音频分析仪

音频分析仪是一种用于测量和分析音频信号的专用仪器。它能够测量信号的交直流电压、频率、谐波失真、信噪比等参数,并提供频谱分析、1/3倍频程分析、倍频程分析、声压级测量等多种功能。为了构建完整的音频分析系统,通常需要配备标准音频信号发生器。

信号及分析

音频信号是多媒体中的一个重要组成部分,人类所能听到的音频信号频率范围大致在20Hz至20kHz之间。语音信号主要集中在300Hz至4kHz的频率范围内,而音乐和其他自然声响则覆盖整个频率范围。音频信号可以通过模拟设备记录或再生,形成模拟音频,再经过数字化处理成为数字音频。音频分析主要是针对数字音频信号进行的,采用数字信号处理技术,提取信号在时域和频域内的特性。

分析原理

音频分析的原理涉及数字信号处理的基本理论、音频分析的方法以及音频参数的测量和分析。傅里叶变换和信号采样是音频分析的基础技术。傅立叶变换用于频谱分析,而信号采样是将模拟信号转化为数字信号的关键步骤。音频分析通常将音频设备视为黑盒系统,通过对已知信号的输入和输出信号的分析,了解系统的特性。

测量及分析

音频测量主要包括信号电压、频率、信噪比谐波失真等基本参数。音频分析可分为时域分析、频域分析、时频分析和失真分析。时域分析通过观察输入信号的时域波形来评估设备性能,常见的测试信号包括正弦信号、方波信号、阶跃信号和单音突变信号。频域分析主要依据频率响应特性曲线,反映音频设备在整个音频范围内的频率响应分布。时频分析描述了音频设备在时间轴上的频域特性变化。失真分析重点关注音频设备的谐波失真,这是音频设备的重要性能指标。

音频分析仪器

音频分析仪器是一类专门用于测量音频设备各项电声参数的分析工具。这类仪器不仅可以测量单一音频设备的性能,还能测试组合音频设备的整体性能。市面上已有多种类型的音频分析仪器,如失真度分析器、频谱分析仪、频率计数器、交流电压表、直流电压表、音频示波器等。这些仪器使得音频设备制造商能够检查并改进产品设计,消费者也能对设备进行评估。

现状

早期的专业音频分析仪种类较少,音频测量常依赖于万用电表、频率计、示波器及频谱仪等组成的测试系统。然而,这样的系统操作繁琐,测量结果不够精确。近年来,音频分析仪器的发展趋势是高度集成化和智能化,这些新型仪器集成了复杂的音频信号发生装置、功率放大装置等,并具备初步的图形化分析功能,大大简化了音频测量系统的搭建。

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