延时正弦波的混合

第三节　延时正弦波的混合

如果将两个具有特定时间差，而不是固定相位差关系的相干大频率范围信号混合时，那么有些频率会加强，而有些频率会抵消。如果延时到达的信号和原始信号混合时，则会产生“梳状滤波”的情况，它改变了信号的频率响应(如图2-5a所示)。延时可以通过使用全通延时网络或数字处理来从电学上实现。在处理空气中传播的声信号时，没有简单的办法可以避免延时的影响，因为声音的速度相对慢一些。

图2-5a　延时信号的混合

如图2-5b所示为通道间存在1ms延时的两个宽频节目信号混合后的频率响应。同样的节目信号馈送给两个信道，只是幅度相差0.5dB。

图2-5b　相干信号的混合

图2-6所示为延时的相干信号混合的典型例子。以人们熟悉的室外PA系统为例，单只传声器的信号通过一对相同的分开放置的扬声器重放出来。假定研究的扬声器被安放在舞台正面的两个角落处，彼此相距6m(20ft)。对于舞台中心线的任何位置，来自两只扬声器的信号总是同时到达。但是其他位置到两个扬声器的距离不相等，从一只扬声器发出的声音总是稍迟于来自另一只扬声器发出的声音到达。图2-6表明尽管听音位置仅2.4m(8ft)的变化，却造成频率响应产生很大的变化。以随机噪声作为测试信号，如果听音人从B处走到A处，并且跨越中心线，会听到有嗖嗖的声音，就像汽笛声一样。音质上的改变在接近中心线时最明显，因为在这一区域响应的峰谷在频率上扩展得更开。

图2-6　由分开的阵列产生的干扰(梳状滤波器响应)

图2-6中，实线代表测得的正弦波频率响应；点线代表1/3oct频带响应，当听一般的节目素材时，它十分接近主观的音质

从主观上讲，对于一般的节目素材，只要几个峰和谷产生于每个1/3oct的频带内，那么这种梳状滤波器的影响并不明显。如图2-7所示，实际上，控制因素是“临界频带”。总之，在某一临界频带内产生的幅度变化将不会引起人们的关注。更进一步，人耳响应的是处在那一频带内的信号能量。对于音响系统设计和建筑声学中实际的工作，我们可以假定人耳的临界频带宽度非常接近1/3oct。

图2-7　图2-6中所示梳状滤波器的可闻效果

在人们喜欢的剧院中，系统是悬吊在头顶居中的地方。在没有相当高度的空间中，一般倾向于使用两个扬声器，分别放置在舞台的两边，并且馈送相同的节目。但是，通常我们不推荐这样做。