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音调、音色、动态范围、总谐波失真(THD)

发布日期:2019-06-26 浏览量:979次

音调 

指具有一特定且通常是稳定音高的信号,通俗的讲是声音听来调子高低的程度。它主要取决于频率,还与声音强度有关。频率高的声音人耳的反应是音调高而频率低的声音人耳的反应是音调低。音调随频率(Hz)的变化基本上呈对数关系。不同的乐器演奏同样频率的音符,音色虽然不同,但它们的音调是相同的,也就是演奏声音的基频是相同的。 

音色 

对声音音质的感觉,也是一种声音区别于另一种声音的特征品质。不同的乐器在发同一音调时,它们的色可以迎然不同。这是由于它们的基频频率虽相同,但谐波成分相差甚大。故音色不但取决于基频,而且与基频成整倍数的谐波密切有关,这就使每种乐器和每个人有不同的音色。 

动态范围 

声音中最强与最弱的比值,用 Db表示。例如一个乐队的动态范围为90dB,这意味着最弱部分的功率比最响部分的低90dB。动态范围是功率之比,与声音的绝对水平无关。如前所述,人耳的动态范围从0到130dB。自然界各种声音的动态范围的变化也是很大的。一般语言信号大约只有20~45dB,有些交响乐的动态范围可达30~130dB或更高。但由于一些因素的限制,音响系统的动态范围很少能达到乐队的动态范围。录音装置的内在噪音决定了可能录制的最弱音,而系统的最大信号容量(失真水平)限制了最强的音。一般把声音信号的动态范围定为100dB,故音响设备的动态范围能做到100dB,就很好了。 

总谐波失真(THD) 

指音频信号源通过功率放大器时,由于非线性元件所引起的输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。谐波失真是由于系统不是完全线性造成的,我们用新增加总谐波成份的均方根与原来信号有效值的百分比来表示。例如,一个放大器在输出10V的1000Hz时又加上 Lv的2000Hz,这时就有10%的二次谐波失真。所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。一般说来,1000Hz频率处的总谐波失真最小,因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。但总谐波失真与频率有关,因此美国联邦贸易委员会于1974年规定,总谐波失真必须在20~20000Hz的全音频范围内测出,而且放大器的最大功率必须在负载为8欧扬声器、总谐波失真小于1%条件下测定。国际电工委员会规定的总谐波失真的最低要求为:前级放大器为0.5%,合并放大器小于等于0.7%,但实际上都可做到0.1%以下:FM立体声调谐器小于等于1.5%,实际上可做到0.5%以下;激光唱机更可做到0.01%以下。 由于测量失真度的现行方法是单一的正弦波,不能反映出放大器的全貌。实际的音乐信号是各种速率不同的复合波,其中包括速率转换、瞬态响应等动态指标。故高质量的放大器有时还注明互调失真、瞬态失真、瞬态互调失真等参数。(l)互调失真(IMD):将互调失真仪输出的125Hz与lkHz的简谐信号合成波,按4:1的幅值输入到被测量的放大器中,从额定负载上测出互调失真系数。 (2)瞬态失真(TIM):将方波信号输入到放大器后,其输出波形包络的保持能力来表达。如放大器的转换速率不够,则方波信号即会产生变形,而产生瞬态失真。主要反映在快速的音乐突变信号中,如打击乐器、钢琴、木琴等,如瞬态失真大,则清脆的乐音将变得含混不清。 (3)瞬态互调失真:将3.15kHz的方波信号与15kHz的正弦波信号按峰值振幅比4:1混合,经放大器后,新增加全部互调失真的产物有效值与原来正弦振幅的百分比。如放大器采用深度大回环负反馈,瞬态互调失真一般较大,具体反映出声音呆滞、生硬、无临场感;反之,则声音圆滑、细腻、自然。 

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