另外,在测试信号规定中(GB/T 12060.2-2011/IEC 60268-2:1987):宽带噪声信号是可以限制带宽的白噪、粉噪信号,或是其他规定的功率谱。标准的实用性很强,但选择测试路径造成的结果差异是显而易见的。测量条件应在结果中予以说明的规定,似乎被绝大多数企业有意或是无意的给忽略。仅仅是参照IEC 60268或是AES2是不够准确的。从实用性和探索应用的目的,精准的无误差量化意义是不具备的。在没有搞懂人类生理听觉和电声参数关联的真实意义,没有判断检测条件和环境细节,花费精力评价甲乙规格参数比较,都是无效且无意义的事情。


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”,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。正如国内行业专家著文所述;国内外并没有对音箱检测标准形成共识的统一,主流产品参数仍有较大差异。探索和推广有效统一标准任重道远,为真实统一检测和评价音箱还有待时日。

 

* 部分素材来自网络。仅用于技术交流


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