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頻程及濾波器的Q值計算

作者: 時間:2011-03-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

人耳聽音的頻率范圍為20 Hz~20 kHz。在聲學(xué)測量中不可能測量這個范圍中的每一個頻率,而總是在某一頻率區(qū)間取特定值進(jìn)行測量,這個頻率區(qū)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(shù)表示,稱為頻程。若一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)。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/156553.htm

  上限和下限截止頻率的一般關(guān)系為f 2=2nf 1, 則n =log2f 2/f 1=3.32lgf 2/f 1 式中n 為倍頻程的系數(shù), 可以是分?jǐn)?shù)或整數(shù)。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(qū)間時,相當(dāng)于將頻率按對數(shù)關(guān)系加以標(biāo)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(dāng)于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系數(shù)就可由上式出這個頻帶的上下截止頻率。中國參照有關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn),制定了國家標(biāo)準(zhǔn)《聲學(xué)測量中的常用頻率》對1/1 和1/3 倍頻程的中心頻率和帶寬進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化,如表1 所示。

  表1 聲學(xué)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, 處理器里面的參量均衡一般有3 個調(diào)節(jié)參數(shù),一個是中心頻率(F )、一個是帶寬(BW 或Q )、一個是增益量(GAIN )。對于頻率和增益量調(diào)節(jié)比較方便簡單,主要對于帶寬這個參數(shù)不好掌握,均衡器實際上是一個,帶寬就是這個的調(diào)節(jié)寬度也就是頻率調(diào)節(jié)范圍的大小,可以用帶寬(BW ) 或者Q 值來表示,帶寬數(shù)值用倍頻程(oct) 為單位,Q 值直接為數(shù)字表示。帶寬的數(shù)據(jù)越大,調(diào)節(jié)的范圍越寬反之調(diào)節(jié)范圍就越小,用Q 值表示的話則正好想反,Q 值越大,濾波器越尖銳,調(diào)節(jié)范圍越小。

  在設(shè)置均衡器的時候通常會遇到Q ,Q 值大小如果設(shè)置的不合適,影響聲音的音質(zhì)。Q 值是濾波器的品質(zhì)因數(shù),定義為中心頻率除以濾波器帶寬,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(dǎo)出Q 值越小影響的可調(diào)帶寬就越大,Q 值越大,頻帶越窄,如圖1 所示。

  

  圖1 Q值對帶寬的影響

  了解倍頻程和Q 值的概念和, 對演播廳或戶外擴(kuò)聲均衡器的使用和聲場調(diào)試有很重要的作用,在使用參量均衡的時候,有兩種調(diào)節(jié)方法。

  (1) 根據(jù)現(xiàn)場的聲學(xué)環(huán)境的聽音效果, 自己選定一個頻率, 然后調(diào)節(jié)一下增益,聽現(xiàn)場聲音效果有無改善, 然后再改變帶寬或Q 值的數(shù)據(jù)大小,反復(fù)嘗試,直到改善現(xiàn)場的聲音效果。

  (2) 如果無法確定頻率點, 可以先把帶寬或者Q 值設(shè)為0.3 或3,增益做3~5 dB 的衰減或提升后,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(jìn)行更細(xì)一步的調(diào)節(jié)。

  如果借助頻譜儀來調(diào)節(jié),根據(jù)頻譜的顯示,先找到峰或谷的中心點頻率, 然后進(jìn)行衰減或提升,看頻譜顯示的峰或者谷逐漸平坦后,再調(diào)節(jié)帶寬使曲線更加平滑。

  現(xiàn)在使用的coda 分頻處理器就是中高頻和低頻分開處理, 對于中高頻段或低頻段設(shè)置和調(diào)試可分幾個中心頻率, 然后調(diào)節(jié)頻率的增益和Q 值,直到聲場聽起來好聽為止。對于某個頻率很突出,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(xì)聽, 直到感覺很好為止。



關(guān)鍵詞: 計算 濾波器 程及

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