专业音频系统测试
Somarel已把8通道音频分析仪集成到了QSC公司数字音频产品专用测试站中。其中一种数字产品名为Q-Sys,能通过以太网控制整个音频系统。每个Q-Sys控制器都能在放大器和诸如麦克风之类的音频源之间的一个512x512矩阵中设定数字化音频的路由。
QSC公司的数字音频产品用CobraNet(运行在100Mbps以太网上的音频协议)发送数字化24位音频。QSC公司的工程师改造了该公司目前的某种数字产品,它把CobraNet音频转换成AES数字流,使得音频分析仪能处理数字音频。
Somarel说:“CobraNet音频流被解多路复用,并被转换成I²S数字流,用于数字信号处理。数字流然后被送往数字收发器,它把I²S转换成AES音频流。每次只处理CobraNet音频流的两条通道,这是因为Audio Precision APx585只能读取两条AES音频信号通道。”
扬声器发声
没有扬声器的音响系统是不完整的,而QSC Audio公司在Costa Mesa制造多种扬声器。大多数扬声器测试是在两个实验室完成:4-pi实验室和2-pi实验室。在这些实验室中,工程师们评测完整的扬声器和换能器。
在4-pi实验室,扬声器工程师J
每个麦克风均挂在天花板上,彼此成90°角。受测扬声器置于转盘上,而后者置于商用升降器上。升降器把扬声器升到麦克风的高度。墙上的激光器使Brodie能把受测扬声器对准麦克风。
在测试扬声器时,Brodie用放大的对数扫频正弦信号或多音信号激励它。麦克风连接到测试系统。“我们使用Listen公司的一种称作SoundCheck的系统。SoundCheck把24位PC声卡用作数字化仪,通过前置放大器把麦克风的声音数字化。”
Brodie指出:测试系统需要一些设置时间。它有一个步骤库,这些步骤定义了声卡、测试场校准数据、扬声器阻抗。这个库使测试系统能对记录的音频执行FFT等等数学运算,并生成刺激信号。
作为扬声器评测的一部分工作,Brodie需要测量扬声器的最大功率和频率。他测试扬声器时,它的各个端子电压高达100Vrms,然后从该点逐步降至–12dB。他随后计算电平的相对变化,来发现压缩量。他说:“如果扬声器回音管太小,就会产生风湍流,你就必须重新设计它。”
Brodie还利用两个麦克风的响应来描述扬声器的扩音情况的特征。“扬声器的波导管设计可能是用于90°散射模式。倘若结果是80°或100°,那么我们将重新设计波导管。”为了获取散射模式,Brodie以5°增量用转盘来旋转扬声器。
音频分析软件需要场校准数据,以便能用数学方式消除来自被测声音的反射和其它效应。为了获取校准数据,Brodie把扬声器放到外面,并使其音量足够大,以便在没有反射的情况下获取测量值。他然后利用这些基准测量值,并减去反射量来帮助完成校准。
换能器测试
如果你抬头看看4-pi实验室中的一面墙,你会看到一组木板,位于中央的木板安装了换能器。在这些板后面,Luis Esparza在2-pi实验室中评测换能器。2-pi实验室位于4-pi实验室地板上方很高的位置,来使反射量最小。
图2描绘了Esparza用于测量换能器散射模式的设置。一个麦克风得到0.5”铜管总成的支撑,能围绕距离它1m远的换能器旋转90°。Esparza从2-pi实验室内部移动这根管,相对于受测换能器来改变麦克风的角度。他以5°增量来移动麦克风,并记录换能器的离轴响应。Esparza使用Audiomatica公司的一种基于PC的音频分析仪,名为Clio。它由一个信号调节箱组成,后者连接到24位PCI声卡。他用这块卡产生步进式正弦扫频和中长序列(MLS)测量,后者测量换能器的转移函数。
图2,铜管总成使工程师能在受测换能器周围的一个1m弧线内移动麦克风。
Esparza用转移函数的曲线图来发现换能器的方向性响应,他据此确定扬声器的交叉网络应在何处从其低频换能器(低音扬声器)交叉到其高频换能器(高音扬声器)。在图3描绘的例子中,Esparza会把交叉频率设在大约2kHz。
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