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音調、音色、動態范圍、總諧波失真(THD)

發布日期:2019-06-26 瀏覽量:3413次

音調 

指具有一特定且通常是穩定音高的信號,通俗的講是聲音聽來調子高低的程度。它主要取決于頻率,還與聲音強度有關。頻率高的聲音人耳的反應是音調高而頻率低的聲音人耳的反應是音調低。音調隨頻率(Hz)的變化基本上呈對數關系。不同的樂器演奏同樣頻率的音符,音色雖然不同,但它們的音調是相同的,也就是演奏聲音的基頻是相同的。 

音色 

對聲音音質的感覺,也是一種聲音區別于另一種聲音的特征品質。不同的樂器在發同一音調時,它們的色可以迎然不同。這是由于它們的基頻頻率雖相同,但諧波成分相差甚大。故音色不但取決于基頻,而且與基頻成整倍數的諧波密切有關,這就使每種樂器和每個人有不同的音色。 

動態范圍 

聲音中最強與最弱的比值,用 Db表示。例如一個樂隊的動態范圍為90dB,這意味著最弱部分的功率比最響部分的低90dB。動態范圍是功率之比,與聲音的絕對水平無關。如前所述,人耳的動態范圍從0到130dB。自然界各種聲音的動態范圍的變化也是很大的。一般語言信號大約只有20~45dB,有些交響樂的動態范圍可達30~130dB或更高。但由于一些因素的限制,音響系統的動態范圍很少能達到樂隊的動態范圍。錄音裝置的內在噪音決定了可能錄制的最弱音,而系統的最大信號容量(失真水平)限制了最強的音。一般把聲音信號的動態范圍定為100dB,故音響設備的動態范圍能做到100dB,就很好了。 

總諧波失真(THD) 

指音頻信號源通過功率放大器時,由于非線性元件所引起的輸出信號比輸入信號多出的額外諧波成分。諧波失真是由于系統不是完全線性造成的,我們用新增加總諧波成份的均方根與原來信號有效值的百分比來表示。例如,一個放大器在輸出10V的1000Hz時又加上 Lv的2000Hz,這時就有10%的二次諧波失真。所有附加諧波電平之和稱為總諧波失真。一般說來,1000Hz頻率處的總諧波失真最小,因此不少產品均以該頻率的失真作為它的指標。但總諧波失真與頻率有關,因此美國聯邦貿易委員會于1974年規定,總諧波失真必須在20~20000Hz的全音頻范圍內測出,而且放大器的最大功率必須在負載為8歐揚聲器、總諧波失真小于1%條件下測定。國際電工委員會規定的總諧波失真的最低要求為:前級放大器為0.5%,合并放大器小于等于0.7%,但實際上都可做到0.1%以下:FM立體聲調諧器小于等于1.5%,實際上可做到0.5%以下;激光唱機更可做到0.01%以下。 由于測量失真度的現行方法是單一的正弦波,不能反映出放大器的全貌。實際的音樂信號是各種速率不同的復合波,其中包括速率轉換、瞬態響應等動態指標。故高質量的放大器有時還注明互調失真、瞬態失真、瞬態互調失真等參數。(l)互調失真(IMD):將互調失真儀輸出的125Hz與lkHz的簡諧信號合成波,按4:1的幅值輸入到被測量的放大器中,從額定負載上測出互調失真系數。 (2)瞬態失真(TIM):將方波信號輸入到放大器后,其輸出波形包絡的保持能力來表達。如放大器的轉換速率不夠,則方波信號即會產生變形,而產生瞬態失真。主要反映在快速的音樂突變信號中,如打擊樂器、鋼琴、木琴等,如瞬態失真大,則清脆的樂音將變得含混不清。 (3)瞬態互調失真:將3.15kHz的方波信號與15kHz的正弦波信號按峰值振幅比4:1混合,經放大器后,新增加全部互調失真的產物有效值與原來正弦振幅的百分比。如放大器采用深度大回環負反饋,瞬態互調失真一般較大,具體反映出聲音呆滯、生硬、無臨場感;反之,則聲音圓滑、細膩、自然。 

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