音響的測試設備

2006年6月3日星期六

    聲音的好壞,絕對是因人而異,但是⎡原音重現⎤也絕對是好音響必備的條件之一,因此從一套音響設備的喇叭所發出來的聲音可以分成兩部份,與唱片裡頭記載的聲音訊號一致的部份就叫做⎡原音重現⎤,不一樣的部份就叫做⎡失真⎤,因此失真的小與大就可以用來判斷音響好與壞的一個標準之一,這就是⎡科學⎤,其餘的判斷標準,因人而異的那一個部份,那就留給心裡學家、藝術家及醫生去定標準了,這部份只能美其名,稱它為⎡藝術⎤了。

    這裡介紹一套玩家級,同時也是音響設備製造工廠使用過的音響測試器,它是一家德國公司( RCM Akustik) 生產的,名叫DAAS (Digital Audio Analyser System),它是由一片聲音處理電路 PC 界面卡、麥克風、聲頻功率擴大機、一些必要的配件、接線以及一套聲音分析軟體等所組成。

    它可以用來測試音響系統的各種失真:

  1. 諧波失真 (Harmonic Distortion via Spectrum)

  2. 頻率失真 (Distortion Curve vs. Frequency)

  3. 波幅失真 (Distortion Curve vs. Magnitude)

  4. 互調失真 (Intermodulation Distortion)

  5. 音質失真 (Difference Tone Distortion)

  6. 暫態響應互調失真 (Transient Intermodulation Distortion)

    

    除了測量失真外,它也可以用來測量音響器材及音響空間的各項數據,甚至於可以用作為設計音響器材的用途:

  1. 阻抗曲線 (Impedance Curve)

  2. 頻率響應曲線 (Frequency Response)

  3. 聆聽空間的殘響時間 (Reverberation Time RT60)

  4. 位準測試 (Level and LEQ Measurement)


音頻處理電路


    為了做到儀器級的水準,一個極低失真的聲音處理電路是必需的,上圖這張用於跑 Windows 98的 PC 電腦上的聲音處理卡,這是 DAAS 的心臟,它的三個 RCA 接頭分別是 音頻輸出、音頻輸入及麥克風輸入,聲頻輸出是將經由電腦產生的測試訊號,如單頻正弦波,用來測試互調失真的多頻正弦波、三角波、方波以及用來測試頻率響應,也就是頻率失真及波幅失真用的掃頻正弦波、白噪音(White noise)、粉紅噪音(pink noise)等的聲頻訊號,用來輸出到被測的擴大機,麥克風則是用來將喇叭推動空氣所造成的空氣震動音頻轉換為電氣訊號輸到電腦去分析。


麥克風


    DAAS還有一部低失真的音頻擴大機,是用來推動代測喇叭或作為被動式分音器阻抗或頻率響應測試用。

擴大機


    下圖是用DAAS測出某一部音響系統的失真圖:



    下圖是四音路被動式分音器的個個分音器所產生的曲線合成以及對於頻率的總阻抗曲線圖:



    有了這套系統,聽音響不再是盲目的了,不只可以更加了解自己的音響系統,進而去改善其品質,我也經由這套系統,設計並裝過三音路、四音路的主動和被動式分音器,有了這套系統,讓玩音響更加多采多姿!