“頻響曲線(xiàn)”分解：“頻”指“頻率”，在聲音表現中同“音調”;“響”則可以看作是揚聲器系統（機械和電性）對輸入電信號中“頻”轉換成聲能的響應。而這種響應，由麥克風(fēng)接收并經(jīng)測試儀器運算后以dB SPL對數值的形式呈現出來(lái)。當很多個(gè)“頻”的響應值連在一起，就成了有峰有谷的“曲線(xiàn)”，這種曲線(xiàn)稱(chēng)作為頻率特性響應曲線(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)頻響曲線(xiàn)。

音箱與頻響曲線(xiàn)

音響系統或音箱產(chǎn)品的頻響曲線(xiàn)是否要求平直？很多人在這個(gè)問(wèn)題上爭論，爭論的焦點(diǎn)往往在于：好聽(tīng)的不一定平直，平直的不一定好聽(tīng)

音箱或者音響系統的頻響曲線(xiàn)要求平直，到底是為什么呢？

音箱或者音響系統的頻響曲線(xiàn)平直，其中的含義在于告訴用戶(hù)，這個(gè)音箱或者系統，在某種條件下，對于輸入進(jìn)來(lái)的信號，在各個(gè)頻段上的表現力（也就是對不同頻段聲音的增益量）都是大致相同的，既不突出（提升）哪些頻段，也不虧待（衰減）哪些頻段。你原來(lái)是多少，我就給你表現出多少。而曲線(xiàn)不平直的音箱或者系統呢，就是會(huì )在某些頻段上的增益量不一致，對某些頻段的表現過(guò)強（曲線(xiàn)上突出的地方，增益量大了）或者過(guò)弱（曲線(xiàn)上凹陷的地方，增益量小了）。如圖：

比方說(shuō)某個(gè)音箱在80赫茲附近的曲線(xiàn)比較突出，那么就說(shuō)明，這只音箱對于80赫茲附近的頻段表現力過(guò)強了，如果播放音樂(lè )，那么貝司的聲音就會(huì )感覺(jué)重了�；蛘吣持灰粝涞那�線(xiàn)在1000赫茲附近有凹陷，那就說(shuō)明這只音箱對于1000赫茲附近的頻段表現力弱了，對輸入進(jìn)來(lái)的信號中1000赫茲附近的頻段輸出的聲壓降低了，出來(lái)的聲音也不是原來(lái)那樣了。

頻響曲線(xiàn)的平直度如何，其實(shí)就是告訴你這只音箱或者音響系統對于不同頻段的聲音信號的增益量差異。曲線(xiàn)越平直，就說(shuō)明音箱或者音響系統各個(gè)頻段的增益量就越接近相同。但是，音箱或系統對于輸入的信號的各頻頻段增益量相同與好不好聽(tīng)并不是畫(huà)等號的。為什么呢？因為增益量相同只是表達了對輸入信號中各個(gè)頻段的的聲音的放大量相同，比如某個(gè)系統對全音頻中各個(gè)頻率的增益量都是30分貝，你發(fā)出1000赫茲的聲音，聲壓級是80分貝，音箱發(fā)出的1000赫茲的聲音的聲壓級就是80+30=110分貝。你發(fā)出的2000赫茲的聲音的聲壓級是60分貝，那么音箱播放出來(lái)的2000赫茲的聲音的聲壓級就是90分貝。沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統放大的時(shí)候，你發(fā)出的1000赫茲的聲音和2000赫茲的聲音的聲壓級相差20分貝。那么通過(guò)這個(gè)對各個(gè)頻段的增益量相同的系統，由音箱發(fā)出的1000赫茲的聲音和2000赫茲的聲音的聲壓級同樣是相差了20分貝，隊形保持不變，呵呵。但是，如果你這個(gè)系統對于1000赫茲的增益過(guò)大（曲線(xiàn)上突出了），不是30分貝而是40分貝，而且對于2000赫茲的增益量偏低（曲線(xiàn)上凹下去了），不是30分貝而是是20分貝。那么原本你發(fā)出的80分貝聲壓級的1000赫茲的聲音，通過(guò)系統后，就發(fā)出了120分貝的聲音，而原本你發(fā)出的60分貝2000赫茲的聲音，通過(guò)系統后，就發(fā)出了80分貝的聲音。經(jīng)過(guò)系統前的1000赫茲和2000赫茲的聲壓級差異是20分貝，經(jīng)過(guò)系統后1000赫茲和2000赫茲的聲壓級差別就變成了40分貝，這就不是原本的差異了，隊形變了，這也是屬于一種失真。所以頻響曲線(xiàn)是否平直，只代表了某只音箱或者某個(gè)系統對于各個(gè)頻段的聲音的音量表現是否大致相同而已，而于音質(zhì)無(wú)關(guān)。

至于好不好聽(tīng)，首先你的系統要在各個(gè)頻段上的對于輸入信號的增益量要大致相同（也就是曲線(xiàn)盡量平直），這樣才能把原始信號中的各個(gè)頻段的聲音大小的比例放大后還原出來(lái)，起碼是該強的要強，不該強的就要弱。能夠真實(shí)反應聲音的強弱了，這才算是個(gè)好的基礎。要想好聽(tīng)，更重要的是在音質(zhì)上做文章。音質(zhì)爛了，再好的系統也是表現出爛的聲音，不信你弄個(gè)牛B的音箱，用個(gè)幾十塊的MP3輸入到調音臺，并且把調音臺輸入增益開(kāi)到頭，播放從網(wǎng)上下載的MP3格式的音樂(lè )，聽(tīng)聽(tīng)出來(lái)的聲音試試。而音質(zhì)，是內在的東西，就不單單是曲線(xiàn)平直的問(wèn)題了。曲線(xiàn)平直，只是表達了系統對音量的還原。那么對音質(zhì)的還原，估計就是理想化的東西了。比如人家用史坦威鋼琴用DPA話(huà)筒錄制的鋼琴曲，要通過(guò)音響把質(zhì)感完全還原出來(lái)，那幾乎是不可能的事情了。這就好比你聽(tīng)人家在你旁邊拉小提琴，和你在音箱旁邊聽(tīng)同樣的人演奏的小提琴曲一樣，就算你用了再好的音響，聽(tīng)起來(lái)總會(huì )有差異的。這就牽扯到音質(zhì)還原度和聲場(chǎng)還原度的問(wèn)題了，而這些還原度那就不是說(shuō)誰(shuí)能用曲線(xiàn)表達了。而音質(zhì)的高低，那就跟你的用料，你的工藝，設計師的技術(shù)和藝術(shù)修養有很大的關(guān)系了。大師用白玉雕琢的藝術(shù)品，跟街頭工匠用石膏倒模出來(lái)的東西看起來(lái)能一樣嗎？

反過(guò)來(lái)說(shuō)曲線(xiàn)平直，曲線(xiàn)平直就是系統或設備對輸入信號中各個(gè)頻段的音量強弱的還原度高。作為音響，這只是個(gè)基礎性的指標，但是也是很重要的指標。比如一個(gè)音量還原度好的音響系統，輸入的音源信號本身高中低等等各個(gè)聲部音量比例和諧（比如錄音大師錄制的音樂(lè )大師級的作品，好像什么發(fā)燒天碟之類(lèi)的。），通過(guò)音箱還原出來(lái)自然就感覺(jué)和諧。如果輸入的信號是個(gè)只會(huì )狂喊亂叫的卡拉OK級別的歌手演唱的歌，原本就唱得就高中低音不和諧，從高還原度的音響系統出來(lái)那自然也不和諧。但是，還原度不好的系統，比如頻響曲線(xiàn)在低頻突起，中高頻又有點(diǎn)凹陷的，可能把原本不是很強的貝司變強了，把本來(lái)該強的小號變弱了，播放原本各聲部音量和諧的作品可能變得不和諧。但是，如果碰巧碰上本來(lái)把樂(lè )手把該強的貝司音彈弱了，或者把本來(lái)該弱的小號音吹強了的情況，負負得正，播放原本音量不和諧的作品，用這種還原度低的音箱可能反倒比還原度更高的音箱更和諧動(dòng)聽(tīng)了。

另外， 對于音響產(chǎn)品而言，其實(shí)不光是音箱，功放、調音臺以及其他周邊設備，都有頻響曲線(xiàn)。按照工業(yè)標準，都要求這些設備在未做調整的情況下，都要有平直的頻響曲線(xiàn)，目的就是要求這些設備首先要盡可能對信號的特性中的音量強弱保持忠實(shí)還原的態(tài)度。假若你使用的均衡器，在沒(méi)有調整，推子都打平的情況下，頻響曲線(xiàn)就在80赫茲的地方高了，在1000赫茲的地方又低了，你還會(huì )要它嗎？

耳機與頻響曲線(xiàn)

過(guò)頻響曲線(xiàn)看耳機的好壞不太容易。

耳機音膜中心為低頻邊緣為高頻。

頻響曲線(xiàn)的低頻端為下降趨勢，為了獲得更多的低頻動(dòng)能，因此耳機中心的球形設計是為了增大他的表面積而獲得低音，耳機中頻的頻響曲線(xiàn)比較平坦，是因為音膜表面的螺旋狀紋路。

耳機高頻端的頻響曲線(xiàn)上有一個(gè)大鋸齒，是因為音膜邊緣有一個(gè)軟環(huán) 是為了增加音膜彈性，因此軟材料的共振頻率下降，過(guò)了軟環(huán)到了粘接邊緣材料變硬，共振頻率上升，形成一個(gè)大鋸齒。每個(gè)耳機都有無(wú)法避免。

耳機高頻端的頻響曲線(xiàn)上有很多小鋸齒，音膜支架和音膜邊緣粘接有毛刺。和耳機制造工藝有關(guān)，如果支架和音膜一體化就不會(huì )有該問(wèn)題。

知道了上述情況，我們在選擇耳機時(shí)注重他的頻響曲線(xiàn)，低端增益要大，高頻端小鋸齒要少，中頻要平。

音質(zhì)與頻響曲線(xiàn)

影響音質(zhì)的因素太多了。

首先來(lái)看看什么叫音質(zhì)。音質(zhì)指的是實(shí)際聲波與原始波形的接近程度，即回放出來(lái)的實(shí)際聲波與原音頻文件所保存的波形越接近，則音質(zhì)越好。假設有一個(gè)音頻文件 A.wav，又有一個(gè)理想的錄音設備，它可以將空氣中的聲音毫無(wú)損失地錄下來(lái)，存為 B.wav，則這個(gè) A.wav 與 B.wav （從時(shí)域和頻域上都）越接近越好。

對一個(gè)系統（設備）來(lái)說(shuō)，幅頻響應和相頻響應在一起才構成整個(gè)系統的響應，而一般說(shuō)的頻響曲線(xiàn)只是指幅頻響應。

一個(gè)音頻文件從手機里播放到被人聽(tīng)到需要經(jīng)過(guò)哪些影響音質(zhì)的過(guò)程。大致過(guò)程是這樣的：音頻文件 -》 操作系統的混音器（Mixer）-》 操作系統 DSP 算法（音效、重采樣，可能會(huì )用到 DSP 芯片）-》 DAC -》 放大器-》 耳機/音箱 -》 空氣 -》 人耳。

鑒于空氣和人耳是無(wú)法控制的，所以只研究到音箱/耳機出來(lái)的聲音。這前面幾乎每一步都會(huì )影響音質(zhì)。

首先是操作系統的混音器，它負責的是將系統內各個(gè)播放聲音的程序混合到一起，從而可以使各個(gè)程序同時(shí)發(fā)聲而不會(huì )出現一個(gè)程序將輸出設備獨占而其他程序不能發(fā)聲的情況。表現在代碼上也就是做加法，把各個(gè)程序的輸出加起來(lái)。如果只有一個(gè)程序在播放音樂(lè )那還好，但手機還要處理鈴聲和提醒聲音等。加法是怎么做的呢？這取決于算法。如果是定點(diǎn)的加法，為了保證加完的值不會(huì )溢出，會(huì )先對兩個(gè)數據進(jìn)行右移再相加。浮點(diǎn)的情況更為復雜，而且因為現有大多音頻文件都是 16 位定點(diǎn)格式，所以還要經(jīng)過(guò)定點(diǎn)《-》浮點(diǎn)之間的相互轉換，這個(gè)過(guò)程也會(huì )損失精度�？傊�，程序會(huì )通過(guò)犧牲精度來(lái)?yè)Q取動(dòng)態(tài)范圍。而如果只有一個(gè)程序在輸出呢？別忘了還有個(gè)調節音量的東西吧，那個(gè)就是給波形上的每個(gè)點(diǎn)乘以一個(gè)增益值（gain），乘法過(guò)程也是會(huì )有精度損失的�？偟膩�(lái)說(shuō)，混音器這一步的精度損失無(wú)法避免。但手機上除了輸入和輸出過(guò)程，中間都是浮點(diǎn)運算的，精度的損失一般不會(huì )超過(guò) -90dB，一般是聽(tīng)不出來(lái)的。

然后是 DSP 算法部分。音效（低音增強、增加空間感等）這一部分是主觀(guān)性的，不屬于「音質(zhì)」的范疇，就不討論了。假設所有音效都已關(guān)閉，那唯一剩下的就是重采樣。對手機來(lái)說(shuō)，重采樣的存在是由于一個(gè) DSP 芯片往往只支持一種輸出采樣率，或者 DAC 只支持一種輸入采樣率，而大部分情況下這個(gè)采樣率是 48kHz。這是由于如果要支持不同采樣率，特別是像 44.1kHz 和 48kHz 這種不成整數關(guān)系的采樣率，需要配備頻率不同的晶振。由于各種原因，晶振產(chǎn)生 48kHz 的時(shí)鐘頻率更容易。然而，由于各種歷史原因，目前的大部分音樂(lè )都是 44.1kHz 的，因此會(huì )經(jīng)過(guò)一個(gè) 44.1kHz-》48kHz 的重采樣。非整數倍的重采樣是會(huì )大大損失精度的，不要以為采樣率變高了音質(zhì)就會(huì )變好。不經(jīng)過(guò)重采樣直接輸出的才是最好的音質(zhì)。重采樣對音質(zhì)的影響取決于重采樣算法，劣質(zhì)的算法可以導致嚴重失真。

接下來(lái)是 DAC，即數模轉換器。這是對音質(zhì)影響十分顯著(zhù)的一個(gè)模塊。DAC 的頻響也容易做到平直，但衡量 DAC 的音質(zhì)還需要參考許多其他參數。DAC 的好壞基本可以就看芯片本身的廠(chǎng)商及型號等，所以沒(méi)什么可說(shuō)的。好的設備會(huì )用比較高端的 DAC。

然后是放大器。相對來(lái)說(shuō)，這一部分還是比較容易做到平直的幅頻曲線(xiàn)的。但相頻則不一定。（ 目前放大器的頻響已經(jīng)很容易做到平直）

最后是耳機/音箱。通常來(lái)說(shuō)，它們的幅頻曲線(xiàn)很難做到平直，這很大程度上是因為發(fā)聲單元所能發(fā)出的頻率高度與其尺寸成反比。所以根本不要指望耳塞式耳機能發(fā)出有效的低頻。這也是頭戴式耳機一般來(lái)說(shuō)比耳塞式或者掛耳式的音質(zhì)更好的主要原因。而對于音箱來(lái)說(shuō)，往往會(huì )采用二分頻、三分頻，甚至多分頻，即多個(gè)發(fā)聲單元負責不同的頻段，其中還會(huì )有濾波、處理頻段連接等問(wèn)題。從整個(gè)音頻流來(lái)看，耳機/音箱才是對音質(zhì)影響最大的部分。你手機里放的全都是無(wú)損音樂(lè )、手機支持直接輸出 44.1kHz、DAC 用的是最好的芯片、放大器幾乎沒(méi)失真，結果你用了一副 50 元的街邊攤上買(mǎi)的耳機，那音質(zhì)就是個(gè)渣。

總的來(lái)看：

1.頻響曲線(xiàn)能不能反映音質(zhì)？

能。理論上來(lái)說(shuō)越平直的頻響曲線(xiàn)越好，系統響應越接近于直通。但光看一個(gè)頻響曲線(xiàn)是十分不全面的。

2.放大器的頻響曲線(xiàn)在多大程度上決定了音質(zhì)？

很少。

3.對手機來(lái)說(shuō)，有哪些影響音質(zhì)的參數值得關(guān)注？

混音器和重采樣算法，各個(gè)手機都一樣或差不多。

放大器，比較重要，目前手機的放大器已經(jīng)可以做到很好的系統響應，所以大家都差別不大。

DAC，比較重要，看芯片型號。

決定性的環(huán)節還是在你的回放設備，用個(gè)好點(diǎn)的耳機或音箱比什么都有效。

其他常用的評價(jià)音質(zhì)的參數還有失真度、信噪比等。

音色與頻響曲線(xiàn)

從“頻”開(kāi)始分析：我們在不同樂(lè )器中會(huì )發(fā)現同“音調”（頻）的聲音，其“音色”卻不同，那么是什么因數決定了樂(lè )器音色呢？

答：是因為“音調”（頻）里面包含的諧波成份不同。

我們知道，聲音是振動(dòng)產(chǎn)生的。而一個(gè)物體的來(lái)回振動(dòng)，幾乎不可能一直按照確定的周期來(lái)振動(dòng)。也就是說(shuō)當一個(gè)物體發(fā)聲的同時(shí)，還會(huì )發(fā)出很多不同頻率的波（諧波）。這許多不同頻率的波由于相位差很�。úㄖ�間相隔時(shí)間非常短），人是無(wú)法單獨分辨的，所以這些波會(huì )混合在一起給人一個(gè)整體的聲音感受，而這個(gè)感受就叫做音色。

有人質(zhì)疑，在實(shí)際的樂(lè )器中“音調”雖然相同，但是卻難保在吹、拉、彈時(shí)，其對比的聲壓/響度能達到一致，所以我們聽(tīng)到的聲音的感覺(jué)當然會(huì )不同。

為了排除這個(gè)觀(guān)點(diǎn)，可以做一個(gè)實(shí)驗：理論上，當兩個(gè)聲壓級相同的聲音疊加時(shí)，在參考軸的總聲壓級會(huì )增加3dB。我們取兩個(gè)在同一頻率聲壓級相同的揚聲器單元疊加放聲，然后與單獨一個(gè)+3dB的單元對比聽(tīng)音。其最終結果是：聲壓級相同的聲音所聽(tīng)到的聲音，感覺(jué)仍然有很大差別。（這時(shí)只有在滿(mǎn)足以下條件：即疊加的聲壓中諧波成份與單獨一個(gè)+3dB的揚聲器諧波成份相同時(shí)，給人的音色感才會(huì )不容易分辨）

既然樂(lè )器內每一個(gè)聲音都包含很多個(gè)頻率的聲波，那我們又是如何分辨出音調（頻率）的呢？

答：在一個(gè)聲音中某一個(gè)頻率的相對量最大的那個(gè)頻率決定了聲音的音調。比如說(shuō)一個(gè)聲音里面包含有3單位的444Hz（la音），1單位222Hz的頻率，那么我們聽(tīng)到的就是la音。而有3單位的444Hz，1單位的333Hz的頻率，那我們聽(tīng)起來(lái)仍然還是la音，只不過(guò)給人的音色感覺(jué)不同了。

在解釋了“頻”、“響”與“音”的關(guān)系，再來(lái)闡述一下在揚聲器研發(fā)過(guò)程中對測試曲線(xiàn)應注意的一些問(wèn)題（在此跳過(guò)低頻共振和高頻上限對音色的變化，著(zhù)重講述一下中頻段聲壓級差的問(wèn)題）。

1.在很多公司揚聲器規格書(shū)上平均靈敏度一欄都會(huì )有如下標識，如：82dB±3dB。所以很多人在copy揚聲器時(shí)，做到82dB的允許范圍內，就認為完成了開(kāi)發(fā)任務(wù)，結果樣品被聽(tīng)音后判NG。

在dB SPL數值之間因為是對數的關(guān)系，這說(shuō)明，在1個(gè)dB內還包含著(zhù)一個(gè)相對比較寬的聲壓（強）范圍。而人耳在較靈敏的頻段是可以分 辨出1dB聲壓級的差異的。所以在研發(fā)過(guò)程中，中頻段的dB SPL 應盡量控制在±0.5dB之內。

2.有一些工程師將SPL數值差異做到了1dB之內，甚至更為接近。此時(shí)，音色仍然感覺(jué)不同。這時(shí)應考慮測試環(huán)境和曲線(xiàn)表現的方式。當測試環(huán)境較差時(shí)，環(huán)境對測試麥克風(fēng)的干擾較大，對同一個(gè)揚聲器測試的幾條曲線(xiàn)都會(huì )存在較大的誤差，所以要多重復測試、排除環(huán)境的影響因數，然后再分析。

測試環(huán)境較好，例如在標準無(wú)響室，無(wú)人為操作失誤，曲線(xiàn)又控制在1dB之內，這時(shí)需要再考慮一下曲線(xiàn)的不同取點(diǎn)數量和平滑模式。不同的取點(diǎn)數與平滑模式對頻響曲線(xiàn)細節處的表現，差別非常大。（在測試頻率范圍內儀器對不同頻點(diǎn)響應值的數量選取，點(diǎn)數越多，測試越精確。儀器對頻率范圍內頻點(diǎn)響應幅值的采樣平滑方式，例如1/6oct、1/12oct、1/24oct、1/48oct等，分母越大，數據越精確）。所以，如果想了解到頻響曲線(xiàn)上這些細節的變化就要付出的代價(jià)是：一個(gè)良好的標準測試環(huán)境。

應注意的是，在使用多點(diǎn)數，不采用平滑功能的曲線(xiàn)對比時(shí)，除環(huán)境因數外，還會(huì )遇到一些問(wèn)題。例如上面諧波中提到：因為物體的來(lái)回振動(dòng)，幾乎不可能一直按照確定的周期來(lái)振動(dòng)。這時(shí)就會(huì )出現在某些頻點(diǎn)聲壓級漂移的現象。此時(shí)可以根據儀器的功能，將原測試的頻率范圍分段、采取更多的點(diǎn)數掃描，多方位了解其頻段的響應趨勢。

3.排除測試誤差因數，對頻響曲線(xiàn)非常接近的揚聲器進(jìn)行諧波成份的對比，找出下一步改善的方向。一般測試諧波失真的儀器，均能方便的進(jìn)行諧波成份對比。

（因為在實(shí)際應用中，關(guān)于影響聽(tīng)感的因數有很多，比如：聽(tīng)音者的心理、生理因數，房間的混響系數，揚聲器的指向性等等都會(huì )造成聽(tīng)感上的不同。本文僅對在參考軸的測試與聽(tīng)音做一些簡(jiǎn)單說(shuō)明。）

結語(yǔ)：在揚聲器頻響曲線(xiàn)相同時(shí)，其音色是由其諧波成份決定。

在揚聲器頻響曲線(xiàn)相同時(shí)，如果音色不同，則需要對揚聲器的諧波曲線(xiàn)進(jìn)行對比。

測試過(guò)程中，需充分關(guān)注操作人員、測試儀器、使用方法、以及測試環(huán)境和治工具對測試結果的影響，盡可能使用多取點(diǎn)、少平滑的方式進(jìn)行對比。