为什么输出到喇叭的信号频率越高声音越大？

littleshrimp

为什么输出到喇叭的信号频率越高声音越大？ [复制链接]

 

昨天在做喇叭测试的实验
使用音频DAC输出正弦波到喇叭
同样的振幅声音会虽频率的增加而变大
使用麦克风采集到的振幅也会随频率的增加而升高

网上查了一些资料发现都在说功率和频率无关
或者喇叭的阻抗会虽频率的增加而变大（相同信号幅度功率变小）
这和实际测试的结果正好相反

针对喇叭这个器件 应该怎么计算它的实际输出功率（在知道信号频率、幅值和喇叭的基本参数的情况下）

xunke

可能低频被电容阻掉了。

maychang

声功率和电功率是两回事。
声音大，是声功率大。至于电功率，还要考虑扬声器的电声转换效率。

littleshrimp

xunke 发表于 2017-10-29 14:50
可能低频被电容阻掉了。

应该不是这个问题频率从100Hz到4kHz
用示波器测试波形输出正常

littleshrimp

maychang 发表于 2017-10-29 15:25
声功率和电功率是两回事。
声音大，是声功率大。至于电功率，还要考虑扬声器的电声转换效率。

我觉得扬声器相同振幅频率越大输出功率越大就好像用手在水里拨水一样
相同摆幅拨水的频率越高水的阻力就应该越大，消耗的体力就越多

不同的扬声器应该有类似或相同的特性
如果不考虑细微的差别是不是应该有办法让DAC通过调整幅度来让扬声器在不同频率下有相同的输出功率？

在网上找到一个粉红噪音的介绍，好像能解决这个问题，不过他说的每8度下降3分贝不是很理解

“粉红噪音是分形的，在一定的范围内音频数据具有相同或类似的能量。从功率（能量）的角度来看，粉红噪音的能量从低频向高频不断衰减，曲线为1/f，通常为每8度下降3分贝。”

zhjb1

一定的频率下，比如可听范围的100~3000Hz，频率越高耳朵对声音敏感度增加，感觉概率加大了，实际上可能没有太多变化。但声音频率再长高，人耳的对高频响应能力下降会觉得声音变弱了，其实声功率可能也变化不大。对声音频率敏感范围因人而异。

maychang

littleshrimp 发表于 2017-10-29 22:48
我觉得扬声器相同振幅频率越大输出功率越大就好像用手在水里拨水一样
相同摆幅拨水的频率越高水的阻力就 ...

普通的动圈式扬声器，只有较低频率时纸盆是整体前后运动(活塞式运动)，频率稍高纸盆的运动就会变得非常复杂，例如纸盆中心和边缘可能不同步(中心部位向前时边缘部位却向后，或者二者之间有一定相位差)，也可能纸盆分区振动(某些部分与其它部分振动相反)。所以扬声器的效率在不同频率下非常不同。
实际扬声器的频响曲线，峰和谷幅度小于6db的均不计。由此可见扬声器的频响非常不均匀。

maychang

littleshrimp 发表于 2017-10-29 22:48
我觉得扬声器相同振幅频率越大输出功率越大就好像用手在水里拨水一样
相同摆幅拨水的频率越高水的阻力就 ...

”我觉得扬声器相同振幅频率越大输出功率越大“
这没有错。
功率是力乘速度。相同振幅，频率越高速度越大。

cruelfox

听到的“声音大”，以及麦克风采集到的“振幅大”，对应的是声压大。声压和声功率不是一个概念。声压(sound pressure)和声强(sound intensity)也不是一个概念，且前者是标量，后者是一个矢量。

littleshrimp

maychang 发表于 2017-10-30 08:52
普通的动圈式扬声器，只有较低频率时纸盆是整体前后运动(活塞式运动)，频率稍高纸盆的运动就会变得非常复 ...

1/f曲线和每8度下降3分贝找了一些资料还没全理解
倒是有一些直接用来生成粉红噪声的代码，不过还没弄明白它们是怎么实现的

将得到的幅度转换成分贝后线条看起来还能好一点
只是和厂家提供的扬声器频响曲线还有很大差别

还有个方法是直接用DAC播放粉红噪声（扫频的方式相当于把粉红噪声的频率分开单独播放）
然后用麦克风采集，同时计算所有频率的幅度，再转换成分贝，据说这是一种比较普遍的做法

开始的时候只是想用这个方法比较一下高低端耳机的性能差别
没想到弄细了这里边的学问还真不少

littleshrimp

cruelfox 发表于 2017-10-30 10:00
听到的“声音大”，以及麦克风采集到的“振幅大”，对应的是声压大。声压和声功率不是一个概念。声压(sound ...

你说的这个太专业了

cruelfox

littleshrimp 发表于 2017-10-31 12:39
你说的这个太专业了

我也是只了解一些哈。 声学比电学复杂。

littleshrimp

cruelfox 发表于 2017-10-31 13:05
我也是只了解一些哈。 声学比电学复杂。

在网上找了一些资料才知道这东西不简单
不敢再往深研究了

maychang

littleshrimp 发表于 2017-10-31 13:07
在网上找了一些资料才知道这东西不简单
不敢再往深研究了

确实，这里面的水很深。喇叭(扬声器)是个非常复杂的电-机系统，迄今无法准确地计算，比电路复杂得多。
也正是这个原因，所谓音响“发烧友”基本上是乱打乱撞。

PowerAnts

楼主先百度：等响度，了解一下

topwon

littleshrimp 发表于 2017-10-31 12:37
1/f曲线和每8度下降3分贝找了一些资料还没全理解
倒是有一些直接用来生成粉红噪声的代码，不过还没弄明 ...

1/f就是说频率越高声功率越小。每8度下降3分贝，这里的8度音阶实际就是倍频程的意思，翻译过来就是频率每升高一倍，声功率减少为一半。粉红噪声的功率vs频率的曲线就是一个这样的下降曲线。比如1KHz的声功率是9dBm，那么2KHz就是6dBm，4KHz就是3dBm，8KHz就是0dBm,500Hz就是12dBm。

hk6108

littleshrimp 发表于 2017-10-29 22:48
我觉得扬声器相同振幅频率越大输出功率越大就好像用手在水里拨水一样
相同摆幅拨水的频率越高水的阻力就 ...

不单是 水对手的阻力，还有是 水自已的流动，频率高，被拨的水就来不及绕道。