頻程及濾波器的Q值計算

2022-12-20 20:18:03 字數 1586 閱讀 9618

人耳聽音的頻率範圍為20 hz~20 khz。在聲學測量中不可能測量這個範圍中的每乙個頻率,而總是在某一頻率區間取特定值進行測量,這個頻率區間稱為頻帶。頻帶由上限頻率f 2和下限頻率f 1確定,f 2,f 1又稱為截止頻率。

f 2、f 1的間隔可以用頻率比或以2為底的對數表示,稱為頻程。若乙個頻帶中上限頻率為下限頻率的2倍,則稱其頻帶寬為倍頻帶或倍頻程(oct)。上限和下限截止頻率的一般關係為f 2=2nf 1,則n =log2f 2/f 1=3.

32lgf2/f 1式中n為倍頻程的係數,可以是分數或整數。如n =1/3即指1/3 oct,n =1即指1 oct。可見按倍頻程均勻劃分頻率區間時,相當於將頻率按對數關係加以標度。

頻帶的中心頻率f c是上下截止頻率的幾何平均,即f c=(f 2f 1)1/2,相當於某一中心頻率的上下截止頻率為f 2=2n/2f c,f 1=2-n/2 f c如果給出某個頻帶的中心頻率和倍頻程係數就可由上式計算出這個頻帶的上下截止頻率。中國參照有關的國際標準,制定了國家標準《聲學測量中的常用頻率》對1/1和1/3倍頻程濾波器的中心頻率和頻寬進行了標準化,如表1所示。表1聲學測量中的常用頻率

由表1可見,1/3倍頻程是在兩個相距1/1倍頻程的頻率之間插入兩個頻率,使這四個頻率之間依次稱為21/3倍,這四個頻率的比例為1∶21/3∶22/3∶2。

另外,處理器裡面的參量均衡一般有3個調節引數,乙個是中心頻率(f )、乙個是頻寬(bw或q )、乙個是增益量(gain )。對於頻率和增益量調節比較方便簡單,主要對於頻寬這個引數不好掌握,均衡器實際上是乙個濾波器,頻寬就是這個濾波器的調節寬度也就是頻率調節範圍的大小,可以用頻寬(bw )或者q值來表示,頻寬數值用倍頻程(oct)為單位,q值直接為數字表示。頻寬的資料越大,調節的範圍越寬反之調節範圍就越小,用q值表示的話則正好想反,q值越大,濾波器越尖銳,調節範圍越小。

在設定均衡器的時候通常會遇到q,q值大小如果設定的不合適,影響聲音的音質。q值是濾波器的品質因數,定義為中心頻率除以濾波器頻寬,如31段均衡器,按照上表以中心頻率為125 hz為例,頻帶寬為112~140 hz,125 hz這個濾波器的q值就為:125/(140-112)=4.

46。從公式可推導出q值越小影響的可調頻寬就越大,q值越大,頻帶越窄,如圖1所示。

圖1q值對頻寬的影響

了解倍頻程和q值的概念和計算,對演播廳或戶外擴聲均衡器的使用和聲場除錯有很重要的作用,在使用參量均衡的時候,有兩種調節方法。

(1)根據現場的聲學環境的聽音效果,自己選定乙個頻率,然後調節一下增益,聽現場聲音效果有無改善,然後再改變頻寬或q值的資料大小,反覆嘗試,直到改善現場的聲音效果。

(2)如果無法確定頻率點,可以先把頻寬或者q值設為0.3或3,增益做3~5 db的衰減或提公升後,再改變頻率(也就是掃頻),最終找到合適的頻點,再按照上面的方法進行更細一步的調節。

如果借助頻譜儀來調節,根據頻譜的顯示,先找到峰或谷的中心點頻率,然後進行衰減或提公升,看頻譜顯示的峰或者谷逐漸平坦後,再調節頻寬使曲線更加平滑。

現在使用的coda分頻處理器就是中高頻和低頻分開處理,對於中高頻段或低頻段設定和除錯可分幾個中心頻率,然後調節頻率的增益和q值,直到聲場聽起來好聽為止。對於某個頻率很突出,聽起來不舒服的時候,往往選取某個頻率的q值很大,把這段頻帶衰減或增大,最重要的是q值或中心頻率的選取是靠耳朵仔細聽,直到感覺很好為止。

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