Adobe Audition 频谱分析示例

了解了软件的操作技巧和分析特征，有助于充分了解实践中的分析结果。现在就让我们来做几个常见波形的频谱分析实验。图8是100Hz三角波的频谱。奇数倍的谐波幅度以-12dB/oct（每倍频程-12dB）的斜率衰减。

图8

图9是100Hz方波的频谱。奇数倍的谐波幅度以-6dB/oct（每倍频程-6dB）的斜率衰减。

图9

图10为粉红噪声频谱。频率成分是连续的，以-3dB/oct（每倍频程-3dB）的斜率衰减。

图10

再看看调制波形的频谱。用《妙用Adobe Audition：万能信号发生器》一文中介绍的方法生成基频1000Hz、调制频率和调制范围50Hz的调制波形，频谱特性图11。这是一个调频/调幅波形的频谱。可以看到实际发生了基波与调制频率的二、三次谐波调制，如果调制范围选得大，谐波将增加很多，频率组件的幅度对比也会发生很大变化。

图11

图12是过零调幅波形的频谱。频谱成分很纯，只有基频加减调制频率得到的两个值。

图12

到这里我们必须澄清一个问题，即标准的调频、调幅波到底是怎样的？为什么上述生成的调频、调幅波没有给出纯粹的单频调制结果？根据电子学的相关知识，对于调频波，是不可能产生纯粹的单频调制的，只能靠缩小调制带宽的方法来尽量抑制谐波调制（调制带宽与调制频率的比值称为调制系数，模拟调频广播实用中远小于1），但结果是调制频率与载波频率的幅度比大幅缩小，效率降低。图13就是将上述波形的调制范围缩小到5Hz时的频谱。谐波调制成分少了，但信号/载波的比率已经降低到-24dB以下。

图13

实际应用中，不可能为了抑制谐波调制而无限制地缩小调制范围，因为那样必然造成信噪比的急剧下降，结果反而更坏。因此必然是权衡、妥协和优选而得到一个折衷的方案。你肯定对调频广播中特有的“沙沙”噪音印象深刻吧，这很大部分就是由于存在高次谐波失真而造成的。但是对于调幅波，理论指出确实是可以产生纯粹的单频调制的。这说明我们以前产生调幅波的方法有问题。为此笔者认真反思，找到了正确的调幅波产生方法。在产生“过零调幅波”时，将第二次的调制频率设定“DC Offset”（直流偏置）为50%至100%，然后执行“调制”选项，将得到纯粹的调幅波。如图14，波形看起来跟以前的方法产生的差不多。

图14

但是频谱却有区别，见图15，只有基频和基频加减调制频率得到的两个频率成分。这才是真正的标准调幅波。（这时也就将软件选项命令的涵义澄清了：“Overlap(mix)”就是“重叠混合”，不具备调幅功能，虽然用调频波混合的方法可以产生不严格的调幅波；而“Modulate”才是真正的调幅命令。）

图15

图16是复合音的频谱。这时实际上根本没有发生调制，只不过是简单的混合。这也正是测试互调失真时用复合音信号的原因所在，本身不存在调制，才能更好地测量调制产生的失真。

图16

再看看脉冲频谱。图17是一个宽度为20微秒的单脉冲波形。极限放大到单取样点显示。

图17

它的频谱曲线是连续的，平直地延伸到40KHz以上，如图18。这就是声学测量中用短脉冲测试频响的根据。而且它有一个非常大的优点：可以用一个时间窗口来滤除反射波，在普通环境中得到类似于消声室的结果。

图18