今天我們來深入探討滑頻（GlideSweep）分析的內(nèi)容。上次我們已經(jīng)介紹過掃描分析方面的知識(shí)，這次我們就把注意力集中到滑頻上。
不知道大家還記不記得，在講掃頻分析時(shí)我們說過，掃頻信號(hào)是隨時(shí)間步進(jìn)式增大的，執(zhí)行測量也是在每步頻率變化之后。滑頻測量的過程完全不同。
滑頻分析過程
滑頻信號(hào)發(fā)出后，經(jīng)過待測體，我們再接收經(jīng)待測體發(fā)出的信號(hào)。下一步則通過 FFT計(jì)算出原始信號(hào)和接收到的這個(gè)信號(hào)的頻譜。您可以看到頻譜的示意圖。接著會(huì)進(jìn)行一個(gè)叫“逆卷積”的處理。這是個(gè)很復(fù)雜的數(shù)學(xué)過程，我們也可以說是將頻譜進(jìn)行了分解?；蛘邠Q個(gè)在數(shù)學(xué)上不太準(zhǔn)確但是更容易想象的說法，叫兩個(gè)頻譜的“互相關(guān)”。對兩個(gè)頻譜逆卷積后就得到了脈沖響應(yīng)，或叫傳遞函數(shù)。有了脈沖響應(yīng)數(shù)據(jù)就能得到各種不同的結(jié)果。比如電平，相位，失真等等。更美妙的是，我們還能測量更豐富的信息，像運(yùn)行時(shí)間，延遲甚至混響時(shí)間 RT60等。所以您會(huì)發(fā)現(xiàn)，滑頻測量完全不同于掃頻，使用滑頻的時(shí)候只要一個(gè)短暫的激發(fā)信號(hào)就能測量非常多的結(jié)果。當(dāng)然，和所有測試類似，在進(jìn)行滑頻測試之前，我們要先設(shè)置一些參數(shù)。
起止頻率
首先就是起止頻率，也就是設(shè)置滑頻信號(hào)的帶寬。這項(xiàng)設(shè)置主要取決于待測體，測試環(huán)境和技術(shù)指標(biāo)。我們建議還是看待測體的性能或者技術(shù)指標(biāo)。如果待測體是揚(yáng)聲器，滑頻范圍要能覆蓋喇叭的共振頻率。我們看下面的示意圖，這是一款低音喇叭的頻率響應(yīng)，頻率從50 Hz 到 2 kHz。但是再看阻抗響應(yīng)，可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)帶寬的起點(diǎn)就在共振頻率點(diǎn)附近。要想得到更準(zhǔn)確的結(jié)果，就要把帶寬放寬。您可以看這幅圖，我們把起始頻率放到了 20Hz，這樣才能得到低音喇叭完整的阻抗響應(yīng)。順便說一句，共振頻率點(diǎn)對計(jì)算 ts 參數(shù)也很重要。
滑頻周期
另一個(gè)重要的設(shè)置參數(shù)是滑頻的周期，也即是它的時(shí)長。時(shí)間就是金錢，尤其在產(chǎn)線上。測試當(dāng)然是越快越好?？蛇@個(gè)值怎么確定呢？首先它肯定還是取決于待測體性能，還有環(huán)境因素。不過經(jīng)過長期實(shí)踐我們有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)，就是：
< class=" list-paddingleft-2" >
如果測試頻率是全頻帶，也就是 20 Hz 到 20 kHz的話，推薦滑頻時(shí)長至少 1.5 秒到 2 秒，可以先用這個(gè)時(shí)長做評估測試；
如果起始頻率高一點(diǎn)，比如 100 Hz，那可以先用 800毫秒試試，也就是可以用更短的時(shí)間。
</>
有了初步測試結(jié)果，您就可以進(jìn)行下一步，優(yōu)化測量時(shí)間，可以用試錯(cuò)法一步一步縮短測量時(shí)間。也就是您可以多測量幾次，把結(jié)果和*開始的對比，只要結(jié)果一致，就可以再縮短時(shí)間，直到結(jié)果出現(xiàn)偏差為止。
上圖就是滑頻周期和起始頻率的關(guān)系，可以明顯看出起始頻率對測量周期的影響。滑頻周期能減小到 0.1 秒，也就是100毫秒。
聲學(xué)反射
在聲學(xué)測試中我們*常遇到的一個(gè)問題就是聲音的反射。這個(gè)有什么好辦法來對付嗎？一個(gè)老辦法是對測量結(jié)果進(jìn)行平滑處理，讓結(jié)果變成平滑的平均值。實(shí)踐中這個(gè)處理一般用1/3倍頻程分辨率。這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都很明顯，優(yōu)點(diǎn)是它是*常見的方法，各種技術(shù)指標(biāo)基本都用它作為結(jié)果；缺點(diǎn)當(dāng)然就是不夠真實(shí)準(zhǔn)確。
可以來看一個(gè)例子，這是前面提到的那只低音喇叭的頻率響應(yīng)圖：
可以看到曲線抖動(dòng)很大，有許多尖峰或者谷峰，它們很大程度都是由反射聲造成的，所以這個(gè)結(jié)果并非**** 準(zhǔn)確。我們對它進(jìn)行平滑處理后，曲線就變成了這樣：我們在技術(shù)指標(biāo)里看到的都是這樣的圖。但它卻掩蓋了一些問題，比如說，之前的某些尖峰說不定就是喇叭本身的呢？他們并非全是反射聲。所以不管不平滑還是平滑的曲線都不夠準(zhǔn)確。
時(shí)間窗
所以我們還有第二種處理反射的辦法，就是應(yīng)用一個(gè)時(shí)間窗。
這是什么意思呢，我們來解釋一下。圖中是一個(gè)非常常見的聲學(xué)測試配置，待測體是一只喇叭，他和麥克風(fēng)放在治具里。
我們用滑頻信號(hào)進(jìn)行測量后，直達(dá)聲肯定先傳到麥克風(fēng)里，然后從周圍反射來的聲音也會(huì)被麥克風(fēng)接收。反射可能遠(yuǎn)不止一次，所有這些都會(huì)被算到結(jié)果里。它的結(jié)果曲線是什么樣呢？我們來看看：
這幅圖上面的曲線是時(shí)間和能量的關(guān)系，下面就是頻率響應(yīng)曲線。從能量時(shí)間曲線中可以看出聲音傳播的情況。第一個(gè)峰就是直達(dá)聲，后面跟著許多的反射聲，我們只要把后面?zhèn)鬟M(jìn)麥克風(fēng)的聲音都屏蔽掉不就行了。通過時(shí)間窗就能很簡單的實(shí)現(xiàn)，時(shí)間窗之后的聲音不會(huì)被計(jì)算進(jìn)結(jié)果里。我們可以得到一個(gè)非常漂亮平滑的頻響曲線。**重要的是，這個(gè)曲線是非常準(zhǔn)確的！它不像前面是通過后期處理平均得到的，而是原始數(shù)據(jù)，能**反映待測體特性。這就是時(shí)間窗的作用。不過時(shí)間窗有一個(gè)不足，就是會(huì)讓我們丟失低頻部分的信息，因?yàn)槟承┑皖l成分會(huì)和反射聲一起被濾除了。這是一個(gè)缺點(diǎn)或者叫妥協(xié)。
消費(fèi)電子產(chǎn)品測試
滑頻信號(hào)在電子設(shè)備的測量里也能發(fā)揮很大的優(yōu)勢。像手機(jī)，平板這類設(shè)備可以播放音樂但是沒有音頻輸入端，沒辦法把測試信號(hào)接入到待測體上。但我們可以播放存在內(nèi)存里的信號(hào)然后進(jìn)行分析。這是怎么實(shí)現(xiàn)的呢。還是看一個(gè)具體例子，現(xiàn)在要測量傳輸線的性能，但線纜延遲很高，我們通過纜線傳輸一個(gè)信號(hào)，但不知道要多久才能收到，對分析儀來說，必須知道測試信號(hào)輸入的**時(shí)間才能同步測量。這和電子設(shè)備測量很類似。解決的辦法是給滑頻信號(hào)加一個(gè)頭文件，頭文件是一個(gè)特殊信號(hào)，由多個(gè)正弦波合成，能夠被分析儀識(shí)別。一旦分析儀檢測到頭文件信號(hào)，就知道滑頻信號(hào)來了，立刻同步測量，然后得到結(jié)果。和上面類似的應(yīng)用是延遲測量。我們要測量信號(hào)延遲，或者說信號(hào)在整個(gè)鏈路中的傳播時(shí)間。這是一個(gè)很重要的參數(shù)，比如藍(lán)牙耳機(jī)，電視會(huì)議線路或信號(hào)處理設(shè)備的表現(xiàn)就受延遲影響。我們*大能測量 20秒延遲，通過閉環(huán)測試，儀器知道信號(hào)何時(shí)產(chǎn)生何時(shí)到達(dá)，從而計(jì)算出延遲。我們后面會(huì)演示這個(gè)測量。好了，今天的主要內(nèi)容就是這些，歡迎交流討論。