何謂頻率響應

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何謂頻率響應

頻率響應(英語:Frequency response,簡稱頻響)
頻響是當向電子儀器系統輸入一個振幅不變,頻率變化的信號時,測量系統相對輸出端的響應。通常與電子放大器、擴音器等聯繫在一起,頻響的主要特性可用系統響應的幅度(用分貝)和相位(用弧度)來表示。頻率響應曲線通常用來描繪放大器和揚聲器再造聲頻的精度,比如說,一個高保真放大器可被說成有頻率響應20Hz-20KHz±1 dB,這意味著系統可放大該範圍內的所有頻率。

"好的頻響不能保證保真度,只是說明設備的一部分達到了基本頻響要求"。實際上,高於這個頻段以及部分低於這個頻段的一些信號雖然“不可聞”,但仍會對人的聽感產生影響,因此,這個範圍還要再擴大,在現代音頻領域中,這個範圍通常是5~50000Hz,某些高要求的放大器甚至會達到0.1~數十萬Hz。但是,上述要求卻仍然是“不可能完成的任務”,於是,就有了“頻響”這個指標。

順帶一提,放大器有兩種失真:線性失真和非線性失真。我們通常把後者叫做“失真”,而把前者用其它方式表達出來。非線性失真我們已經知道了是一種什麼情況了。而線性失真就是指頻率和相位方面的“誤差”,即頻率失真和相位失真。

頻響曲線的概念

頻率失真是一種“線性失真”,意思是説,發生這種失真時放大器的輸出信號波形和輸入波形仍然是“相似形”,它不會使放大器對要處理的信號產生“形變”。一個單純的頻率失真可以看成放大器對於不同頻率的信號放大倍數不同,例如,1個十倍放大器,對1KHz的信號的放大倍數是10倍,而對於10KHz的交流信號可能放大倍數就變成了9.99倍,於是,我們就可以説這台放大器有頻率失真了。在電聲學上,我們把這種現象稱為“頻響曲線的不平直”。


頻響曲線是信號發生器的輸出信號頻率發生連續變化(即通常説的“掃頻”)並保持幅度不變,在輸出端通過一些記錄儀將放大器對於這種連續變化相應的輸出電平記錄下來,就可以在一個座標上描繪出一個電平對應頻率的曲線。這個座標的縱座標是電平,橫座標是頻率。縱座標的單位是dB,橫座標的單位是Hz(或KHz)。為了記錄方便,橫座標的標尺為對數型的,縱座標則是線性的。這裏要着重注意兩個特徵:平和直。平是指放大器在工作頻率範圍內頻響的最大差距。這裏我們需要注意的是“工作頻率”,對於音頻設備來説,我們應該關心的是20~20000Hz這一段的情況,如果要求很高,可以將範圍擴大到5~40000Hz,這已經是足夠了。


參考網址 :
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%A2%91%E7%8E%87%E5%93%8D%E5%BA%94
https://baike.baidu.hk/item/%E9%A0%BB%E7%8E%87%E9%9F%BF%E6%87%89/1545234

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