频率响应、猝发音响应与瀑布图

weixin

　　振幅频率响应

　　首先，让我们来看看上图 是啥?其意义又是什么?音响迷常说这是响频(频率响应简称)，精准的说这是振幅频率响应，还有一种频率响应是相位频率响应，如下图。是不是看来很复杂?

　　谐波失真频率响应

　　对某种随频率变化的性质，来整个频段扫一遍呈现出来的就是一种频率响应图，图面上的横轴是频率，以声音而言20~20KHz，纵轴是振幅或相位或其他的。最常见的是振幅，也就是由20~20KHz都输入一样的振幅，测量其输出振幅变化，再看一次第一张图，输入讯号是一条水平直线，输出却变成这样，好惨…这是在聆听位置测量喇叭发出的声音，空间扭曲了喇叭发出的音波。

　　那么，实际上应该怎么测呢?其实有好几招，例如：

　　  · 先送个20Hz，再来25Hz，再来30Hz….一直测到20KHz，每次都记录下测到的振幅，画成图。

　　  · 另一招是送个white noise，这讯号不停的送出20~20KHz都有振幅都相同的不规律噪声，再以Fourier Transform将测到的声音，转换成频谱，以此结果画成频率响应;

　　  · 还有一招是送log sine sweep，这讯号由20Hz逐步扫到20KHz，经过运算产生impulse response猝发音响应，再经过运算推算各频段讯号长时间累积后的振幅频率响应。

　　以上这些测法都必须要送出含20~20KHz的讯号，测量所得据以画成图。

　　那么，这振幅频率响应图的意义是什么呢?

　　各频段经过音响系统(若在聆听位置测音压就包含空间)后，其振幅的变异程度，送进去的是平直的，输出照说应该是平直，DAC、扩大机要做到这点都不难。而喇叭就难了，上下误差3dB很普通;再加上空间呢，那真是惨兮兮…就是前面看到的这些图的样貌。

　　再看一次这张振幅频率响应图：

　　再来看另一张只有高频1KHz以上的图：

　　你会发现，怎么两张图的高频段看来不太相同?中频段也类似，这是怎么回事呢?

　　让我们再回到前面提到怎么测量振幅频率响应，最直觉的是要测2KHz，就送个2KHz的讯号，在测量点量音压，重点在这2KHz讯号是什么，是很短的一个周期波?还是连续不断的波?通常指的是后者。

　　这连续不断的波由喇叭发出后，并不会只传送到聆听位置，还会传送到整个空间四处弹来弹去，当然也会弹到测量位置。我们可以预期，这弹来弹去的波会比直接传到聆听位置的慢，如果我们测量的时间很短，那么就可以看到直接传来的结果;测量的时间很长，就会看到长期累积稳定后的结果，上面这部份图与全频段图的差异就在于此，是因为测量的时间不同。

　　下面来看看呈现音波逐渐弹到测量处的过程，就是前面的猝发音响应图。

　　这意思是，如果突然发出个极短促的声音(例如爆炸)，在测量点听见后，再来就会听见回音渐次抵达，音量当然也是越来越低。再将这图加上频率摊开来，就成了瀑布图，见下图。左横轴是频率，右横轴是时间，纵轴是振幅。

　　也就是音波由最右侧那一波先抵达测量点，再来渐次传来的反射音陆续抵达。不同频段的反射状况不同，那斜斜一长条的，就表示有个反射点能够反射那整个长条的频段。再来看这个例子的低频段，注意看35Hz处，二条线振幅几乎相同。但40~100Hz却差很多，这是怎么回事?

　　这得看瀑布图，先看细部，上对应振幅频率响应的红，下对应蓝，这系统是Genelec 1029A+JBL超低音，在二个空间中测，上面那张超低音摆在主喇叭后面约1.5m处，而且音量没开高，因此这瀑布图细部只看到主喇叭唱到80Hz就没了;下面这张超低音就摆在主喇叭下面正中，只稍微比主喇叭慢一点传到测量点。

　　来看长时间瀑布图，上面拖很久，下面很快就没了，而且上面第一波显然超低音的音量比较高，但最终二者在35Hz处累积的振幅差不多。

　　上面的空间是个水泥屋，下面是个轻隔间的小房间。低频在水泥屋里不断反射缓缓消散，在轻隔间则是大半都透出去，没回来了。

　　总结以上内容，振幅频率相应图呈现的测量时间内累积的成果，瀑布图与猝发音响应则能呈现随着时间变化的过程。振幅频率相应图是表，瀑布图与猝发音响应是里。

　　来源：中国音响网微信公众号(ID：chinaaudio)，原文来自貓窩工坊，作者：Ken陳。