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音頻失真的基礎(chǔ)知識(shí)和測(cè)量
發(fā)布日期:2020-10-23   點(diǎn)擊次數(shù):
      “失真”是音頻組件的一個(gè)重要特性,它經(jīng)常被列在揚(yáng)聲器,功放和其它音頻聲學(xué)設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)中?刹恍业氖牵@個(gè)術(shù)語(yǔ)經(jīng)常被錯(cuò)誤使用,且許多重要的附加信息也常常被忽略。本文中我們將幫您理清這個(gè)概念以及他們的測(cè)量方法和正確用法。

  首先,并非所有失真都是壞的且難以被接受。某些失真可能是有意制造的,如電子管功放神奇的“軟失真”。不同于晶體管放大器,真空電子管放大器失真主要是和基頻有密切聯(lián)系的偶次諧波失真。這樣產(chǎn)生的聲音非常能取悅?cè)硕?/span>

  另一方面,當(dāng)需要錄制語(yǔ)音或者音樂(lè)并想盡可能原汁原味將其再現(xiàn)時(shí),失真就不受歡迎了。下面要討論的就是對(duì)這類失真的分類和測(cè)量。

  線性與非線性失真

  線性失真指的是在振幅或相位上有變化但不會(huì)增加新頻率的失真。

  而當(dāng)有新的頻率分量被激發(fā)時(shí)的失真是非線性失真。非線性失真才是人們通常說(shuō)的“失真”。

  諧波失真與非諧波失真

  非線性失真又進(jìn)一步被分為諧波失真和非諧波失真。諧波失真中基頻的所有整數(shù)倍頻率都被考慮進(jìn)來(lái)。這就是被稱為 THD (總諧波失真)的經(jīng)典失真測(cè)量。在某些特殊應(yīng)用中,會(huì)考慮一些特定諧波的數(shù)量。

  非諧波失真是那些頻率不是基頻倍數(shù)的失真,也就是 IMD (互調(diào)失真)的情況。

  THD 和 IMD

  可以測(cè)量 THD 的設(shè)備很多且使用簡(jiǎn)單。但這些設(shè)備的一個(gè)主要缺點(diǎn)就是頻率范圍很窄,當(dāng)測(cè)量高頻信號(hào)時(shí),諧波失真就會(huì)超出量程。要測(cè)得精確結(jié)果,您就需要更寬頻率范圍的測(cè)試系統(tǒng)或者測(cè)量 IMD。

  測(cè)量 IMD 時(shí),一般使用兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立頻率和振幅的純音作為測(cè)試信號(hào)。非線性失真將產(chǎn)生這些輸入頻率倍數(shù)的總和與差異。失真將在整個(gè)分析頻段上分布。

  測(cè)量與計(jì)算方法

  失真基本都用信號(hào)失真比來(lái)表示。結(jié)果一般使用百分比(%)或分貝(dB)表達(dá)。信號(hào)既可以通過(guò)音頻(電路)也可以通過(guò)聲學(xué)(聲音)輸入。

  常用的 THD 計(jì)算方法有兩種。THD IEEE,主要在美國(guó)使用,計(jì)算失真和基頻比。而基于 IEC 方法的 THD 測(cè)量則廣泛使用在美國(guó)以外的幾乎所有地區(qū),它計(jì)算的是失真與原始信號(hào)和失真之和的比率。在早先的測(cè)量系統(tǒng)中,信號(hào)噪聲常常被加在失真中,產(chǎn)生了 THD+N 值(N 代表噪聲)。在任何情況下,分析帶寬都必須標(biāo)明,因?yàn)檫@對(duì)測(cè)量結(jié)果有顯著影響。

  IMD 測(cè)量有三種主要方法。MOD 方法,依據(jù) IEC60268/3 標(biāo)準(zhǔn),使用兩個(gè)可選頻率和振幅的信號(hào)。測(cè)量二階至五階諧波的互調(diào)分量。DFD(差頻失真)和 CCIF 方法有些類似,區(qū)別是兩者頻率非常接近且具有相同的振幅。DIM(動(dòng)態(tài)互調(diào)失真)方法,經(jīng)常用在功放測(cè)試中,引入了額外的方波信號(hào)和調(diào)制頻率。

  選哪個(gè)測(cè)量?jī)x器?

  簡(jiǎn)易的測(cè)量系統(tǒng)中失真測(cè)量幾乎只能測(cè) THD+N。要進(jìn)行多通道和更復(fù)雜的分析,類似 FX100 音頻分析儀這樣具有寬頻帶和快速信號(hào)處理能力的現(xiàn)代測(cè)量系統(tǒng)就有必要了。通過(guò) FX-Control 計(jì)算機(jī)軟件,所有相關(guān)類型的失真都能依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法,快速,可靠,輕松的測(cè)量。

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