我經(jīng)常聽到人們問“如何校準低音炮和全頻揚聲器？”。深入研究這個問題，看看你是否能得到滿意的答案。有三個主要因素，以補充低頻率限制的全頻系統(tǒng)低音炮。

1、超低音揚聲器和全頻系統(tǒng)之間的輸出聲壓級關(guān)系（增益）

2、低音炮和全頻系統(tǒng)之間的信號到達時間關(guān)系（延遲）

最后一個可能是最難的，所以讓我們先研究一下。同時，我們還需要對分頻問題有一個簡要的了解。解決這兩個問題后，剩下的增益問題就簡單了。

揚聲器本身就是一個帶通裝置。因此，為了簡化測量，方便觀察圖像，筆者將采用高通和低通濾波器來代替實際的揚聲器。這樣得到的結(jié)果與實際情況基本吻合，但實際測量的傳聲器不能加入到模擬試驗中，因此無法模擬傳聲器試驗位置變化的影響。但是，考慮到測試麥克風位置的變化對揚聲器高頻部分的影響主要是方向性明顯的部分，而揚聲器在低頻段基本上表現(xiàn)出全向特性，因此測試麥克風位置的不同對揚聲器的影響不大，故測試麥克風位置的變化對揚聲器的指向性影響不大不應考慮測試麥克風的位置問題。

我們假設(shè)有一個全頻揚聲器系統(tǒng)，可以很好地播放60hz-14khz的聲音。然后，在現(xiàn)場的另一個位置添加一個低音炮。低音炮的下限頻率可達30Hz。它們的響應曲線如圖1所示?，F(xiàn)在我們要用100Hz作為四階linkwitz-Riley分頻校正的分頻點。

由于低音炮在分頻點附近的響應曲線比較直，可以直接在其上加一個100Hz的四階L-R低通濾波器。然而，由于全頻揚聲器組的頻率響應曲線在分頻點附近已經(jīng)衰減，因此我們需要使用低于四階的電子濾波器，以便全頻揚聲器組的聲音輸出能夠匹配四階L-R濾波器的100Hz截止頻率fc。圖2顯示了這組全頻揚聲器的輸出曲線和四階L-R高通濾波器的預期響應曲線。為了獲得期望的響應曲線，一個115hz的三階巴特沃斯高通濾波器被添加到全頻揚聲器。如果需要更精確地匹配期望響應曲線，則可以適當?shù)亟档桶吞匚炙篂V波器的截止頻率，然后可以添加參數(shù)均衡器以進行更精確的邊緣調(diào)諧?？傊?，我們應該使響應曲線盡可能地符合我們的期望曲線。

圖3是組合高低音揚聲器和低低音揚聲器輸出后的響應曲線。此時，整體幅頻響應不符合要求。很明顯，有一個抵消。我們知道，兩組揚聲器的L-R聲響應應該由平坦的響應曲線疊加而成。但這里不存在問題，也就是說，這兩組揚聲器存在時域校準不當?shù)膯栴}。通過觀察圖4中通帶中的能量包絡(luò)曲線（etc），可以確認兩者之間存在不同步的問題。因此，我們需要對全頻揚聲器組進行延時，但延時多少是合適的？

最根本的問題是，我們目前只有低音炮輸出低頻部分的數(shù)據(jù)。式中△t=L/△F，△t為時間分辨率，△F為頻率分辨率。由此可知，頻率分辨率越高（△F值越?。?，時間分辨率越低（△t值越大）。因此，我們需要讓低音炮輸出更高的頻率信號（相當于更高的△F值，即更低的頻率分辨率）來提高時間分辨率，從而更準確地確定全頻所需的延遲時間。如果可能的話，我們可以繞過超低通濾波器獲得更多的高頻輸出信號。這有助于更準確地判斷低音炮的能量到達時間。假設(shè)我們現(xiàn)在不能繞過濾波器，或者即使繞過之后，我們也不能得到足夠精確的時間分辨率。

此時，我們需要在沒有高頻信號的情況下獲得準確的時間信息。這似乎是一項不可能完成的任務。事實上，僅僅在時域是不可能做到這一點的。但是在頻域中，有一種方法可以讓我們非常準確地獲得時間信息，那就是群時延。群時延的數(shù)學定義是相位對頻率的負導數(shù)。

不要被低音炮曲線的高頻部分所困擾。這些波動是由400Hz以上的測量數(shù)據(jù)的低信噪比引起的。參考圖3，低音炮的輸出在200Hz時降低了24dB，我們使用了四階濾波器。因此，輸出的低音炮在400赫茲將低于-48分貝，并將迅速褪色。難怪高頻部分的信噪比這么差。

另一點我認為將有助于理解的因素，似乎影響到達時間的低通濾波器。這“看起來”是因為它只在到達時間改變時發(fā)生。圖10和圖11分別示出了四階巴特沃斯低通濾波器的etc和脈沖響應圖像。這些曲線之間的較大區(qū)別在于濾波器的過渡頻率（-3dB）。

這些濾波器曲線的實際到達時間為5ms。圖中，到達時間為5ms的互補高通濾波器與互補低通濾波器重疊。如果為高通濾波器設(shè)置延遲使得到達時間超過5ms，則疊加濾波器后的曲線將產(chǎn)生如圖5和圖6所示的問題。

總之，我們已經(jīng)看到，電子濾波器的響應將與揚聲器的響應疊加，以獲得所需的輸出響應（校準）。我們也理解為什么低通設(shè)備使到達時間晚于實際值。我們還演示了如何使用群延遲來精確校準輸出頻率受限的器件的延遲時間。希望以上內(nèi)容能對您有所幫助。