PRAXIS计算机声频测试系统
首先介绍一下PRAXIS计算机声频测试系统的优点。
一、功能强大。电脑测试系统基本上可以测试声学频域的全部电声性能，如幅频响应、相频响应、阻尼特性、阻抗的幅度相位特性、谐波失真、后延累积频谱（Waterfall Plot落水图）、群延迟响应、功率响应（Power Step Magnitude Response）、瞬态响应（包括脉冲响应、阶跃响应、猝发单频正弦波）。
以上这些性能可以说涵盖了所有电声性能的测试，而要同样实现上述测量功能，需要用几十台以上的专用仪表方可。
二、无需消声室。这带来了两方面的优点，一方面来说可以省掉几十万元的建消声室的巨额费用，在普通稍大一点的房间即可模拟消声室测量或者标准消声室测量。
另一方面是可以实测器材在实际使用环境下的性能，虽然使用环境千差万别，但大的方面仍然有一定的类似特点，如都为长方形六面体，并且音箱与听音者的位置也有一定规律。这样我们就可以捕捉到其中的一定的规律，并且从趋势上来讲，似乎国际上也有一种趋势，即认为RTA特性（房间平均特性）比消声室特性更加可以反映音箱的性能，与主观听音的结果更为接近。
三、使用方便。这也是体现在三个方面，一个方面是不需要繁重地将几十台仪表搬来搬去，并且去复杂地联线。另一方面是由于不需要在消声室测试，从而简便了许多。消声室测试的麻烦是很令人头痛的，往往只有亲身体验过才会有体会。第三个方面是速度，传统测试费时较长，而电脑测试则几秒钟搞惦。
四、性价比高。这一方面是省却了几十万巨额的消声室建造费用，另一方面是电脑测试系统一般在2-5万人民币一套，与那些几十万元一套的传统测试仪表来比功能却更加强大，可测的参数更全。
当然类似于B＆K这些仪表却由于它的长期以来建立的权威性，在一些标准化机构中作为一种标准仪表是肯定有优势的，但是对于生产厂家，音箱设计研究以及音响评价媒体来说，无疑电脑测试系统是更为实用有效的，而没有消声室配合的B＆K无疑为一堆废铁。
谈完这些优点后，读者可能要问电脑测试系统这些优点是怎样得来的呢？
一是电脑测试系统通过准消声室化，来在普通房间模拟消声室测试。二是利用电脑强大的运算分析功能，来实现复杂的信号处理分析，从而实现几十台传统仪表都难于实现的强大功能。对于现代电脑的分析处理能力最有说服力的一个例子就是“深蓝”电脑胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫。
下面就概略介绍一下电脑测试系统在普通房间进行准消声室测试的原理。
在普通房间测试的一个最大的问题就是六个面的反射。如果能够避免了这些反射，则就可以达到准消声室化。
如图所示，
当扬声器产生一个脉冲信号时，放置在音箱前的话筒。直射声波的脉冲前沿经过一段Δt的前进后到达话筒，产生第一个脉冲波形，而经六面墙反射后的反射波到达话筒的时间由于其走过了较长的路径而迟于直射波，各次反射波到达话筒的时间分别为Δt1、Δt2……。
这样，我们如果对话筒接收的信号在时间上进行截取，仅仅取Δt-Δt1这一段时间内的信号进行分析，则所有的反射波都被剔出去了，这就是“准消声室”化。因为这一段的信号如果抛开背景噪声电平不计的话，与消声室是完全相同的，仅仅是由于其时间长度有限，依据香农原理，其最低分析频率为
，所以说对于电脑测试系统来说，测量房间要足够大，最好能够保障音箱或话筒到最近一面墙的距离大于2-3m，而这是较易于满足的。
上面谈的是脉冲信号的情形，对于正弦波的情况如图所示：
可见在Δt-Δt1这段时间，话筒收到的是没有反射波影响的正弦波信号，也就与消声室内的情况相仿。所以我们如果仅仅取Δt-Δt1这段内的信号来进行分析，即可实现准消声室化。这种正弦波叫做Gated-Sine-wave，可以译为闸化正弦波。但是使用上有一条限制,就是它必须先用脉冲方法找出Δt与Δt1，然后将之用于正弦波上进行逐点扫频测量。
这里需要讨论一下脉冲法和Gated-Sine-wave法的区别。
脉冲法可以测量几乎所有的性能，包括瞬态响应、落水图等。由于它是采用产生一个类似函数的尖脉冲信号（如PRAXIS所用的Quasi-sine(x)/x函数脉冲信号之类）。然后对话筒接受的信号进行分析。即可得到扬声器的频响，这样就比较简便，可以讲1-2秒即可得结果。但是问题是这种方法的低段频响准确性不是太高，并且由于其结果是将瞬态特性包涵在了频响特性里面，所以带来了一定的误差，并且其抗背景噪声的能力较Gated-Sine-wave弱，所以推荐使用Gated-Sine-wave法，进行频响测量，而用脉冲法测量一些瞬态特性，如Impulse-Response脉冲响应，Water Fall Plot（落水图、后沿累积频谱）等。但是使用Gated-Sine-wave法一定切记，先用脉冲法在时域上确定Δt和Δt1，并将时间窗口的前沿光标Mark1与后沿光标Mark2分别置于Dt和
Dt1位置，然后再转到Gated-Sine-wave状态。
下面结合美国Liberty Instruments Inc，研制开发的PRAXIS系统具体介绍一下计算机辅助测试的一些操作方法和要点。
首先最重要的幅频相频响应的测量。工欲善其事必先利其器，首先是搞好测试环境，需要一个较大的房间，30ｍ²以上为宜，以保证测试时距离话筒或扬声器２米范围内没有大的反射物，也就是说第一次反射波到达话筒的时间滞后于直射波５ms以上，这样才可以保证能够测得200Hz以上的准消声室响应，第二是对地面进行适当的吸声处理。
对房间的另一个要求就是背景噪声。也就是周围环境要比较安静，房间的隔声效果要好，通常来说选在夜深人静时进行测量不失为一个好的办法。
搞好房间后，将系统接好，话筒距音箱前障板的距离为１m（对于大型音箱要取２米或更远），然后选用MLS方法进行时域信号采取（选取Acquire/Collect），然后选用Auto-Meas中的Both-
Edge以使光标Mark1刚好取在直达信号的前沿和第一次反射波的前沿，然后转Gated-Sine-wave方式，选取Auto-Meas/Frequency-Response进行测量，然后选取Display/Format/Show-Phase以显示相频响应，选取Display/Format/Scale/spl/on以显示特性灵敏度SPL（1m/2.83v），并且可以选取Delay设定选取适当的时间延迟获得高频段接近水平的相位曲线，设定Delay是由于不同的单元与音箱其发声中心位置不同，而计算机是以音箱障板为发声中心的，所以需要通过选定Delay以获得“观感”较好的相位曲线，实际上对于群延迟是没有什么影响的。
200Hz以下的频响曲线是需要用近场法测试的。方法是采用
PRAXIS系统中的Script程序中的专门的近场测量程序（Near-field Bass-Response Measurement）进行，对于倒相箱需要分别将话筒对准低音单元的中心，距离6mm，和对准倒相管的中心距离6mm，分别测试幅相响应，然后计算机根据你输入的低音单元的等效直径、个数、倒相管的面积与个数进行幅相迭加，得出整个音箱的200Hz以下的幅频响应，需要Z注意的是：
一、话筒的距离一定要准确为6mm，否则迭加的结果会有误差。
二、其它一些测试系统由于没有相位测量的功能，近场测量倒相箱的低频响应是很困难的，有些采用如图的方法测量误差是比较大的。
如图所示，将音箱面向地面垫起一个较小的高度ΔL（5-10cm左右），然后将话筒置于音箱与地面的间隙的边缘，通过地面的反射将低音单元与倒相管的输出强行合成，然后在缝隙边缘用话筒测试，这样带来以下两个弊病。
a、由于音箱边缘的不规则，及各个边缘距离单元倒相管的距离不同，这样无法将测试结果精确转为1m/2.83V的声压级的曲线，也就无法与高频曲线拼接。
b、由于低音单元和倒相管位置不同，在边缘处测得曲线与实际低音单元与倒相管的合成响应不一致，带来较大的误差。
c、由于将音箱面向地面，距离仅为5——10厘米，严重改变了单元与倒相管的辐射条件，必然带来频响曲线的变化。
由以上三点可以看出，这种测试方法的误差较大，不宜采用，最好是PRAXIS所建议的测试方法，较为准确/
因为阻抗标准的测量因为比较简单，这里就不详述，可以参考各系统的说明书。这里只需解释一点，有些用户曾经提出，用PRAXIS等电脑测试系统测得的单元的Thiel/Small参数与用传统仪表测得的参数有一些差异，对此笔者的解释是电脑测试系统是用的恒压法，而许多用传统方法测试时是用恒流法，并且即使是都用恒压法的话，选取的电压不同，测得的T/S参数也会有一些差别，如果用传统方法的恒压法测试，并且选用相同的电压，则两种方法的差异会较小。并且这种差异还在于是否采用障板，用障板和不用障板测量T/S参数时，单元的附加空气质量是相差一倍的，对参数也会带来一些影响。
用PRAXIS测试系统还可以测得许多传统仪表所无法测量的特性。下面介绍一下其测试方法和注意事项。
落水图的测试是一项关键指标，落水图可以指正单元的一些内部共振，比如Kevlar锥盆单元在1-3KHz、铝膜、钛膜高音在十几
KHz左右的一些盆内部共振，这些在幅频曲线上是不易看出的，但人耳听音对这些共振却很敏感。落水图可以明确的指证出这些共振，其特征就是在落水图上形成一个个竖向的山脊。当其它频段已经衰减很多时，这些山脊对应频率却衰减很少。这样的单元或音箱即使其频响平坦，但听音时却明显感到共振频率处的能量特别多，特别突出。
PRAXIS等一些系统都可以测试落水图，方法是选用MLS方法先测幅频响应，然后选取Water-Fall命令即可显示落水图。一个好的落水图必须满足以下两条要求：
a、下落迅速，反映内阻尼好，后沿瞬态特性好。
b、无明显的“山脊”，即无大的共振，或分割振动。
失真度特性是大家都很重视的一个指标，大多数电脑测试系统都可以测这个特性。PRAXIS可以测得最高九次谐波失真及总谐波失真，其测试方法依照有关的说明书进行，并不复杂，但要注意以下要点。
a、一定要用正弦法测试，精度才会高。
b、一定要选足够多的频点，由于失真度的特性如图所示，振荡很大，如果选择频点少的话是无法得到真正的失真度的，如图所示。
c、测试时信号点平要高一点，否则由于背景噪声的影响而无法测得真正的失真度。比如背景噪声为50dBSPL，则要选择100dBSPL左右才可有效地测得1%（-40dB即谐波为60 dBSPL）的失真度。
除了以上已经介绍的一些性能外，PRAXIS还可以测量一些其它重要的特性，比如，交调失真、粉红噪声或白噪声频响及特性灵敏度，房间响应RTA、频谱分析、房间残响时间RT60测定、A计权噪声频谱和A计权声级。并且PRAXIS是一个开放的、友好的电脑测试系统，用户可以自己设计外挂的脚本程序来实现自己的特殊需求，如A计权声级就是作者为客户设计的外挂脚本来实现的。PRAXIS内置有脚本工具DESIGN A SCRIPTS，并且有丰富的脚本例程序，用户可以很快地掌握设计方法，并且用相似的脚本例程序改动为自己的脚本程序更是可以事半功倍。
虽然说本文前面的介绍是结合本人从事扬声器设计的特点而重点介绍了PRAXIS对扬声器的测量，实际上PRAXIS是一个全面的声学测量系统，对于音响产品，如功放甚至说对于元器件的测试是一样得心应手。谐波失真特性、互调失真特性等都是一些关键性的指标，而这些性能如用传统仪表测试则投资大，精度差，测试速度慢，而用PRAXIS测试系统则简洁迅速，而且由与其用电脑的强大运算功能去差分运算，故其精度也较传统方法高许多。与B/K或消声室的测试结果具有高度的一致性。
PRAXIS系统基本组成为：
1、AUDPOD测量放大器，同时是PRAXIS软件的KEY
2、Girardin专业麦克风并附校正文件 光盘
3、ESI JULI＠ PCI声卡或MAUDIO TRANSIT USB声卡
4、探头PROBE、连线
5、PRAXIS软件光碟
更多信息可以访问PRAXIS的官方网站: www.libinst.com