频率响应测量的方法

频率响应测量的方法频率响应测量的方法很多，与通常使用的测试信号有关。I .点测量法：按照定义设计的测量方法，输入每个频率振幅一定的正弦信号，按每个频率测量扬声器输出声压电平，在频率响应坐标纸上画出对应点，将这些不连续点的平滑线作为频率响应曲线。 测量花费时间，测量有限的不连续的频率点，推测转移点。ii .扫描自动记录方法：通过使用机械传输方法改变振荡电路的电容，连续地改变信号的频率并且恒定输出电压被称为扫描信号。扫描方法使得记录仪的记录片材的频率刻度与信号源同步并且记录扬声器的输出声压电平的频率变化，即，记录频率响应曲线然后，把机器的扫描信号变成电压控制频率的电压控制振荡器，改善了机器的传动故障。 这是以6080年代丹麦BK公司为代表的测量技术。 扫描自动测量原理约有40年的历史，其测量原理没有变化，改变所使用的技术，如扫描信号的生成方法，测量麦克风测量的数据收集、处理、运算和输出数据和曲线均可计算完成。 其中应当特别注意的是，扫描信号的理解与生成技术理解为连续扫描信号过去点频率信号随时间变化，而点频率信号是连续周期信号，从示波器看周期性地重复的正弦波形，但扫描信号在时间上没有周期性的频率，扫描时间上变化瞬时频率在数学上是相对时间的微分。 例如，f=100Hz的正弦波信号的周期为T=0.01秒，其通过的相位=2弧度(360 )，与此相对，在f=200Hz的情况下，为T=0.005秒，其通过的相位保持=2弧度，一个微小时间内的相位变化(相当于相对时间的微分)与周期成反比，稳定频率与稳定信号不同的是，导入了扫动速度(S:Hz/s )的概念，瞬时频率fi=S t f0； t是扫描时间f0是扫描初始频率。 t和f0决定扫描频度的范围。 稳态单频信号的方程式中，u(t)=Acos(2ft )的f是稳态单频信号的频率。 扫描信号的公式是u(t)=ACos(St2)，在BK公司的2012音频分析器的TSR (时间选择响应)技术中使用的测试信号是使用该数学模型生成的信号。iii .分段突然发声测量。 猝发声音是若干周期的正弦波信号脉冲(即正弦波序列)。 由连续周期信号和时间控制电路构成，当测量声压级的时间窗在脉冲串声音的稳定部分时，它更接近点频率测量。 由一个不同频率的突然发声构成一个阶段性突然发声，用相应的跟踪滤波器跟踪一个突然发声，得到类似于点频率测量的扬声器频率响应。 美国ATI公司的扬声器测量系统LMS使用该信号源。 这个信号源具有高达200个突发生成频率点，即，频率步长的间隔的一半。iv .多频率声音(也称为多频率突发)是数字地生成的m个纯音信号的叠加的短时间间隔的信号，该时间间隔在m个频率下恰好是全周期，从低频到高频之间没有谐波关系，即，除以两个频率的商是整数例如，14.5、31.9、37.7、49.3、55.1hz； 可以排列一个数列来选择适当的频率间隔以构成m个频率的多频声音。 该m个频率的同步FFT是作为基本频率的振幅响应，通过其高次谐波能够进行其高次谐波失真测量。 该技术用于AP公司的“系统1”和“系统2”的设备。v .脉冲数字测量技术的所有上述方法都不能分离正弦波信号，但是对于频率的连续变化、频率的逐步变化和有限频率分量的组合信号，脉冲信号和MLS信号需要时域(时间波形)与频域(频率响应和频率分析)之间的转换，并且可以获得更多信息。 它对被测系统的输出响应起作用，通过变换和运算可以得到被测系统的很多信息。 这需要对测试信号充分理解，与信号和系统的基本理论相关联，利用数字信号处理技术进行转换运算。 单脉冲信号的性质是从时域(时间波形)来看，是非常简单的方形波(矩形波)，在没有周期性的重复的情况下，对其进行FFT (快速傅立叶变换)并变换为频域时，其是具有均匀频谱的宽带信号，脉冲越窄，均匀频谱的带宽越宽，例如， 10微秒(1010-6秒)单脉冲信号的带宽大于20kHz，即，均匀频谱部分的振幅响应为0dB，相位为0，10 k Hz :振幅响应为-0.4dB，相位为-18； 到20kHz为止，振幅-频率响应为-1.8dB，相位为-36，在测量精度的范围内就足够了。 当单脉冲信号被输入到测量系统(例如，扬声器)的输入端子时，测量系统的输出是所述单脉冲信号的响应，在时域中是用于脉冲形成和衰减处理的信号，并且单脉冲信号在频域中具有均匀带宽的频谱，因此，所述响应在频域中是高频带FFT的计算是复计算，复模拟频率的改变是系统的振幅响应，且相位频率的改变是相位频率响应，从而可以同时获得振幅频率和相位频率响应。 然而，由于扬声器的测量在扬声器与测量麦克风之间存在空间距离，导入了“线性相移”的概念，该相移随频率而线性变化，并且需要减去该部分相移以获得扬声器本身的相位响应。 这是扬声器相位测量中的线性相移校正。 理论分析时输入的单脉冲的脉冲宽度称为函数，此时的域响应称为“单位脉冲响应”或“脉冲响应”，频域响应是多个表示的频率响应，两者是傅立叶变换和傅立叶逆变换，在数字信号处理中是傅立叶变换(fffc ) 图6.14的冲激响应h(t )和频率响应H()在傅立叶变换的单冲激响应测量中具有信噪比的问题。 由于脉冲激励时间短，环境噪声能量弱，测量时的信噪比小，为了提高信噪比而采用多个脉冲激励，接收时采用同步叠加和平均处理技术，叠加一次后，信噪比增加3dB，相加4次后增加6dB，相加8次后增加9db 提高30dB必须重复1000次，当然需要时间。 英国KEF的l.r.finch am在1977年发表的着名论文中最先提出，但在国外从未用这种方法制作过专用机器。vi. MLS技术MLS技术使用最长序列(MLS-Maximum Length Sequence )的伪随机噪声作为输入扬声器的测试信号，并且获得扬声器的输出语音信号与其输入信号之间的互相关函数或系统冲激响应(或单位冲激响应) 那是系统在时域的基本响应，且对应的频域由快速傅立叶变换(FFT )获得为系统的振幅-频率响应和相位-频率响应。 由于互相关函数的计算是通过快速硬件人变换(FHT )获得的，所以该方法也被称为MLS-FHT技术。 这个记述大部分是非专业读者不能读的，下面的记述想要解决这个通俗化问题。mls信号。最大长度顺序(mls )是最长的序列码序列码的缩写，其可以来自线性组码之中的循环码，并且数字信号可以二进制(即0和1 )来配置二进制数字信号以用循环码进行回合代数方法是原始多项式，其运算是逻辑上的“排他”“排他”运算。 其循环特性可以通过循环反馈移位寄存器容易地实现。 当MLS码的多项式为m次时，其循环码长度包括N=2m-1，即，n个二进制数(0，1 )，然后重复n个二进制数的周期，并且当0是负脉冲时对应于循环MLS码的0，1。 在简单示例中，当m=3时，如果码长N=7，MLS码为m=4，则N=15，MLS码为1111，并且如果码长为N=15，则m=5，则N=31，并且MLS码长为31位，实际上，m=12，即码长为N=4095位的二进制数，m 该信号在模拟上看起来属于周期性信号，但其频谱接近白噪声的随机信号，因此被定义为伪随机噪声信号。 其振幅频谱大致是平坦的，相位是杂乱的，但其频谱是可重复的且是确定性的，而不是真正的随机。mls信号的转换特性和系统响应。为了将MLS信号用作测试信号，需要知道MLS信号的变换特性的一部分。 MLS信号的自相关函数是脉冲信号，即，当将MLS信号输入到测量系统时，通过转换与脉冲信号等效。 测量系统的系统输出响应与输入MLS信号之间的互相关函数是系统的单位冲激响应，因此得到单位冲激响应完全等效于脉冲测量方法。 单位冲激响应的傅立叶变换是系统频率响应。 在进行互相关运算时，由于也有被称为快速哈达玛变换(Fast Hadamard Transform-FHT )的算法，所以该方法也被称为MLS-FHT方法。 该过程通过对n个点的MLS进行D/A转换将其转换成模拟信号以激活测量系统，把系统的输出响应设为n个样本，执行与原始的n个点MLS的互相关运算(FHT转换运算)，得到系统的冲激响应，并且把单位冲激响应数字化，以FFT形式给出系统频率图6.15 MLS响应、冲激响应h(t )和频率响应H()的变换关系在1979年使用，并且在1982年使用FHT互相关算法。 该方法具有较好的信噪比，测量操作方便，广泛应用。 上述MLSSA和AP公司的“系统2”的MLS软件使用该方法。MLS和数字脉冲测量技术均可用于非消声室模拟自由场测量，得到脉冲响应后，在时域脉冲响应图上反射声到达前加上时间窗，通过时间窗内直接声进行FFT实现了非消声室模拟自由场测量。 MLS测量技术也是有限的，因此不提到无法测量非线性失真，如谐波失真。vii. TDS(Time delay Spectrometry，时延谱)技术TDS是一种时延谱技术，被认为是Heyser于1967年提出的声学测量中具有划时代意义的文献。 这使用循环滤波器来与供给到扬声器的扫描电信号的频率同步。 加上扬声器到麦克风的时间延迟，实现了频率响应的非消声室测量，然后采用数字信号运算的方法实现了丹麦BK公司的2012音频分析仪的TSR (timeselectiveresponsetimeselectresponsetimess 以上几种测量技术的测量结果是等价的。viii .窄带粉末噪声，通过粉末噪声、1/3倍频分析