聲音測量技術(一)-基礎篇

一般在聲音測量技術上有的用音效卡有些則是用儀器去做測量!但目的都是要去把待測物(DUT)的聲音品質[一個是錄音 (類比到數位)，一個是放音 (數位到類比)]做一些量化的表示!

若是以音效卡來測試時, 通常我們以 0dB 作為基準音量，在數位訊號上，最高只能紀錄到 0dB，不能再大聲，否則會被剪（cut）掉，聽起來就是破音的現象。因此如果想要錄下一段非常飽滿的聲音，必須先確定這一段聲音中的最大聲處，不能超過 0dB，而要盡量逼近 0dB，才開始錄音，這樣就可以錄下非常飽滿的聲音了。 我們在閱讀關於聲音品質分析的圖形時，一般來說，縱軸是音量，單位是 dB（分貝）；橫軸是頻率，從左往右是低頻往高頻，單位是 Hz（赫茲），而且從左往右的頻率分隔並不是線性的（linear），越往高頻，頻率之間的密度越高。

頻率範圍又與取樣頻率有關，例如以音樂 CD 的品質來說，每秒取樣 44100 次，那麼頻率範圍能夠達到的理論上限就是 44100 的一半，也就是 22050Hz。所以在閱讀圖形時，請注意取樣頻率值，在 96000Hz 的圖形中，頻率範圍自然延伸到 48000Hz，所以不要看到在右邊部分衰減就以為成績不好了，要看他是在什麼值才衰減的。人耳對於高頻的感受能力因人而異，年紀越大，能夠聽到的頻率也越低，一般來說能聽到 18000Hz 就相當不錯了，因此，過高的響應頻率，對於人耳來說不會有直接的感受。 觀看數據時，記得要注意正負號。

以下就一些經常測試的項目做些說明

頻率響應

所謂頻率響應是指音響裝置重放時的頻率範圍以及聲波的幅度隨頻率的變化關繫。一般檢測此項指標以1000Hz的頻率幅度為參考，並用對數以分貝(dB)為單位表示頻率的幅度。 音響繫統的總體頻率響應理論上要求為20~20000Hz。在實際使用中由於電路結構、元件的質量等原因，往往不能夠達到該要求，但一般至少要達到32~18000Hz。音頻頻率範圍一般可以分為四個頻段，即低頻段（30~150Hz）；中你頻段（150~500Hz）；中高頻段（500~5000Hz）；高頻段（5000~20000Hz）。 其中，30~150Hz頻段：能夠表現音樂的低頻成分，使欣賞者感受到強勁有力的動感。 150~500Hz頻段：能夠表現單個打擊樂器在音樂中的表現力，是低頻中表達力度的部分。 500~5000Hz頻段：主要表達演唱者語言的清晰度及弦樂的表現力。 5000~20000Hz頻段：主要表達音樂的明亮度，但過多會使聲音發破。

好的頻率響應，是在每一個頻率點都能輸出穩定足夠的訊號，不同頻率點彼此之間的訊號大小均一樣。然而在低頻與高頻部分，訊號的重建比較困難，所以在這兩個頻段通常都會有衰減的現象。輸出品質越好的裝置，這一條頻率響應曲線就越平直，反之不但在高低頻處衰減的很快，在一般頻段，也可能呈現抖動的現象。

失真

失真是指音響繫統對音源訊號進行重放後，使原音源訊號的某些部分（波形、頻率等等）發生了變化。音響繫統的失真主要有以下幾種：

1﹒諧波失真：所謂諧波失真是指音響繫統重放後的聲音比原有訊號源多出許多額外的諧波成分。此額外的諧波成分訊號是訊號源頻率的倍頻或分頻，它是由負反饋網路或放大器的非線性特性引起的。高保真音響繫統的諧波失真應小於1%。

2﹒互調失真：互調失真也是一種非線性失真，它是兩個以上的頻率分量按一定比例混合，各個頻率訊號之間互相調制，通過放音裝置後產生新增加的非線性訊號，該訊號包括各個訊號之間的和及差的訊號。

3﹒瞬態失真：瞬態失真又稱瞬態響應，它的產生主要是當較大的瞬態訊號突然加到放大器時由於放大器的反映較慢，從而使訊號產生失真。一般以輸入方波訊號通過放音裝置後，觀察放大器輸出訊號的包絡波形是否輸入的方波波形相似來表達放大器對瞬態訊號的跟隨能力。