有多少种方法可以进行频响曲线测量？

APx500 软件提供了频响曲线的多种测量方法，对一个音频产品的频响特性进行测量分析。如果只用一个测量对一个音频产品进行评价，那这个测量就是频响曲线，APx500 软件提供了多种方法可以进行频响曲线测量。

下面列出 APx500 软件包含的至少 10 种方法都可以进行频响曲线的测量:

• Frequency Response
• Continuous Sweep
• Acoustic Response
• Loudspeaker Production Test
• Stepped Frequency Sweep
• Bandpass Frequency Sweep
• Multi-tone
• Transfer Function – White Noise signal
• Transfer Function – Speech signal
• Signal Analyzer (FFT) – White Noise

在这张图中展示了分别采用不同方法，一个耳机喇叭的频响曲线测试结果的对比。

图 1 - APx500 软件中的频率响应

前面４种方法都使用了同样的信号处理技术，Frequency Response, Continuous Sweep, Acoustic Response和Loudspeaker Production Test 都是基于指数正弦扫频或 Chirp, 这一创新技术是由 Angelo Farina 在 2000 年发布的。Frequency Response 提供了最简单的控制选项， 它的测量结果也是最简单的。如果您在寻找一个方法能很快地对一个产品的频响曲线进行测量，这个方法就非常适合。它基于我们的 Chirp 信号，测试时间超级短，在不到一秒的时间内就可以完成测量，给出测量结果。然而，它只提供频响曲线。

Continuous Sweep在Frequency Response上作了拓展。除了 Frequency Response 的测量结果，增加了相位曲线，失真曲线，可以观察待测产品的脉冲响应，还有 AP 专有的，可以对串扰进行扫频测量。只用一个非常快速的 Chirp扫描，Continuous Sweep 可以提供上面提到的所有测量结果。

Acoustic Response和Loudspeaker Production Test 基于 Continuous Sweep，增加了用于喇叭，麦克风等电声器件测量的特征与结果。首先acoustic response 和 loudspeaker production test 允许您应用一个时间窗，或门限到脉冲响应，在非消声室环境进行电声测量时，它可以把声学反射排除。 另外，它们增加了 Rub and Buzz 测量结果，一个喇叭产品固有的电声特性。

Loudspeaker Production Test 作了更多的优化，除了频响曲线，失真，相位，脉冲响应，Rub and Buzz，还增加了喇叭阻抗曲线和 Thiele-Small 参数的测量。

Stepped Frequency Sweep 它可能是最经典的频响曲线测量方法，采用单点正弦波形，从一个频率切换到另一个频率。在 APx500 软件中，这个测量方法可获得频响曲线，总谐波失真+噪声（THD+N）， 总谐波失真（THD），相位等。相对于Chirp扫频，阶梯扫频太慢了，但是只有这种扫频可以获得测试信号的总谐波失真+噪声，而且阶梯扫频是目前大部分产品的标准测量方法，为了便于对比，通常要求用这个测量方法进行测量。

Bandpass Frequency Sweep 也是一种阶梯扫频，它包含一个可以追随扫描基频的滤波器，具有高选择性。这种扫频方法特别适用于电声产品的测量。传统的阶梯扫频是一个宽带或者说是没有进行选择性滤波的测量， 测量结果包含噪声与失真。采用带通扫频，当滤波器模式选 “window width”，可以最大限度的排除基频以外的信号。

Multi-tone Analyzer 使用多频音代替离散的频点逐个扫描，多频音是同时发声的。多音听起来像是某个人同时按下管风琴所有的键发出的声音。多音的优势是用它进行测量非常快，跟用 Chirp 差不多，而且它可以同时测量噪声和其它的非谐波相关信号，与阶梯扫频差不多。它的不足之处是多音的波峰系数比一个纯正弦波的波峰系数高很多，还有噪声结果，TD+N(总失真和噪声)不同于 THD+N（总谐波失真与噪声），因为它包含了谐波失真与互调失真。这使得对比 TD+N 与 THD+Ｎ变得不那么容易。

Transfer Function 提供了一个非常有趣的方法来测量频响曲线。之前提到的所有测量方法都是依赖于一个正弦激励信号，这可能会导致一个问题，因为很多现代语音产品，如手机，包含自适应信号处理算法，这种算法会消除正弦波和其它非语音信号，这就使得测量手机或带麦克风的智能音箱的频响曲线变得徒劳无功。传递函数通过找信号源或激励信号与响应信号之间的关联性来对产品进行测量。激励信号可以是任意的，唯一需要满足的是，激励信号的能量必须覆盖所需的频率范围。宽带噪声是一个很好的信号源，但更有效的是，使用实际的人类语音信号。当使用语音信号时，需要重点提及的是，人类语音信号在100Hz 以下， ４-10KHz 以上能量较低。另外， 您需要对语音进行长时间的平均来获得一个有效的测量。

Signal Analyzer 通常它并不是用来测频率响应的，但它确实可以作为一种方法来使用。如果您播放一个白噪声信号（每个频率的能量是一样的）您可以直接从 FFT 频谱看到频响曲线特征。测量时可能需要进行多次平均，但是一个频率响应平坦的产品它的 FFT 频谱也是平坦的。

通过上面介绍的测量方法，我们来总结一下在进行频响曲线测量时需要考虑的几个方面：

分辨率 – 上面的测量方法也揭露了线性分辨率。所有基于 Chirp 的测量和传递函数，提供了非常高的频率分辨率， 在相对短的测量时间内返回几千个测试点数据。阶梯扫频和多音从可操作性的角度来讲很难提供100个以上的测试点数据。

噪声免疫 – 基于 Chirp 的测量，多音和带通扫频提供了对噪声的免疫，在某些测试场景这很有优势，如在一个非理想的电声环境测量喇叭。阶梯扫频，传递函数和信号分析仪不能从测量信号中排除噪声，所以测量结果中会包含环境噪声分量，尤其是进行电声测量时。

测量速度 – 如果只测产品的频响曲线，应该没有比基于Chirp 扫频更快的技术，如Acoustic Response, Continuous Sweep 和 Loudspeaker Production Test。 Multitone（多音）比 Chirp 要慢一点，需要100毫秒左右。阶梯扫频，带通扫频，传递函数和信号分析仪是最慢的测量技术。