音頻參數(shù)測量及分析

在實際測量中，為方便起見，通常用帶有噪聲的信號總電壓代替信號電壓計算信噪比。
2、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備，觀察設備輸出信號的時域波形來評定設備的相關性能。最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，通過觀察設備對方波信號的輸出信號波形能夠很好的檢測設備的各項性能，因此方波信號成為最常用的時域分析信號。圖1是音頻設備對方波的響應信號在半個周期(上升沿)內的具體描述。描述方波響應有上升時間、峰值振蕩、過沖量及傾斜度等幾個最主要參數(shù)。

階躍信號分析比較簡單，主要用來檢測音頻設備對于信號突變的響應靈敏度。階躍信號分析的參數(shù)通常兩個，就是階躍響應信號的上升時間和脈沖寬度。上升時間越小，設備對于信號突變的響應越靈敏，瞬態(tài)特性越好;脈寬越小，設備的阻尼特性越好，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備在某個特定頻率的響應情況。單音突變信號的主要用途是快速判定某些音頻設備，例如揚聲器的阻尼特性等。

3、頻域分析
頻域分析是音頻分析的重要內容，頻域分析的主要依據(jù)是頻率響應特性曲線圖。前面提到的正弦檢測、脈沖檢測及最大長度序列信號檢測都能夠得到設備的頻率響應。頻率響應曲線圖反映了音頻設備在整個音頻范圍內的頻率響應的分布情況。一般來說曲線峰值處的頻率成分，回放聲壓大、聲壓強；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，則會造成較嚴重的頻率失真。
4、時頻分析
時頻特性描述了音頻設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備的響應狀態(tài)，而且還在時間的變化過程中描述了音頻設備的響應狀態(tài)，也就是從三維的角度全面地描述了音頻設備的響應特性。對于放音設備而言，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備的時頻特性均有密切關系。音頻設備的時頻特性是客觀評價音頻設備性能優(yōu)劣的一個很重要的方面。
5、失真分析
音頻設備的失真包括諧波失真、互調失真、相位失真及瞬態(tài)失真等幾類。音頻測量中最重要的是諧波失真，諧波失真，簡單地說就是聲音信號經音頻設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，經揚聲器放音后，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，則可以認為是高質量的放音；否則，揚聲器所放出的聲音聽起來煩躁、別扭，則諧波失真己經達到無法忍受，甚至使人無法分辨發(fā)聲樂器的種類。因此，諧波失真是音頻設備的重要性能指標。
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備，然后分析設備響應信號的頻率成分，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際值偏小，且實際的諧波失真越大，誤差越大。
在實際的音頻測量時，通常在一定的頻率范圍內選取若干個頻率點，分別測量出各點的諧波失真，然后將各諧波失真數(shù)值以頻率為橫坐標連成一條曲線，稱為諧波失真曲線。如圖2是某功率放大器在100－1OKHz范圍內的總諧波失真和2階、3階及4階諧波失真的曲線圖。