Loudspeaker_LAB_3_中文版简易入门指南.doc

Loudspeaker LAB 3 中文版
简易入门指南

Loudspeaker LAB 3基本功能：

l 时域和频域测量 (脉冲、频率响应和阻抗)。
l 分频器设计与模拟。
l 箱体设计与模拟。 

最低系统要求:
操作系统 Windows 95
CPU 奔腾120
显示 800x600、16 位彩色
声卡 16 位, 立体声全双工，见帮助文件支持硬件。

推荐配置:

操作系统 Windows 2000 SP3 / Windows XP
CPU 奔腾III 1 GHz、阿瑟龙1GHz 或更高
显示 1024x768、16 位彩色或更高
声卡 24 位、立体声全双工，见帮助文件支持硬件。

首先了解一下软件安装后的目录结构

Loudspeaker LAB3 软件的根目录。
Alignments 保存音箱的调准。
Background 保存LspLAB3的桌面背景即墙纸，用户可以随意加入BMP各式的图片。
Calibration 保存LspLAB3的校准。
Examples 一些实例。
Mixer Windows混音器设置。
Presets 保存自定义的测量预置文件。
TEMP 临时目录。

用户界面
吕

工具栏

总体设置

在桌面空白处单击鼠标右键，在弹出的选单中选择总体设置。
或单击文件，选择总体设置。

在这里你可以关闭每次启动时那个讨厌的开始图片，还可以改变环境温度、桌面背景的图片和临时目录位置。

外观式样

在已测量或打开的曲线图中单击鼠标右键，选择外观，打开外观式样对话框。

总感觉自己的测量软件根本就不像专业的测量系统，怎么看都像是业余软件，为了心理感觉，发挥想象，随便改吧。

入门指南

因为这里仅仅是简易的入门指南，所以下面只介绍测量部分的设置与基本操作，对于箱体设计与分频器设计及模拟部分，因为软件本身有相应的操作向导，可以指导你一步一步进行操作，如果使用汉化的软件将会更容易使用。

A. 测量设置
点击工具栏的测量设置按钮

硬件设置
在弹出的测量设置对话框中选择硬件标签。

1、 在输入与输出设备栏的下拉选单中选择当前系统的实际输入与输出设备，名称就是你当前使用的声卡的名称。
2、 设置声卡参数-如取样速率、量化精度及通道数等。根据自己的声卡性能和测量要求设置。右图为通用设置。
3、 输入控制下拉框 - 民用声卡一般都会在此列出相应的输入控制，请选择线路输入。专业声卡如果没有该项将提示不可用，不必理会。
4、 高级选项-这里包含如缓冲区大小等声卡的高级设置，根据系统配置及声卡性能进行选择，对系统配置和声卡性能不了解应保持默认设置。
5、 混音器设置-如果你有多只声卡或经常使用外置声卡，这里最好选择自动。

发生器设置
选择发生器标签，设置激励信号的类型，这里以频响测量为例。

设置激励信号为白噪MLS，当然也可以使用其他信号类型如扫频等。

MLS长度视精度要求和系统性能决定。

扫频/曲线设置
频率范围受声卡性能影响，44.1kHz取样最高品率上限可到22004kHz。
每倍频程点数就是每个倍频程的宽度所分配的点数，决定最终的曲线精度，点数越少曲线越粗糙，原则上越高越好，但同样受系统性能影响。一般的测量要求取96点已能保证精度。

分析设置
点选分析标签，设置需要分析的项目，也就是你需要测量的项目，这里选频率响应。

开始指时间窗口的开启方式，有正常、自由延迟、自动和手动多项可供选择，如果你对测量距离要求及掌握的比较严格，可使用手动，然后在启动补偿内手工输入补偿时间量。

窗口时间
指时间窗口从开启到关闭所需要的时间，时间越长，曲线的低频下限越好，细节分辨率也更高，但反射波的进入会使曲线的真实性变坏，这样便失去采用窗口技术的意义，窗口技术的目的是获得与消声室接近的结果，所以，窗口应在反射波到达话筒之前关闭。可见，测量房间越大窗口时间就可以越长，也就可以保证更低的频率下限，一般，所有反射面距话筒的距离均为1.7M时，所测得的低频下限可保证约200Hz。

FFT分析
虽然这里可以设置FFT的分析长度，但还是推荐使用自动。

窗口
这里并不是简单的矩形窗口，可供使用的窗口类型很多，每个窗口所得到的结果也不尽相同，右图是可用的窗口类型：

一般的测量很少使用完整的窗口，多使用半窗口，以保证脉冲起始段的峰值不被切除，Hanning/2窗口是一般测量比较常用的，但也要根据实际测量需要进行选择。

后处理
后期处理标签中有3个复选框。

1. PIR自适应滤波器- 采用MLS技术测量的频率曲线是通过脉冲曲线以快速傅立叶变换得到，如果因反射的影响或窗口使用以及房间特殊性等其他原因使脉冲特性不理想，应用PIR自适应滤波器可以在FFT变换之前对脉冲曲线进行处理，但一般不推荐使用，除非有必要。
2. 平滑频率响应- 对频率响应曲线进行预平滑。除大批量测量或QC测量外一般不推荐。
3. 平滑阻抗- 对阻抗曲线进行预平滑处理，除大批量测量或QC测量外一般不推荐。
话筒
这里选择你所使用的话筒校准文件。
在话筒下拉框中选择相应的话筒校准文件。
Loudspeaker LAB3要求使用规定格式的话筒校准文件，否则无法应用话筒的灵敏度参数，只能进行相对结果的测量，不能得到真实的SPL测量结果。校准方式为除法运算，使用标准的话筒频响偏差数据文件。
如果你的校准文件为其他格式，可通过手工编辑后用于Loudspeaker LAB3。首先将校准文件的扩展名更改为.DAT，然后用文本编辑器打开，在首行加入灵敏度标识字串，保存后复制到Loudspeaker LAB3根目录即可，下面是右例中的“韩国MIC-01”话筒

" Mic correction data: Ref Sensitivity = 8.48 MV/PA "

应用话筒补偿
选中该复选框，每次的测量结果将自动应用校准数据，得到正确的频响曲线。

B. 系统校准
返回测量标签，首先进行线性校准。
点击线性校准按钮，在弹出的线性校准对话框中点击电平按钮进行电平设置。

电平对话框用于设定输出与输入电平，因而你能获得最佳的信噪比以便于校准与测量。

下面首先要连接声卡的线路输入与线路输出，使其形成外环路。

输入
上图输入下拉框选择线路输入，专业声卡可能显示不可用，如果这样就不理它。
点播放按钮（绿色箭头）调整输入电平，如果你的声卡线路输出不是兼容耳机的公共输出，尽可将输入开到最大，如果含耳放就要谨慎了。
调整波形滑块使电平在0dB左右。

输出
左边所见 VU 表显示输入电平并且 0 dB 为真实值, 最大电平 6 dB (满刻度)。通过主输出/波形滑快或在输出电平编辑框键入数值来调整输出电平。如果你已经校准系统，你可以在输出电平编辑框输入绝对值实现绝对测量，允许使用不同的单位后缀，可用的后缀是Volt, dBV 和 dBu。

锁定平衡滑块复选框如果选中可防止通道平衡被无意调整。

感觉麻烦也可以直接使用自动调整功能，就是中间的带有“A”的按钮，这是非常简单的方法，很适合专业声卡。

输入增益
当完成绝对电平校准后，你可以输入各自通道的输入增益，这是计算正确曲线电平所必需的，版本 3 测量盒在话筒衰减为 0dBg 时有 50dBg 的增益，以及通道 2 衰减设置为 0 dB 时有 25 dBg 的增益。

现在我们返回线性校准对话框，按图操作即可。

下面进行电平校准，还是看图进行吧，不过校准之前你要准备两样东西，信号线与毫伏表。信号线不是上次用的普通信号线，电平校准要求手工测量左通道信号电压，最简单的办法是使信号线的芯线外露，你还不至于将信号线剪断吧？相信你有很多更好的方法，比如利用三通变头等。
毫伏表倒也没必要，因为校准信号是100Hz的交流信号，万用表完全可以保证精度。

等待…

请输入测量的电压值，点下一步

再次输入新的电压值

还要输入

完成

应用线性校准并选中双通道FFT，退出测量设置。

C. 保存测量设置
按右图操作

保存

测量设置应该保存在Presets目录，

D. 编辑预置
从开始选单或鼠标右键选单选择编辑预置。

在桌面空白处单击鼠标右键，在弹出的选单中选择编辑预置

在弹出的预置对话框中单击浏览

找到你刚才保存的测量设置文件，单击打开

好了，测量设置已出现在地址栏中

随便取个什么名称，如需更改设置，可选择预置编号然后单击编辑按钮进行修改。

以后就可以在这里快速调用，进行频响测量

也可以在开始选单里调用
在这里你可能已经看到我根据自己需要所建立的其他预置文件。
E. 其他测量设置
以上是一个远场MLS测量方案的设置、校准及预置文件建立的大致过程。顺序也不是绝对的，你可以随意建立并通过编辑预置任意更改，在Loudspeaker LAB3中，测量设置具有相当大的灵活性，完全取决于你的意图与声卡素质。频响测量也不局限于MLS ，如果你的房间声学条件比较理想，近场频响测量同样可以使用正弦扫频方式以获得更高精度的结果。只要认真了解一下测量设置中发生器与分析标签的所有可选项目和可更改的参数，你就会知道软件功能的强大，这一点，我们所熟悉的多数专业测量系统似乎无法相比，因为专业测量系统为了可靠性和易用性，基本都比较傻瓜化。

看一下Loudspeaker LAB3可用的设置与测量项目

其他测量项目的预置方案建立基本一样，用户完全可以按步骤轻松建立，只是阻抗测量和S/T参数测量需要相应的阻抗校准。

Loudspeaker LAB3还提供了即时的设置与测量，以便临时进行特殊要求的测量，这些测量与预置文件无关，但也可以随意保存到预置文件中。

下面再介绍一下阻抗的校准
校准可在测量设置和预置文件建立之后进行，也可以在测量设置时进行。
这里只简单介绍校准过程

打开测量设置，在分析标签设置为阻抗或T/S参数测量方式，否则会弹出以下警告而不允许校准。

在硬件标签中点击阻抗校准按钮，弹出阻抗校准对话框。这是应用版本3测量盒的恒流阻抗法校准。

下面不得不临时介绍一下阻抗测量线路
串联电阻是测量盒中的恒流电阻，也就是下图中的R2，填入实际值，这里为100Ω。
校准电阻为待测的负载电阻，既代替被测元件连接到DUT两端的电阻，要求精确，最好为无感电阻，这将决定最终的阻抗测量精度。

一般使用功放后R1电阻可取消，直接用声卡测量应该保留，除非是含较好耳放的线路输出，或输出阻抗较低的专业声卡，但保留也不必关心它的阻值，更无需输入阻值。

需要说明的是，本图仅是一个示例，具体分压比应根据所配接功放的输出电压确定。

下图是恒压法阻抗测量线路，需要输入的串联电阻为R1

好了，现在继续进行阻抗校准。
阻抗校准对话框也提供了电平设置按钮，视实际情况决定是否需要调整电平。

按开始进行校准

校准失败！只有3个可能：
1、 串联电阻或校准电阻的阻值输入错误。
2、 测量盒连接错误。
3、 电平过低。

F. 基本测量
1) 频响

连接待测扬声器或音箱，按预置1启动测量。

弹出测量对话框，输入标题或使用默认标题。当然，默认标题也是你编辑预置时建立的。

按开始执行测量，测量期间尽量不要移动鼠标。

稍后……

上图为一款音箱的导管的响应

如果你认为测量设置的窗口参数不理想，这里同样可以任意调整。

关闭频响曲线，在脉冲曲线图中可以进行多项工作，包括重新设置窗口参数。

窗口时间的调整很简单，只是简单的用鼠标拖拽时标线即可，精确的时间数据在状态栏中显示。
点击FFT按钮重新生成频响曲线。

使用右键选单执行FFT变换还可以提供更多的选择

生成瀑布图

或者从鼠标右键选单执行，可更改设置

所有图表曲线都可以保存并可保存为BMP甚至EMF图形文件，其中频响曲线也可以导出为文本数据文件。

2) 阻抗

阻抗测量同样简单，如果已经创建预置文件将会更方便，与频响测量基本相同，结果也可导出为BMP和EMF增强图元文件及文本数据文件。

3) S/T参数

Loudspeaker LAB3提供两种S/T参数测量方法，质量法和顺性法。
本来质量法是相对较精确的方法，但Loudspeaker LAB3质量法的算法似乎有问题，这里推荐用顺性法测量。
顺性法即容积法，可见，我们要准备一个已知容积的空箱体。一般的空箱体都可以使用，但要求箱内不能有任何吸音材料，这一点非常重要！否则，无论容积计算如何精确其结果也不可能精确，因为吸音材料的存在，使箱内空气由原本的绝热压缩状态变为等温压缩状态，等效箱体容积增大，这样看来，箱内复杂的支撑加固结构也会起到相同的作用，只是相对小许多而已。还有，箱体容积也要适当，不能过大也不能太小，过大使Fs变化不明显，过小又会使Fs上升太多、Zmax过低，一般保证Fs变化在10%-30%之间既可。下面是简单的测量过程。

1、 测量扬声器音圈直流电阻
2、 测量有效振动直径
3、 水平稳固放置扬声器并连接，最好一米内没有面积较大的反射面，如果T铁有通孔不能堵塞
4、 开始测量

按提示操作

完成后将同时弹出阻抗曲线与T/S参数计算窗口

输入已知参数，就是前面手工测量的Revc和有效振动面积DD，最大线性位移Xmax根据音圈线面高度和华斯厚度求得，无法确定也可不填。

点计算T/S按钮，所有结果都计算出来了。
其实Loudspeaker LAB3可以用任意时间测量的阻抗曲线计算T/S参数，也可以是其它软件按要求测量的阻抗曲线，导入即可计算。

也可以在阻抗曲线图中单击鼠标右键随时察看T/S参数，或更改已知参数重新计算。

顺性法与质量法相对而言精度稍差，原因不在于顺性法本身，
原因主要有三个，

1、 气密性，也就是泄漏的影响
2、 扬声器置换容积的估算精度
3、 测试箱的吸收损耗，只要不是过于奇怪的异形箱体并保证未添加阻尼材料，基本没有影响。

气密性好解决但易被忽视，扬声器置换容积容易被人重视但精确估算较困难，只要这几项能够保证，结果就没有问题。如此说来，质量法同样有不精确因素存在的可能，如部分人直接使用砝码，但并没有注意那并不是铜砝码，导磁的问题经常被忽视，一元硬币基本都导磁却经常有人在用，还有配重物松脱谐振问题等。

4) 其他

测量操作暂时到此，其他测量其实还很多，如指向性、失真等，但基本都一样，关键是测量设置并建立预置文件，这些不再一一介绍，本来操作就很简单，只要多研究一会就可以掌握，再说，软件本身有比较详细的教程，其中还有不少相关的声学知识。
Loudspeaker LAB3真正的用途应该是这样

1、 测量低频扬声器T/S参数并导入到数据库中
2、 测量所有扬声器响应曲线和阻抗曲线
3、 利用箱体设计粗略设计箱体
4、 用分频器向导帮助设计及模拟结果
5、 制作样箱
6、 对样箱进行综合测量
7、 根据测量结果进行细调

事实上，第6步完成后我们基本都是将结果导出，用其他更优秀的模拟软件进行精细优化。

Loudspeaker LAB3还能做什么？

由于这样简单的入门指南根本无法涵盖软件的所有特性，并非无意漏掉某些方面。Loudspeaker LAB3在测量方面考虑的已比较完善并尽量简化操作，如频响测量，你可以首先用远场测量中高频特性，然后测量近场响应，最后通过数学运算进行合并，这是没有消声室又要了解全频特性的唯一方法。显然，Loudspeaker LAB3 在这方面比较重视，软件可以为远场和近场测量建立各自的测量设置，并提供操作简单得计算工具。由于近场对房间反射的影响不明显，软件作者推荐近场使用正弦波扫频测量，可以得到更好的低频下限精度。还有T/S参数，作者也推荐使用扫频方法。关于其他方面的功能，可以说比较齐全，甚至是应有尽有。软件提供了6项附加功能。

1、 L/C/R 电桥 – 对业余爱好者来说非常有意义
2、 函数发生器 – 提供多种信号输出
3、 音频示波器 – 音频范围的双通道示波器，高频精度取决于声卡性能
4、 频谱分析器 – 用于声学频谱分析
5、 实时分析器 – 提供即时的频谱分析，最高精度为1/6倍频程
6、 话筒校准器 – 你只要借一只标准话筒就可以为自己制作校准文件

上述虚拟仪器有些虽不精确，但确实能为你解决一些问题，甚至已可进行一些简单的声学工程工作，至于所谓的不精确是与你使用的声卡有直接关系的。

好了，基本的也就这些。既然是简易指南，也就只能提供给刚入道的音响爱好者作为测量入门之用，不可能为资深高手提供什么渴望的东西，再者，就我个人水平来说，也没有能力把它搞成系统的音箱测量教程，如果你认为对学习Loudspeaker LAB确实能起到一点作用，本人会很高兴。

刘景辉 2005年4月10日星期日
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