音頻分析原理

四、音頻分析儀器
這里所說(shuō)的音頻分析儀器是指既能夠測(cè)量話筒、音頻功放、揚(yáng)聲器等各類單一音頻設(shè)備的各種電聲參數(shù)，也能測(cè)試組合音響、調(diào)音臺(tái)等組合音頻設(shè)備的整體性能的分析類儀器。目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了可用于測(cè)量音頻設(shè)備的各類分析儀器，例如失真度分析器、頻譜分析儀、頻率計(jì)數(shù)器、交流電壓表、直流電壓表、音頻示波器等。這些基于各種功能電路的機(jī)架式硬件儀器使用簡(jiǎn)便、測(cè)量精度較高，目前己經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。音頻設(shè)備生產(chǎn)廠家可以利用音頻分析儀器檢查設(shè)備的性能，發(fā)現(xiàn)存在的缺陷，從而對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)制造進(jìn)行改進(jìn)，消費(fèi)者也可以利用音頻分析儀器對(duì)設(shè)備進(jìn)行評(píng)估，選擇合適的產(chǎn)品。
以組合音響為例，在評(píng)價(jià)其性能時(shí)常常用到術(shù)語(yǔ)“音色”，所謂音色就是指音響因高次諧波不同而引起的聲音差異。而音響的所謂“平衡感”則是指音響在全頻段重放的量感聽(tīng)起來(lái)自然的程度。音頻分析儀器的作用就是將評(píng)價(jià)設(shè)備各種行業(yè)術(shù)語(yǔ)以各種量化的特征參數(shù)形式表示出來(lái)，“音色”所對(duì)應(yīng)的特征參數(shù)就是諧波失真的測(cè)量，而“平衡感”則涉及到設(shè)備在整個(gè)音頻范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)的分布情況。
一般說(shuō)來(lái)，一臺(tái)功能較為齊全的音頻分析儀器應(yīng)能測(cè)量信號(hào)交直流電壓、信號(hào)頻率、諧波失真、信噪比等參數(shù)。功能強(qiáng)大的音頻分析儀器提供頻譜分析、1/3倍頻程分析、倍頻程分析、聲壓級(jí)測(cè)量等功能。如果要組建音頻分析系統(tǒng)，還需要一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)音頻信號(hào)發(fā)生器作為激勵(lì)信號(hào)源。

五、音頻分析儀器的現(xiàn)狀
早期專業(yè)的音頻分析儀種類很少，在做音頻測(cè)量時(shí)一般是利用萬(wàn)用電表、頻率計(jì)、示波器及頻譜儀等組合成一套音頻測(cè)試系統(tǒng)。這種測(cè)試系統(tǒng)中間環(huán)節(jié)多，各環(huán)節(jié)之間接口匹配較為困難，使用起來(lái)比較麻煩，測(cè)量結(jié)果往往也不精確。
近年來(lái)出現(xiàn)的音頻分析儀器也與儀器的主流發(fā)展趨勢(shì)一致，朝著高度集成化、智能化的方向發(fā)展，這些儀器集成了復(fù)雜音頻信號(hào)發(fā)生裝置、功率放大裝置等，具備了一些初步的圖形化分析功能，使用戶很容易組建音頻測(cè)量系統(tǒng)。RS公司的“精靈系列”音頻分析儀UP300UP350就是這類儀器的典型代表，如圖3所示。該儀器集成了交直流電壓測(cè)量、頻率測(cè)量、信噪比測(cè)量，也可以測(cè)量頻率響應(yīng)、電平線性度或者諧波失真，可測(cè)量雙向信道串?dāng)_，可產(chǎn)生雙音信號(hào)，用于調(diào)制失真分析和差頻失真測(cè)量，且測(cè)量范圍寬，精度較高。該儀器除具備一般的音頻參數(shù)測(cè)量外，UP350還可分析數(shù)字音頻信號(hào)，采樣率高達(dá)192kHz，可用于數(shù)字音頻設(shè)備測(cè)量和模擬/數(shù)字混合接口的相關(guān)應(yīng)用。

六、小結(jié)
音頻分析利用時(shí)域分析、頻域分析、失真分析等方法為手段，通過(guò)測(cè)量各類音頻參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)音頻系統(tǒng)的性能。音頻分析是一種綜合性的分析，涉及到眾多的測(cè)試儀器，對(duì)于普通用戶而言，需要根據(jù)其感興趣的參數(shù)合理的選擇測(cè)試儀器，很難建立完整的音頻測(cè)試分析系統(tǒng)。