频率响应、猝发音响应与瀑布图

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频率响应、猝发音响应与瀑布图

这张图是啥？其意义？

音响迷常说这是响频，频率响应简称，精准说，该是振幅频率响应，还有一种频率响应是相位频率响应，


看来很复杂是吧？

还有谐波失真频率响应

也就是说，对某种随频率变化的性质来整个频段扫一遍呈现出来的就是一种频率响应图，图面上的横轴是频率，以声音而言，20~20KHz，纵轴是振幅或相位或其他的；

最常见的是振幅，也就是，由20~20KHz都输入一样的振幅，测量其输出振幅变化，再看一次前面这张，



输入讯号是一条水平直线，输出却变成这样，好惨…这是在聆听位置测量喇叭发出的声音，空间扭曲了喇叭发出的音波。

实际上怎么测呢？

有好几招，例如，先送个20Hz，再来25Hz，再来30Hz….一直测到20KHz，每次都记录下测到的振幅，画成图；

另一招是送个white noise，这讯号不停的送出20~20KHz都有振幅都相同的不规律噪声，再以Fourier Transform将测到的声音，转换成频谱，以此结果画成频率响应；


还有一招是送log sine sweep，这讯号由20Hz逐步扫到20KHz，经过运算产生impulse response猝发音响应，

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再经过运算推算各频段讯号长时间累积后的振幅频率响应。

这些测法都必须要送出含20~20KHz的讯号，测量所得，据以画成图。

那，这振幅频率响应图的意义是？

各频段经过音响系统（若在聆听位置测音压就包含空间）后其振幅的变异程度，送进去的是平直的，输出照说应该是平直，DAC、扩大机要做到这点都不难，喇叭呢…就难了…上下误差3dB很普通；再加上空间呢，那真是惨兮兮…就是前面看到的这些图的样貌…

再看一次前面这张振幅频率响应，

来另一张，只有高频1KHz以上的

怎么两张图的高频段看来不太相同？中频段也类似，


这是怎么回事？

再回到前面提到怎么测量振幅频率响应，最直觉的是要测2KHz，就送个2KHz的讯号，在测量点量音压，重点在，这2KHz讯号是？很短一个周期波？还是连续不断的波？一般是后者；

这连续不断的波由喇叭发出后，并不会只传送到聆听位置，还会传送到整个空间四处弹来弹去，当然也会弹到测量位置；

我们可以预期，这弹来弹去的会比直接传到聆听位置的慢，如果我们测量的时间很短，那么就可以看到直接传来的，测量的时间很长，就会看到长期累积稳定后的结果，上面这部份图与全频段图的差异就在于此，测量的时间不同。

来看看呈现音波逐渐弹到测量处的过程，就是前面的猝发音响应图，


这意思是，如果突然发出个极短促的声音，例如爆炸，在测量点听见后，再来就会听见回音渐次抵达，音量当然也是越来越低；

再将这图加上频率这成分摊开来，就成了瀑布图，

左横轴是频率，右横轴是时间，纵轴是振幅；

也就是音波由最右侧那一波先抵达测量点，再来渐次传来的反射音陆续抵达，不同频段的反射状况不同，那斜斜一长条的，就表示有个反射点能够反射那整个长条的频段。

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再来看这个例子的低频段，注意看35Hz处，二条线振幅几乎相同，

但40~100Hz却差很多，这是怎么回事？这得看瀑布图，先看细部，上对应振幅频率响应的红，下对应蓝，


这系统是Genelec 1029A+JBL超低音，在二个空间中测，上面那张超低音摆在主喇叭后面约1.5m处，而且音量没开高，因此这瀑布图细部只看到主喇叭唱到80Hz就没了；

下面这张超低音就摆在主喇叭下面正中，只稍微比主喇叭慢一点传到测量点；

来看长时间瀑布图，

上面拖很久，下面很快就没了，

而且上面第一波显然超低音的音量比较高，但最终二者在35Hz处累积的振幅差不多；

上面的空间是个水泥屋，下面是个轻隔间的小房间；低频在水泥屋里不断反射缓缓消散，在轻隔间则是大半都透出去，没回来了。

总结以上，振幅频率相应图呈现的测量时间内累积的成果，瀑布图与猝发音响应则能呈现随着时间变化的过程；

振幅频率相应图是表，瀑布图与猝发音响应是里。