REW和相关声学知识的介绍（11.28更新相位解释）

本帖最后由 huikaichedegou 于 2013-6-11 22:41 编辑

    我们一个项目一个项目的来介绍吧。

    1、频响曲线和相位

    先介绍下频响曲线的定义：将一个以恒电压输出的音频信号与系统相连接时，音箱产生的声压随频率的变化而发生增大或衰减、相位随频率而发生变化的现象，这种声压和相位与频率的相关联的变化关系(变化量)称为频率响应，单位分贝(Db)。看明白了吗，测的是声音的响度，理想的频响曲线应当是平直的，声音信号通过后不产生失真，形象点说就是前端给了个不管多少声压差的不同频率的信号，后端喇叭送到你耳朵的也是同样声压差的信号。

    频响对声音的影响

    人耳的遮蔽效应，同一时间不同响度的不同频率声音，响度高的会遮蔽响度低的信号，同时还会遮盖前20ms到后100-200ms内的响度低的信号，所以，峰谷大的曲线，不单单只会让你觉得频段不均衡，严重的会造成频段缺失。

    对音色的影响。组成我们感知的不同乐器或不同的音色是由什么决定的呢？不同的乐器弹奏出同一个音调的时候为什么会有不同的音色？我们知道，声音是靠振动传播，也就是说到达我们耳朵的是振动，同一个音调，振动频率是相等的，那么为什么我们能感知到不同的音色呢，换句话说用不同的材料发出同一个频率的振动应该是一样的声音，对吧。可实际上为什么我们会听到不同的声音呢？这是因为音色是由基音和泛音组成的，基音就是我刚刚说的音调，基音决定了音调的高低，与基音频率成倍数的频率声音组成了泛音，而不同材料或乐器的泛音组成部分是不同的，泛音的响度也是不同的，这才形成了千差万别的音色。说到这里你就理解了，频响准确与否对音色的改变了，不平坦的频响改变了基音和泛音的响度比例，必然改变了声音的特性，台上演奏的YAMAHA钢琴到你耳朵里可能就成了TOYAMA了。

各品牌箱子一般都会给你一条该箱子的频响曲线，那应该怎么看呢？
        

    这是一条TI6F的频响曲线，纵坐标是响度单位是分贝（dB），横坐标是频率单位是赫兹（Hz），这条曲线反应了测试输出的等电压的20-20KHz的频率信号，喇叭响应后回馈到接收端的信号，可以看出来，在50Hz以上，响应基本可以算是完美的，怎么看呢？
        我们经常可以看到厂商提供的箱子参数，频率响应：37-20KHz@ -3dB、24-20KHz@-10dB，大家都知道这个频率参数覆盖范围越广代表喇叭素质越高，其实这个参数就是从上面的这个频响曲线得出来的。我们可以给这条曲线在87dB处画条均线，这条均线在和频响曲线在低频滚降处的交叉点是44Hz，-3dB也就是84dB和频响曲线的交叉点是37Hz，这个频率就是该箱子 -3dB时的频响下限，同理可以看出-10dB时的频响范围。

既然厂家提供了频响曲线我们为什么还要测呢？这就说回了我经常说的一句话，箱子都是半成品，只有你系统搭建好了之后，到达你耳朵的才是成品，我们买音响其实买的是声音，声音到达我们的耳朵必须得有个载体，就是你的影音室里的空气，声波在你的影音室里经过直射、反射到达你的耳朵，这时候你听到的是不是还是厂家测试时消音室里的声音呢，显然不是。

       声音在空气中是以震荡波的形态在传输，相同频率的声波经过反射，直射声和反射声在同一位置叠加就会产生干涉，要不加强，要不抵消，结果就是频响曲线的峰谷，也就是我们经常在文章里看到的梳状滤波效应。这个在中低频比较明显，因为中低频的能量较大，房间的吸收能力较弱，反射声比例相对大。
                  

相位：
      

            声波的传输示意图

    声音在介质中是以纵向震荡波的形式进行传递，我们利用时间轴展开，以两个频率的声音信号为例，100Hz和200Hz，Hz的含义就是每秒震荡的周期，所以我们可以知道100Hz的声波每秒上下震荡100个周期，也就是0.01秒震荡一个周期，200Hz的快一倍，也就是0.005秒 一个周期，声音在空气中的传播速度我们设定为340米/秒，每个周期我们设为360°相位，看明白了吗？如果这两个声音信号在原点同时发出，在5ms后同时到达1.7米远的测试位置时，这两个信号的相位是多少呢？到达0.85米的位置时相位又是多少呢？

    答案就是1.7米位置的相位分别是180°和-180°，0.85米是分别是90度°和180°。如果不是这个相位的话，说明什么问题呢？
    说明了到达测试点的时间改变了！因为相位和时间必然是一致的，而到达时间改变的意义呢？
     到达时间的改变代表了失真，喇叭本身的素质、前级里eq和声场处理、声音放大等等处理的应用都会带来相位的变化，这个变化只要在耳朵不敏感范围都是可以接受的。

   
     Rew里理想的声波到达的相位图如下：

      

    怎么看？横轴为频率、纵轴为相位，因为测试距离固定，那么和测试距离成倍数的波长的信号到达测试麦的时候就刚好是0度或±180度，这时候就成图中的虚线，理想的响应和传输保证了连续频率的信号到达测试麦时的相位是连续平滑的，就是虚线中间的那条线。

    这是张两个相位图的叠加比较，可以看出，受喇叭响应能力和房间影响，两个0相位间的曲线并不平滑，两次测量的某些频率到达相位也不同，这个相位就可以换算成到达时间，这个相位图可以比较直观的看出我们做的任何调整对于声音到达时间的改变。